基于自适应模型预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制策略

无刷直流电动机在工作时的换相转矩脉动严重影响了其在高精度伺服系统中的应用,为了降低这种影响,文中提出了一种自适应模型预测控制算法。在对系统进行传统方波PWM-ON控制的基础上,结合重叠换相法,以换相过程中关断相、导通相的功率受控开关管为控制对象,对其占空比进行控制。以换相期间转矩脉动最小为目标构造价值函数,建立换相期间电动机的三相离散电流方程,对关断相和导通相占空比进行预测,并引入自适应调整因子对占空比进行自适应分配。最后,通过实验验证了该算法在全速范围内的有效性。

一种基于虚拟中性点的无位置传感器无刷直流电动机控制方法

提出了基于虚拟中性点的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过三个阻值相同的电阻引入三相端电压,将这三个电阻星形连接构造虚拟中性点,分析了无刷直流电机虚拟中性点电压与换相时刻的对应关系,得出虚拟中性点电压通过直流母线中点的时刻即为反电动势过零时刻的结论,并进一步分析了电机运行中,各个状态下,反电动势过零信号的有效性问题。通过实验进一步验证了这一方案,以比较器实现了过零信号的输出。相比于常规的端电压检测方法,系统减少了两路比较检测电路,并且无相移。实验表明,采用这种策略可以准确地确定过零信号的位置,同时避免了传统反电动势法在检测过程中带来的相位误差。

舵机用高速永磁无刷直流电动机设计与分析

随着舵机伺服系统对动态响应特性要求的提高,舵机电机向高速、高功率密度及低转动惯量发展。根据舵机电机的设计特点,研究了永磁无刷直流电动机结构组成、材料选择、工艺加工对电机设计的影响,并制作试验样机验证了设计结果的准确性,满足舵机系统使用需求。

无刷直流电动机在机械操作性能试验装置上的应用研究

低压开关设备和控制设备的机械操作性能试验对接通和分断动作的循环次数以及操作速度有着严格的规定,要求有关人力操作的断路器在操作时速度应为0.1m/s±25%,这对试验辅助装置的准确性提出了要求。探讨引入无刷直流电动机可以解决困扰机械操作试验多循环次数下的时间间隔问题,极大地提高电寿命试验的自动化程度和准确可重复性。

单相无刷直流圆筒直线电动机及其起动推力研究

提出了一种单相无刷直流圆筒型直线电动机(SPBLDC-TLM),利用有限元方法对其电磁性能进行了分析。与三相无刷直流圆筒型直线电机对比,SPBLDC-TLM具有推力峰值大、结构简单以及成本低等优点。针对SPBLDC-TLM起动推力为零的问题,提出了斜齿和高低齿两种非对称齿结构,对比分析了两种齿结构不对称度对起动推力以及推力峰值的影响规律,为SPBLDC-TLM的起动性能优化提供了参考。结果表明,斜齿结构不对称度对起动推力影响较小,而高低齿不对称度的增大可以显著增加起动推力。采用有限元法和MATLAB软件,验证了两种非对称齿结构的有效性。

基于FPCB绕组的导管泵用电动机设计及损耗分析

基于无槽无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、无齿槽转矩的特点,采用柔性印刷电路板(FPCB)技术设计了一种导管泵用无槽无刷微型直流电动机,提出了基于3D多物理场耦合模型分析方法,对导管泵用无槽无刷微型直流电动机进行了损耗分析和优化设计.结果表明:导管泵用无槽无刷微型直流电动机的铜损占整个电动机损耗的88%左右,是导致电动机发热的主要原因;在温度场仿真中,温度变化会改变电动机损耗,影响电动机输出转矩;在流场仿真模型中,电动机温度会使人体血液温度升高,影响血液相容性;流动的血液会带走部分热量,降低电动机温度;绕组优化后的导管泵用电动机输出转矩得到提高,损耗得以降低.

