Analysis of the Magnetic Flux Density, the Magnetic Force and the Torque in a 3D Brushless DC Motor

As permanent magnet motors and generators produce torque, vibration occurs through the small air gap due to the alternating magnetic forces created by the rotating permanent magnets and the current switching of the coils. The magnetic force can be calculated from the flux density by finite element methods and the Maxwell stress tensor in cy-lindrical coordinates. In this paper the magnetic flux density, the magnetic force and the torque of a real three dimen-sional brushless DC motor are simulated using Maxwell 3 D V 11.1.

一种复合转子永磁天刷直流电机恒功率弱磁的研究方法

由永磁段和磁阻段构成的复合转子是永磁同步电机实现弱磁的有效结构,也可用于永磁无刷直流电机(BLDCM)中。为求解复合转子结构BLDCM的复杂磁场,分析转子加入磁阻段对弱磁性能的影响,需要引人一种有 效的弱磁控制模型。该文通过建立场路结合的状态空间模型将磁场与通电模式相结合,准确模拟了最小分析区间中转子每个位置磁状态;以磁链空间位置函数的差分替代磁链对位置的偏微分,采用准静态场有限元分析解决BLDCM运行中磁场随空间位置变化的复杂性以及高速时无功电流增加带来磁路饱和的非线性,为准确预测复合转子BLDCM的弱磁性能提供了有效的处理手法。样机试验与仿真结果的吻合表明了这种方法的准确性。

基于C-dump双向变换器的新型无刷直流起动/发电机工作特性的理论分析与仿真研究

介绍了一种由全波升压式C dump双向变换器和同步电机构成的新型无刷直流起动 /发电机的工作原理 ,对起动工作特性和发电工作的外特性、调节特性、输出电压脉动及系统效率进行了详细的分析 ,最后以C dump双向变换器和某型飞机电机构成的无刷直流起动 /发电机为例进行了仿真研究。研究结果可为新型航空起动 /发电机提供设计依据。

五种PWM方式对无刷电动机换相转矩脉动的分析和比较

针对五种PWM调制方式对永磁无刷电动机换相转矩脉动的大小进行了分析和比较。理论推导得到:pwm-on方式的换相转矩脉动最小;Hpwm-Lpwm方式的换相转矩脉动最大;其余三种的换相转矩脉动在其两者之间。经仿真分析和实验观测,验证了理论分析的正确性。

基于续流二极管检测法的无刷直流电机

介绍了无刷直流电动机的数学模型和性能计算公式,着重研究了无刷直流电动机转子位置检测的续流二极管状态检测法的原理,通过对逆变桥中反并联于开关管的续流二极管导通与否的检测,确定出转子的位置,实现了方波无刷电动机的无位置传感器运行。给出了系统主要特性的仿真,结果表明运行参数的鲁棒性很好。

冷却高速芯片的风扇电机自动控制

MAX6653是一种具有SMBus接口的新型风扇电机控制器,可监控集成芯片的温度,调节冷却风扇电机的转速,具有节约能耗,延长风扇电机寿命和降低电机工作噪声等特点。介绍了高速芯片的原理、功能以及冷却高速芯片风扇电机的自动控制电路。利用SMBus总线设计应用程序,简化了硬件设计,使用户“傻瓜化”;在对电机的控制中简化了调整工艺,易于实现和改变控制要求,提高产品的可靠性。

基于转子永磁体磁场定向的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机由于非正弦的主磁场分布和反电动势波形,在方波电流驱动下产生较大转矩脉动。为此提出一种基于转子永磁体磁场定向的转矩脉动抑制方法。首先,通过分析无刷直流电机转子永磁体磁场定向dq同步旋转坐标系下的等效模型,得出该坐标系下d轴电枢反应和电磁转矩各自取决于dq轴电流的结果;其次,给出了以变换前后绕组产生的d轴电枢反应和电磁转矩不变为原则的三相电流和dq轴电流之间变换方法;最后,利用该变换方法,得到所需dq轴电流对应的三相电流,并对该电流进行闭环控制,进而实现无助磁和去磁的瞬时恒定转矩控制。所提方法通过Matlab仿真和DSP实验验证了其可行性和有效性。

电传动履带装甲车中直流无刷电机系统的控制

针对履带装甲车辆的驱动系统的调速特点,从电磁功率定义角度出发,采用模糊神经控制技术进行直流无刷电机系统的恒功率运行控制;并通过控制模式的切换,实现车辆低速恒转矩、高速恒功率的理想运行。仿真实验结果证明了控制方案的正确性和可行性。

无刷直流电机理想换相位置的理论及实验研究

无刷直流电机的设计与运行参数均会影响其理想换相位置,而换相的超前或者滞后均会引起控制效率的降低。为了分析电机参数对理想换相位置的影响,通过对称性边界条件建立了无刷直流电机的稳态电流数学模型。在稳态数学模型的基础上,根据理想换相位置与d轴电流的关系,进一步建立了通过最优化算法寻找理想换相位置的仿真系统。最后,通过实验电流波形与仿真电流波形的对比验证了仿真模型的准确性,并且对理想换相位置随电机内感、内阻、电气时间常数、转速和负载变化的规律进行了系统的研究。

