反作用飞轮驱动电机的电磁设计

为解决反作用飞轮用永磁无刷直流电机的电磁设计问题,提出了一种采用有限元法与磁路法相结合方式进行电机电磁设计的目标设计法。根据飞轮电机有效电磁气隙宽、径长比大的结构特点,推导了电枢尺寸与机械特性、有效电磁气隙、径长比等参数间的关系表达式,得到新的电枢尺寸计算公式;利用磁场逆问题求解策略结合等效气隙磁通密度方法,给出磁钢尺寸的计算模型;最后描述了整个电磁设计过程。与一台最高转速为6000r/min、角动量为5Nms的反作用飞轮驱动电机的对比验证表明,该方法最大设计误差为2.89%,精度较高。该方法不受传统方法取值思想的限制,目标明确,速度快,适用于大的有效电磁气隙,大径长比结构的飞轮电机的电磁设计。

基于RBF神经网络在线辨识的永磁无刷直流电机单神经元PID模型参考自适应控制

永磁无刷直流电机控制系统是多变量和非线性的。针对传统PID控制方法的不足,提出一种基于径向基函数神经网络在线辨识的单神经元PID模型参考自适应控制方法,并用于永磁无刷直流电机的控制中。该方法构造了一个径向基函数神经网络对系统进行在线辨识,建立其在线参考模型,由单神经元控制器完成控制器参数的自学习,并在数字信号处理器中实现控制参数的在线调节。系统较好地实现了给定速度参考模型的自适应跟踪,结构简单,能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。

基于小波网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制

通过对永磁无刷直流电机的无位置传感器检测原理和小波网络特性的分析,提出了基于小波神经网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制新方法.该方法构建小波网络模型,采用梯度下降法对网络进行训练.网络训练分为离线训练和在线训练,由离线训练初步确定网络隐层节点的小波平移因子、尺度因子及网络输出层权值,以滤波和逻辑处理后的网络输出信号为教师对网络输出层连接权进行在线调整.从而由电机的相电流、端电压映射出电机的换相信号,取代了传统的位置传感器.最后仿真及实验结果表明,该方法能得到准确的永磁无刷直流电机的换相信号.

基于小波分析的电动汽车轮毂电机永磁体故障诊断

应用小波分析的方法,讨论了电动汽车用外转子无刷直流电机永磁体故障的诊断方法。主要讨论了两类故障的诊断:永磁体排列均匀性和永磁体弱磁检测。利用小波分解,以电机的霍尔传感器输出作为特征信号诊断永磁体的排列均匀性。提取相电流波形的特定频率分量,利用连续小波变换计算这些频率分量的能量比,以判断电机运行时是否发生弱磁故障。实验结果表明,利用该方法,可以获得永磁体排列不均匀性和弱磁故障的信息。

高速永磁无刷直流电动机拓扑结构的研究

结合所研制的3kW、150000r/min的高速永磁无刷直流电动机介绍设计中的一些关键问题,包括电机拓扑结构(定、转子结构)的研究和材料的选择等。

磁极偏移减小永磁直线无刷直流电动机磁阻力

为了减小由永磁体和初级齿相互作用引起的永磁直线无刷直流电动机的磁阻力,提出了一种磁极偏移的优化方法。运用傅立叶级数和数值分析相结合的方法对磁阻力进行了分析,研究了优化磁极相对位置降低磁阻力的原理和方法,推导出了永磁体偏移量的规则。建立了电机的磁阻力有限元分析模型,并进行了仿真分析。结果表明,采用磁极偏移的方法可以很好地降低磁阻力,电机电磁推力降低很少,且电机极数越多优化效果越明显,采用有限元法验证了该结论。

一种对转永磁无刷直流电机定转子相对位置检测方法

对转永磁无刷直流电机由逆变器和电机组成,电机的定子和转子同时相向转动,逆变器的工作状态取决于定子和转子之间的相对位置,因此,研究定子和转子相对位置检测技术具有十分重要的意义。本文总结了定子和转子相对位置、电机工作状态和逆变器开关管驱动信号关系,利用12个霍尔位置传感器,提出了一种获取对转大功率稀土永磁无刷直流电机转子相对于定子位置信号的方法,导出了传感器信号和逆变器驱动信号的逻辑关系。仿真结果表明,该方法可以使对转永磁无刷直流电机正常工作。

无刷直流永磁屏蔽电机参数计算

屏蔽电机主要用于各类液体循环系统中。由于无刷直流永磁屏蔽电机的端部漏感较大,二维方法无法精确计算电机性能,需要用三维数值方法计算。采用三维瞬态有限元方法分析了一台无刷直流永磁屏蔽电机的电磁场,并运用能量摄动法计算了不同转子位置角时电机定子绕组的自感和互感值,且对其进行了傅里叶分析。在此基础上,采用场路耦合的方法,计算了该电机在额定工况下的各种损耗、电磁转矩和效率等性能参数。