高速无刷直流电动机转子可靠性分析

通过理论解析计算得出高速无刷直流电动机转子磁钢与护套间的临界过盈量,基于ANSYS-Workbench有限元仿真平台,分别对高速无刷直流电动机转子磁钢与护套间选取不同的过盈量进行了有限元分析,得到了过盈量的合理取值范围,确保了高速转子的可靠运行。

基于PID的直流电动机转速控制系统设计

在传统控制方法下,直接利用当前转速数据计算控制参数,导致控制效果无法满足应用需求,为此,提出基于PID的直流电动机转速控制系统设计研究。在模块设计阶段,设计了数据采集模块、比例调节模块、积分校正模块、微分控制模块、控制衔接模块,五个功能模块协调配合工作,提升直流电动机转速调节控制精度。在软件设计阶段,建立目标函数获取控制偏差;利用模糊规则对PID控制参数进行整定处理,通过二次性能函数计算PID控制装置得到最终输出信号,由此完成直流电动机转速控制系统设计。在测试结果中,系统实现了对直流电动机转速的稳定控制,具有良好的控制效果。

降低永磁直流力矩电动机转矩波动的措施

转矩波动是影响永磁直流力矩电动机输出力矩稳定性和精度的主要因素之一。分析了永磁直流力矩电动机转矩波动产生的机理,主要包括换向和电磁磁阻引起的转矩波动。针对该原因主要采用虚槽、增加换向片数等措施降低转矩波动,对改进样机进行实际测试分析,转矩波动系数指标改善。

钐铁氮永磁转子在无刷直流电动机的应用与研究

针对一款6槽8极内转子无刷直流电动机,开展新型稀土永磁钐铁氮(SmFeN)永磁转子的设计应用。原永磁转子由Halbach磁化的粘接钕铁硼磁环和导磁背轭组成。基于Maxwell 2D平台,求解得到钐铁氮材料的等效方案和取消导磁背轭的优化方案。引入Halbach磁化的内转子磁环理论模型公式来估算优化方案尺寸,通过仿真数据及理论值的比较验证了该理论模型公式的工程意义。对等效方案和优化方案样机进行实验。特别针对等效方案,在中部含导磁背轭区域的表磁曲线与端部表磁曲线相比在峰谷处变成平顶。表明在磁化饱和时导磁背轭会影响各向异性的钐铁氮磁粉取向。优化方案样机的空载和负载性能与原机相近,取消了导磁背轭简化装配,且转子质量整体下降28%。

空调用无刷直流电动机绝缘转子对轴电蚀抑制探究

由PWM控制驱动并广泛用于家用空调风扇的无刷直流电动机存在一个巨大的风险,共模电压在电动机内部寄生电容作用下耦合成的轴电压击穿油脂导致滚珠和沟道产生轴电蚀损伤。基于轴电蚀产生机理,构建电动机内部寄生电容组合,并搭建了共模等效电路。提出一种在转子铁心中间新增绝缘层的绝缘转子,增加自身电容,并结合仿真指导降低轴电压。提出放电率概念,结合轴电流、放电率完善和丰富了轴电蚀评价体系。

如何解释直流电动机制作中出现的“反常现象”

针对苏科版初中物理九年级下册第十六章第三节“磁场对电流的作用电动机”的课后“WWW”第4题要求学生自制一个连续转动的直流电动机,有的学生没有按课本要求,而是“不小心”将线圈两端导线上的漆全部刮去,“令人意外”地出现了线圈竟然还可以连续转动的“反常现象”,很多初中物理老师百思不得其解。文章从直流电动机的工作原理出发,分析了两种刮漆方式对线圈转动的影响,并对制作中出现的“反常现象”作出了猜测,最后通过理论推导对这种“反常现象”给予了解释,为初中物理直流电动机的制作和教学提供参考。

基于模糊PID算法的直流电动机变频调速智能控制

为改善直流电动机的变频调速控制效果,基于模糊比例-积分-微分(Proportiona-Integral-Differential,PID)算法设计直流电动机变频调速智能控制方法。利用M/T法测试直流电动机的脉冲转速;基于模糊PID控制器,设计电动机调速控制规则;通过对直流电动机变频速度的智能校正,实现直流电动机变频调速智能控制。测试结果证明:该方法可以实现直流电动机智能调速精准控制,同时也能缩短直流电动机变频调速的响应时间,改善变频调速的智能控制效果。