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

本文基于TI公司的TMS32 0F2 4 0系列DSP完成了永磁无刷直流电机基速以下恒转矩、基速以上恒功率运行的双模式调速系统的研制。首先从理论上提出永磁无刷直流电机弱磁控制的要求 ,继而介绍了TMS32 0F2 4 0硬件结构、无刷直流电机双模式控制系统框图以及软件流程 ,最后以一台永磁无刷直流电机为例 ,试验结果说明了该系统的实用性。

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统;该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速;以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,该系统结构简单,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动。

无刷直流电机神经网络控制器设计

无刷直流电动机在高性能驱动应用中具有良好的调整性能、高电压、高转矩、高体积比以及无电刷的优点。为了辨识、控制运行在高性能驱动环境下的无刷直流电机,本文设计了一种多层神经网络控制器。这个神经网络既能适时辨识系统的动态性能,又能控制电机使速度和位置跟踪预先选择的轨迹,且跟踪精度较高。在控制中,系统参数漂移和外界干扰可在任意时刻得到补偿,神经网络实现了自适应控制功能,仿真结果表明这种神经网络是有效的。

无刷直流电机无位置传感器的转子位置检测方法综述

转子位置实时检测是BLDCM调速系统实现闭环控制的重要组成环节,传统的借助于位置传感器的位置检测已不能适应当前技术发展和实际应用的需要,所以无位置检测技术成为近年来学术界的研究热点。本文分析了目前国内外文献介绍的几种典型的无位置传感器的转子位置检测方法,并对它们的基本原理、实现途径、改进策略、适用场合做了详细的说明。

高原柴油机二级可调增压器控制系统设计

提出了一种高原变海拔条件下二级可调增压器控制系统,分析了该系统的工作原理;以AVR ATMEGA128单片机为核心控制器,设计了硬件系统,执行机构采用无刷直流智能电机(SRA);提出了变海拔条件下系统的控制策略,可以改善柴油机在不同海拔下的动力性能。

采用三维有限元设计高速爪极式永磁电机

设计并制造了一台以采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,结构复杂,通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数的计算提出了解决方法,通过与样机实验结果相比较,证明了所用方法的正确性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有一定参考价值。

钕铁硼永磁无刷直流电动机的磁场分析

永磁无刷直流电动机磁场分布的定量确定对电机性能的预测极为重要。文中通过电磁场理论分析精确预测电机各部分磁场分布和气隙磁通密度波形,并研究了磁体磁化方向、极对数、极弧系数和气隙长度对磁场和气隙磁通密度分布的影响,进行了有限元分析结果与实测值的比较,计算值和试验值较吻合。

C-dump变换器的发电运行特性研究

介绍了一种可用于无刷起动 /发电双功能系统的变换器拓扑—— C- dump变换器 ,分析了其发电运行的基本原理。 C- dump变换器发电运行时存在电机相电流利用率低、电感体积过大的问题。为克服上述缺点 ,提出了一种改进型 C- dump变换器拓扑。文中对采用这种改进型变换器的发电系统的最低工作转速限制和系统发电特性进行了详细的讨论 ,分析了发电系统的输出电压及效率与转速的关系。研究结果表明 ,采用改进型 C- dump变换器的发电系统具有很宽的工作转速范围和平坦的外特性 。

国外直线电机驱动新产品的发展

阐述了直线电机驱动系统的进化,涵盖了关于直线电机的种类、直线电机驱动系统的优点、成功的要点等内容,简述了日本及欧美直线电机驱动系统的新产品开发情况。

带负载力矩补偿观测器的直流调速系统

提出一种带负载力矩干扰补偿的直流调速系统.利用系统中可测量到的电枢电流和转速信号,通过线性网络获得系统中不可直接测量的负载力矩的等效信号,并使此信号参与系统的控制作用,从而克服负载力矩对电机转速的影响.仿真实验结果表明系统不仅具有良好的静、动态性能,而且具有较强的抗负载力矩干扰能力.

无刷直流电机无直轴电枢反应的非正弦转子磁场定向矢量控制技术

该文提出一种考虑非正弦磁场分布特征的无刷直流电机转子磁场定向矢量控制技术,此技术既在无需换相区检测的前提下抑制了转矩脉动,又解决了由于直轴电枢反应造成的助磁和去磁的问题。为此,首先,通过对比分析不同转子磁场分布下的转子磁链波形,得出在非正弦转子磁场分布下以转子位置角作为旋转角的等功率3s/2r变换不能实现转子磁场定向的结论;其次,通过改变等功率3s/2r变换矩阵中的旋转角,使得变换后转子磁链无q轴分量,从而建立非正弦转子磁场定向坐标系并得出该坐标系下的动态数学模型;最后,理论推导出无直轴电枢反应运行时给定参考转矩下所需的d、q轴电枢电流求解方程,并以此构建出无刷直流电机无直轴电枢反应的转子磁场定向矢量控制系统。所提控制技术通过相应的数字信号处理(DSP)驱动实验验证了其可行性和有效性。