数字化永磁交流伺服系统

简要介绍了交流伺服系统的分类和发展现状,分析了永磁无刷直流电机伺服系统的组成,最后给出了数字化永磁无刷直流电机伺服系统硬件电路和软件结构设计方案。

反电势法在无刷直流电机位置检测中的应用

无刷直流电机的无位置传感器检测方法很多,反电势法作为一种比较成熟的方法有不可比拟的优点。在此介绍反电势法的原理,分析一种新的反电势方法和改进模型。这种方法的优点是不需要构建虚拟中性点不用低通滤波和分压电路就可精确测得反电动势的过零点,保证了起动过程的快速性。方法简单、且应用成本低可以保证电机在更大的速度范围内可控运行。

混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机的计算机辅助设计

设计了一种混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机。采用计算机辅助设计程序,通过输入基本数据和计算方程式对一台12kW,6极外转子永磁无刷直流电机进行设计。通过有限元分析方法对一些利用经验公式或经验数值得到的对电机性能影响较大的主要系数进行修正,实现了对计算机辅助设计程序的优化。

永磁直线无刷直流电机推力波动仿真分析及削弱方法

与解析计算的方法相比,基于有限元法的电磁场数值计算在分析电机性能方面的精度更高。据此,本文引入运动电机的时步有限元法,采用APDL程序设计语言,以ANSYS有限元仿真软件为平台,通过建立不同的物理模型,将对直线电机推力波动影响最为显著的齿槽力和边端力分离开来,分别对其进行仿真分析,并根据仿真结果对改型电机的推力波动进行了优化。

一种低成本永磁无刷双凸极电动机

无刷直流电动机采用电力电子器件替代传统直流电动机的机械换向装置,具有诸多优点。但是,由于其电子电路中价格较高的大功率开关管数量多,大大提高了无刷直流电动机的成本。这个缺点对小功率电机尤其明显,制约了无刷直流电动机的进一步推广。提出一种新型低成本永磁无刷双凸极电机,能实现双向运行,并且其大功率开关管减少到两个,由此可降低电机成本。分析了这种电机的运行原理,并通过有限元仿真软件证明了其良好的运行特性。

保护环对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响

高速永磁无刷直流电机具有功率密度高、体积小、效率高等优点,在很多领域有着广泛的应用。转子涡流损耗会使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁。该文结合所研制的2.3 kW,15×104r/min的高速永磁无刷直流电机,对比分析了不同电导率的保护环对转子涡流损耗的影响,结果表明:钛合金保护环中的涡流磁场能削弱气隙谐波磁场,对永磁体中的涡流损耗有屏蔽作用。

小型无人地面车辆驱动电机建模与仿真

针对小型无人地面车辆对驱动电机的要求,选用永磁无刷直流电机。简要分析了永磁无刷直流电机的工作原理,在建立电机物理和数学模型基础上,采用PI控制对控制器进行设计,然后结合小车动力学模型进行仿真、分析,获得了较为理想的结果,为小型无人地面车辆驱动系统设计提供了依据。

奇偶数槽对永磁无刷直流电机性能的影响

介绍了永磁无刷直流电机设计过程中绕组形式的确定,并利用Maxwell 2D有限元软件建立电机模型进行处理,从而集中分析了电枢奇偶数槽Z的不同对永磁无刷直流电机性能的影响。结果表明,Z为奇数的Z/p会产生不平衡径向磁拉力,不利于电机的整体性能。

定子槽口系数对永磁无刷直流电动机转矩波动的影响

转矩波动是永磁无刷直流电动机产生振动和噪声的主要原因。引起永磁无刷直流电动机转矩波动的原因主要有齿槽效应转矩、电动势波形的缺陷及换相转矩波动等。主要分析了槽口系数对转矩波动的影响,以永磁无刷直流电动机为例,利用有限元分析了整数槽和分数槽电机定子槽口系数变化对齿槽转矩的影响及槽口系数变化对气隙磁密及谐波的影响;最后计算改变槽口系数对电机主要性能的影响。

交流永磁无刷直流电机的功率因数问题及对策

随着永磁无刷直流电机在家电等产品中的应用,交流供电方式引起电机系统电流谐波增加、功率因数恶化、电磁兼容问题严重。文中分析了交流供电无刷直流电机系统功率因数低下的机理,提出了改善系统功率因数的措施,针对不同功率电机系统设计了高变换效率、高功率因数的实用电路。实验验证了这些功率因数校正方案的工程实用价值。

基于Simplorer和Maxwell的永磁无刷直流电动机的设计与仿真

介绍了永磁无刷直流电动机基本原理,然后根据要求设计了一台9槽10极永磁无刷直流电动机,并用Simplorer和Maxwell联合对其进行了仿真,对电动机进行了空载、负载瞬态特性分析,验证了设计的合理性。最后试制样机,样机测试值与联合仿真值对比,验证了联合仿真的正确性。

基于Ansoft的永磁无刷直流电动机的设计与仿真

介绍了永磁无刷直流电动机基本原理,然后根据要求设计了一台9槽10极永磁无刷直流电动机,并利用Ansoft/Maxwell 2D对其进行了有限元仿真,对电动机进行了空载、负载瞬态特性分析,验证了设计的合理性。最后试制样机,样机测试值与Maxwell仿真值对比,验证Maxwell仿真的正确性。