Properties of Brushless DC Machine Induced by Permanent Magnets Applied to a Traction Drive

The paper presents a mathematical model ofbrushless DC machine induced by permanent magnets. Its construction uses the classical model of permanent magnet synchronous machine and induced model of power inverter using the serraphil form. The results of the computer simulation were presented for such states： startup, work under active constant load and the behavior of the machine in terms of exponential and stepping change of the power inverter＇s control angle.

基于田口法多目标优化BLDCM

为了解决高效多目标优化电机输出性能的问题,采用田口法优化算法,以BLDCM为例,以初始设计参数为基础,按电机的输出转矩、转矩脉动和铁损作为待优化性能指标,设计了优化目标函数。将定子内径、槽深、槽开口、齿宽和气隙等关键结构参数设为优化变量,设计了正交试验,通过计算信噪比响应值并结合敏感性分析,筛选出稳定且满足设计要求的参数组合,确定最优的优化参数方案。针对优化前后的目标参数变化用有限元进行分析,证明该方法的合理性。

开绕组BLDCM直接转矩控制电压矢量特性研究

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电压幅值不为零的电压矢量分为大、中、小三类。分析结果表明:在相同的运行条件下,大矢量作用下转矩变化率最大,小矢量作用下转矩变化率最小,中矢量居于两者之间。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性。

基于锁相环倍频的BLDCM速度控制系统设计

介绍一种基于锁相环六倍频速度采集的无刷直流电机(BLDCM)控制系统,以高性能处理器STM32为核心控制元件,采用锁相环倍频技术实现对电机转速的高精度控制。该系统包括处理器、驱动电路、逆变电路、倍频电路和电机,其中倍频电路对三路霍尔信号实现六倍频处理,输出作为系统的速度反馈。经仿真和实际测试,所设计的锁相环六倍频电路,能够准确有效地进行速度采集和处理,从而提高控制系统速度采集的精度。实验表明:该控制系统实用性强,具有较高的工程应用价值。

无位置传感器BLDCM换相转矩脉动抑制的研究

针对无刷直流电机换相时产生转矩脉动给系统带来的不利影响,提出了一种无位置传感器无刷直流电机换相时抑制转矩脉动的三相PWM调制技术。利用反电势过零点法确定无刷直流电机转子位置信息从而获知电机转速。在换相开始后通过检测与功率管并联支路电流续流情况确定三相PWM调制时间。通过简单的比较电路实现了反电势过零点与换相期间的电流续流情况检测,与已有方法相比,节省了系统资源,提高了系统可靠性,且无需电机准确参数。实验结果表明:在无位置传感器情况下,无刷直流电机在换相期间转矩脉动得到了明显抑制。

基于补偿模糊神经网络的BLDCM伺服控制

为了实现无刷直流电机(BLDCM)位置伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对系统多变量、非线性、强耦合、时变的特点,提出了一种基于补偿模糊神经网络控制器(CFNNC)的设计方法.该控制器将补偿模糊逻辑和神经网络相结合,引入了模糊神经元,使网络既能适当调整输入、输出模糊隶属函数,又能借助于补偿逻辑算法动态地优化模糊推理,大大提高了网络的容错性、稳定性和训练速度.仿真和在DSP控制系统上的实验结果表明,采用补偿模糊神经网络控制器,系统响应快、精度高、鲁棒性强,动态特性明显优于传统PID控制.

基于FFT和专家系统的BLDCM系统故障检测与识别

针对具有双通道结构的无刷直流电动机(BLDCM,Brushless DC Motor)容错系统的高可靠性要求和大范围调速特点,在不增加额外设备的条件下,通过分析两个通道中功率电路直流母线电流波形的特点,提出一种采用归一化快速傅里叶变换(FFT,Fast FourierTransform)方法提取频率特征,再结合基于规则的专家系统进行故障检测与识别的方法,并通过实际电动机系统的试验验证了方法的正确性.试验结果表明:规一化FFT方法可以消除不同转速和不同负载对判断结果的影响;专家系统中阈值的选取可以有效避免实际应用中出现的噪声等因素的影响.算法复杂度低,可靠性高,易于应用,具有很强的实际操作性.

