通用电机控制模块及其驱动软件的研发

电动车的研发是目前的研究热点,它给人们的生活带来了无尽的想象空间,其中各种车辆辅助操作系统为电动车提供了多种保障。提出了一种通用的电机控制模块及其驱动软件的实现原理,它可以方便地接入各种电动车,包括电动汽车和电动自行车,从而给电动自行车辆提供一种低成本的电机解决方案。该系统除了具有行驶、转弯、加速和制动等基本驾驶动作外,还可通过卫星连接,对车辆精准定位。该系统与对应的手机应用软件连接,还能实现多种附加功能,如语音操控、远程操控等功能。

基于流固物理场的电机逆变器功率模块散热结构优化设计

散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分析了功率模块内部温度场及湍流流线的分布情况。在此基础上,进一步分析了导热胶脂参数、环境温度、风扇面积及格栅面积对功率模块温升的影响,得到一种优化后的功率模块流固物理场结构模型。结果表明,考虑空气流场的流固物理场模型能分析电机逆变器功率模块内部的温度,也可确定影响其温升的关键性因素。经优化后,在环境温度为20℃和125℃下,该模型能分别有效降低电机逆变器功率模块23.1%和10.01%的温度。该研究为电机逆变器功率模块的封装热设计提供了参考,同时为功率模块结温的在线估算提供了依据。

模块化永磁直线同步电机考虑制造公差的推力鲁棒性优化

模块化永磁直线同步电机(MPMLSM)具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先,基于六西格玛设计方法建立了鲁棒优化模型;其次,采用拉丁超立方采样方法在尺寸公差范围内根据正态分布规律进行抽样,模拟大规模生产时电机尺寸受公差影响可能会出现的各种变化;再次,在尺寸优化范围内均匀抽样构成足够的训练样本,由有限元软件仿真这些抽样方案的推力性能,并基于反向传播神经网络建立电机设计代理模型;然后,应用该代理模型对拉丁超立方采样得到的样本进行电机性能的计算,求解样本整体对应的各优化目标的均值与方差,进而计算多目标优化的适应度;最后,采用非支配排序遗传算法Ⅱ进行全局优化,得到鲁棒优化方案,与不考虑公差的确定性优化方案相比,验证了该方法的有效性。鲁棒优化方案虽然略微增加了电机体积和推力波动,但是其失效概率低,受公差影响小,更加符合产品批量生产过程中的质量要求。

新型定转子双模块化永磁同步电机

模块化电机便于拆卸与运输,可以减少运输成本,为实现清洁替代、提高能源利用率起到了关键作用。在此背景下,设计一台定转子双模块化风力发电机,保证电机电磁性能并降低加工安装成本。首先,从槽极配合的选择出发,从电机电磁性能方面校验模块化电机优劣性,在合理的槽极配合下,改进电机拓扑结构,削弱低次非工作谐波,改善电机模块化所形成的不利影响,优化电机电磁性能;其次,对传统外定子模块化永磁电机加以改进创新,设计定转子双模块化结构,进一步加强模块化电机运输优势;最后,改进电机转子励磁结构,采用铁氧体替代部分永磁体,节约电机成本。对比分析采用铁氧体替代的定转子双模块化电机与传统永磁体励磁的模块化电机的电磁性能,验证了该电机在电磁特性及经济特性方面的优越性。通过仿真分析,验证了本文理论分析的合理性。

倍加福适用于新型输送机系统、经济高效的解决方案:G2048V电机控制模块

在输送机系统领域,通常采用24V电源系统。但随着能源价格的上涨,系统规划者们开始重新考虑电源技术的选择。他们越来越倾向于采用48V电源技术来控制直流电机滚筒。48V电机控制模块具有众多优势,模块不仅能够确保系统的可靠性,还能够构建既灵活又经济高效的输送线。为了满足市场对高效、可靠输送机系统的需求,倍加福在其AS-Interface产品的G20系列中新增了48V电机控制模块,为输送机系统的持续发展注入新的活力。