无刷直流电动机可靠性预计及可靠性生产与管理方法

可靠性工程主要是对产品的故障进行统计和分析,并对其进行可靠性设计、可靠性预测、可靠性试验、可靠性评价、可靠性检查、可靠性控制、可靠性维护和故障分析。无刷直流电动机的可靠性工程可大致归纳为可靠性设计、可靠性生产和可靠性维护3个部分。讨论了无刷直流电动机的可靠性工程和可靠度设计,建立了可靠性预计的串联模型,通过计算结果,可以预测电动机在给定寿命下的可靠度。此外,按照电动机本体和驱动控制电路2个部分讨论了可靠性生产与管理的方法,这些方法有助于在制造和使用环节提升无刷直流电动机的可靠性。

无刷直流电动机故障模式仿真及试验验证

无刷直流电动机具有结构简单、效率高、控制方便等优点,目前在国防军事、航空航天等领域都得到了广泛应用。随着应用环境越来越复杂多样,造成无刷直流电动机故障的因素在增加。鉴于此,深入研究了如何保证无刷直流电动机的高可靠、长时间运行。从无刷直流电动机的故障模式出发,分析了各零部件的失效机理和故障表现,基于Matlab软件平台,建立了无刷直流电动机故障仿真模型,对不同故障特征进行了仿真研究,并进行了霍尔传感器断线故障试验。由试验可知,在控制软件中加入无位置传感器控制子程序有助于提升无刷直流电动机的可靠性,延长其寿命。

简述交、直流电动机的起动方式

本文首先介绍了交,直流电动机的基本原理,包括其工作原理、特点和应用场合。随后分别探讨了交流电动机和直流电动机的起动方式,其中交流电动机的起动方式包括直接起动、降压起动、变频起动和周期控制起动,而直流电动机的起动方式则包括直接起动、电阻起动、电压调制起动和变极起动。最后,本文对不同起动方式进行了比较和应用的讨论。本文可以帮助读者更好地了解交,直流电动机的起动方式,同时也可作为实际应用中选择合适的起动方式的理论参考。

一种无刷直流电动机的电缆出线方式的可靠性分析

针对无刷直流电动机压线片附近电缆断裂的原因进行了分析,提出了两种新型压线片结构及出线方式。通过振动和弯折试验,论证了新型压线片结构和优化后的出线方式可以有效提高电缆的抗疲劳断裂能力,从而提升电动机的运行可靠性,延长了电动机的使用寿命。

基于径向基函数神经网络的无刷直流电机多机电故障处理方法

解决无刷直流电动机的故障检测和分类问题,提出了一种新的诊断方法,可用于定位定子间转、转子动力和静力不平衡等多种机电故障。结合无刷直流电动机电流信号、电机转矩和速度信息,利用小波包变换提取故障特征,并将其作为径向基函数神经网络的输入数据。通过粒子群优化算法和遗传算法对神经网络权值进行更新,提高了算法的效率和灵活性。最终,通过比较不同神经网络和优化方法的组合结果验证了该方法的有效性。

航空起动直流电机过热失效问题研究

直流起动电机作为发动机起动系统动力装置的核心部件,需在发动机假起动、冷运转和点火起动等工况下带动发动机转子至一定转速,且需具备在极端条件下具备多次连续起动的能力。现针对某起动直流电动机在发动机上连续起动出现冒烟的问题,提出了直流起动电机耐高温性能优化设计方法,并开展了仿真及试验验证。通过改善电机电磁参数,并选取性能更加优异的绝缘材料进行电机耐高温性能改善,优化后结果表明,定子绕组铜耗减少了30.4%,励磁绕组电流密度减少了30.9%;试验结果表明转子绕组的温度最高为210℃,温度降低110℃,定子绕组温度最高为154℃,温度降低106℃,满足电机工作最高温度要求。

电机学实验教学改革与探索——以“直流并励电动机”为例

为了提高学生实验操作能力和理论应用于实践,增强学生学习能力和创新能力以及适应时代发展要求,需要学校在新工科和新时代背景下进行教育教学改革。由于电机学抽象而难懂,提出从注重细节,培养学习兴趣和创新思维;融入思政,培养学生求实创新和奋发图强精神;重视错误,加深学习理解和效果;课堂互动,改善师生关系和气氛方面进行电机学实验教学改革,并结合直流并励电动机实验案例分析。通过电机学实验教学实践验证了该课程实验教学改革的必然性和重要性。