模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制

为满足高电压、大功率、高可靠性的风电场直流输电系统电能传输需求,该文提出基于模块化多相永磁风力发电机的新型串并联直流海上风电场拓扑,以及模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制方法。首先,建立基于模块化多相永磁风力发电机的直流风力发电系统数学模型,设计了模块化多相永磁风力发电机无差拍功率预测控制器,来提升dq轴电流跟踪精度和动态响应速度,并补偿无差拍预测控制器中的单拍延迟;然后,针对模块化多相永磁同步发电机串并联拓扑结构特点,提出一种考虑直流风电场潮流的功率-电压协调控制策略,通过实时调节风机的有功功率参考值,来抑制串并联直流风电场的风机过电压;最后,搭建了基于模块化多相永磁风力发电机的3×6×5 MW串并联直流海上风电场的模型,来验证所提无差拍功率预测控制和功率-电压协调控制的有效性。

一种新型模块化级联电机系统

提出了一种新型的模块化级联电机(MCM)系统,将一个电机单元作为一个模块,多个电机模块像电池一样级联式工作,只改变电机数目便可满足不同功率的需求,提高了系统整体效率,增强了容错能力,降低了成本。MCM系统可采用两种匹配方式:单模方式和多模方式。首先,以其在汽车上的应用为背景,研究了两种匹配方式的匹配方法,并提出了设计指标。其次,研究了MCM系统模块电机的设计方法和控制方法,提出最优效率控制策略和容错控制策略。最后,采用有限元法对所设计的样机进行了仿真和效率计算,分别给出了采用最优效率控制策略和转矩补救控制策略的仿真结果。结果表明,新型MCM系统能增加系统高效区范围,提高容错能力,降低研发成本、易于更换。

西门子S120整流单元及电机模块充电方法的改进

介绍了硅钢连续退火机组传动装置的组成及特点,阐述了该传动装置整流单元及电机模块预充电方法。根据现场实际情况,设计了简易预充电装置,该装置所需元器件容易获得,是一种简单、可靠的充电方法。

电机驱动模块铝基混压板翘控制技术研究

电机驱动模块是新能源汽车电机系统中的核心组件,以厚铜芯板压合铝基结构为主。由于金属铝基与FR-4芯板是2种不同物性的材料,在高温压合时,其涨缩变化及内部应力不一致,极易出现板翘超标,对印制电路板(PCB)后制程钻孔/线路制作等均有明显影响,对客户后续贴片质量也有潜在隐患。从叠层结构设计入手,对影响铝基混压板翘的关键要素进行试验设计法(DOE)测试,使产品翘曲度得到有效管控,满足了客户翘曲度≤0.75%的平整度加工要求。

新能源农机用双永磁游标电机的模型预测电流控制

模块化双永磁游标电机兼具高转矩密度和低铁耗,适用于低速大转矩的直驱应用领域。针对新能源农机用模块化双永磁游标电机控制系统存在的转矩脉动大、电流谐波多和转速波动大等问题,提出一种基于改进式模型预测电流控制策略。相比于传统模型预测电流控制,提出的控制策略采用双矢量模型预测电流控制,在每个控制周期内可同时选择2个任意电压矢量组合作用,扩大了电压矢量的选择和幅值调节范围,可进行更准确的电流控制。同时,考虑系统延迟,在预测控制中加入电流延迟补偿环节。仿真结果表明,所提的控制策略可有效减小转矩脉动、电流谐波和转速波动,提升系统的控制性能。

模块组合式交流电机定子分块规则与不等跨距绕组研究

低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和维护困难等问题,提出了一种新型模块组合式定子结构。在研究定子分块规则的基础上,通过计算每极每相槽数q不同时定子独立模块所需最小槽数,以及对应情况下的绕组分布系数、短距系数和削弱谐波次数,从绕组利用率和削弱谐波能力方面总结出了对于该种电机而言每极每相槽数q的选取方法。最后搭建试验台,对样机进行了实验,实验结果表明了分块规律的正确性以及模块组合式定子结构的可行性,为进一步研究奠定了基础。

削弱模块化永磁电机齿槽转矩的新方法

为减小模块化永磁电机的齿槽转矩,结合永磁电机槽口偏移法,提出并讨论了一种新型定子结构,沿圆周方向带有向左和向右的槽开口。由于定子槽开口的机械位移,产生的齿槽转矩分量也移向右侧和左侧。因此,对于一个适当的移动角,齿槽转矩分量的一半和另一半可以移动180°,这使得齿槽转矩分量相互抵消,从而削弱了总的合成齿槽转矩。通过将一个电机的总齿槽转矩看作是由两个电机齿槽转矩叠加而成的方法,使得分析方法更加简单易懂,并给出了槽口偏移的表达式。实验仿真表明,该方法能够有效削弱模块化永磁电机的齿槽转矩,并将转矩波动控制在额定转矩的2%以下。

全新电机控制模块技术及应用

简要介绍传统电机二次控制方式及存在的问题,分析XHM1系列电机控制模块的工作原理和功能,并对传统控制方式和电机控制模块方式技术性能进行比较,最后结合国标图集控制原理图介绍XHM1模块的应用。

SINAMICS S120双轴电机模块(9A)维修

介绍了书本型SINAMICS S120电机模块连接及接口,分析了电机模块电路,提出了IGBT功率模块及驱动电路检测方法,对电机模块进行了芯片级维修。

机械手电机驱动模块设计

以机械手腕关节为研究对象,以关节运动伺服系统整体设计为出发点,分析其伺服系统的优缺点,采用电机专用控制芯片来实现机器人关节的伺服控制。在分析直流电机的控制原理和直流电机的PWM调速原理的基础上,采用电机驱动专用芯片L298N设计电机驱动模块,并绘制出电机控制电路图。

MC9S12HZ微控制器电机驱动模块及其应用

介绍MC9S12HZ电机驱动模块的特性及工作方式,然后详细地描述了其配置及使用方法,最后结合一个具体的应用实例,给出了应用软件如何对MC9S12HZ电机驱动模块进行初始化和使用,同时给出了初始化例程和微步驱动函数。

基于非线性混合模型的模块组合式永磁电机磁场解析

为准确计算模块组合式永磁电机的电磁性能,该文建立了一种子域法和等效磁网络法相结合的非线性混合磁场解析模型。通过在子域模型定子槽边界施加等效电流片,非线性磁场解析模型可等效成为考虑了饱和效应的线性磁场解析模型。改进子域解析模型边界上的等效电流密度在等效磁网络模型中计算,等效磁网络中的磁通源需要在子域法中计算,因此需采用迭代算法进行求解。等效磁网络模型中考虑了相邻定子模块之间的装配气隙。基于该非线性混合磁场解析模型计算了电机的气隙磁通密度、空载反电动势和电磁转矩,并重点分析模块组合式永磁电机在不对称运行状态下的电磁特性。最后通过有限元仿真结果和样机实验数据验证了该非线性混合磁场解析模型的正确性。

发电机冷却模块柔性基座的模态计算与测量分析

目前瓦锡兰W20发电机组的冷却模块主要采用刚性连接在机体上,使其内部的精密电器元件很容易损坏,分析其主要原因是由发动机在高频激励下的振动引起的。为了减小振动力的传递和发动机激励引起的动态耦合,对安装在其机体上的冷却模块由刚性连接系统改为柔性基座隔振系统,并对该柔性基座系统建立模型和研究其振动特性,通过将模态计算结果和测量分析结果进行比较,检验了该柔性基座隔振系统方案的可靠性。

模块化定子永磁风力发电机及其控制

针对海上风能开发和利用,提出和设计了一种新型结构的永磁风力发电机。所提出的电机由多个空间均匀移相的模块化定子永磁发电机(MSPMG)组成,每个MSPMG是独立的单相双凸极电机,每个定子模块包含永磁、齿极和线圈,减小了模块间的磁耦合和线圈互感。通过分析MSPMG的电磁特性和发电原理,基于变分原理推导出MSPMG的最优功率控制策略,利用单相H桥全控整流电路实现了对电枢电流的控制。有限元分析证明MSPMG各个模块间的磁路耦合很小,运行状态相互独立,因此该电机具有很强的容错运行能力。基于软件仿真证实了所设计电机及其控制策略的正确性和有效性。

矿用模块化组合式永磁电机研究

我国的煤炭资源丰富,是国家最关键的能源储备以及我国经济战略发展的重中之重,煤炭的利用率占我国化石能源利用率的85%以上。对煤炭传动装置的要求是低速大功率,首先,提出低速大功率同步电机采用模块组合式定子结构,此定子模块化永磁同步电机不需要齿轮传动的中间环节,其特点是机-电之间的能量可以直接变换;其次,提出基于不等跨距线圈的交流绕组解耦方法及电机冗余功率的最优化控制思想;最后,基于Ansys对电磁场进行仿真设计,并利用MotorCAD进行温度场仿真。