基于小波变换和聚类的BLDCM故障检测与识别

为了满足航空用机电作动器(EMA,Electro-Mechanical Actuator)高可靠性和大范围调速的要求,充分利用具有双通道容错结构的无刷直流电动机(BLDCM,Brushless DC Motor)系统特殊的结构和换相特点,通过分析两个通道中功率电路直流母线电流波形的突变特征,提出一种采用小波变换(WT,Wavelet Transform)与层次聚类算法(HCA,Hierarchical Clustering Algorithm)相结合的故障检测与诊断方法.并通过实际电机系统试验验证了方法的可行性与正确性.试验结果表明,这种方法对电机断相故障、逆变器功率管断路故障具有明显的检测与识别效果,而且不受转速、负载和噪声的影响.信号特征提取算法简单,故障识别方法可靠性高,无需额外设备,易于应用,具有很强的实际操作性.

采用ADuC812的无位置传感器BLDCM控制系统

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上,阐述了反电势过零检测、相位判断及相位补偿的原理及实现方法,并且为了在较宽的范围内提高无刷直流电动机的调速性能,系统采用高性能ADuC812(兼容8052内核)单片机作为微处理器,实现数字转速闭环控制。

基于相位检测的BLDCM滑模控制系统

为提高无刷直流电机(BLDCM)的控制性能,设计了基于新型相位检测方法的滑模控制器。将电机转子相位误差作为基于指数趋近律的滑模控制器的输入信号,同时提出了一种基于状态机的相位检测方法,能够有效提高相位检测的实时性。仿真结果表明,与传统的PID控制系统相比,采用这种方法的BLDCM滑模控制系统动态反应快、无超调,系统的抗干扰能力显著增强,对于适应电机电阻参数的变化具有良好的鲁棒性。实验结果验证了所提出方法的有效性。

基于半桥和全桥斩波非导通相状态分析的BLDCM特性比较

本文根据非导通相的状态,分析了无刷直流电机(BLDCM)半桥斩波(以上桥斩波为例)和全桥斩波控制方式下非导通相端口电压。半桥斩波中,上桥斩波关断时,非导通相正向续流结束后,中性点电压为零。此时非导通相反电动势过渡为负值后,下桥臂续流二极管在负的反电动势作用下正偏,将在非导通相中产生正向电流,使电机有制动电流和转矩,减小了有效出力。全桥斩波中,非导通相续流结束后,中性点电位为电压源逆变器(VSI)直流侧电压的一半,非导通相所在桥臂的上下两个续流二极管均处于反偏状态,不能导通。非导通相反电动势过渡期间,不会产生制动电流和转矩。仿真结果验证了两种斩波方式下BLDCM的运行特性。

改进的多霍尔传感器BLDCM转矩脉动抑制方法

针对无刷直流电机(BLDCM)系统存在转矩脉动大的问题,提出了一种基于多霍尔传感器的改进型PWM调制方式,即拟POP调制方式,且适用于无刷直流电机的全转速段。仿真结果表明:与常用的基于三霍尔传感器H_PWM-L_ON调制方式相比,此方式可以使转矩脉动在低速段降低25%,高速段降低33%。

新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器设计

针对无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)的精确控制和快速动态响应的需求,设计了一种新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器。在分析PID控制算法的基础上,采用增量型PID算法实现速度闭环调节;采用TMS320F28035型DSP为控制器主控芯片,设计了高集成度的驱动保护电路、三相桥式逆变电路以及转子位置检测电路,简化了硬件电路结构,并完成了控制器的软件设计。实验结果验证了所设计的BLDCM控制器具有良好的控制精度和动态响应性能。

基于模糊系数修正BP神经网络PID的BLDCM控制系统仿真研究

常规PID、模糊算法无法解决无刷直流电机(BLDCM)控制系统存在的强耦合、非线性等问题,在干扰作用下容易出现信号失真。针对该问题,在滑行灯伺服转向系统中,以BLDCM三闭环控制系统为研究对象,结合BP神经网络、模糊控制和PID算法,提出一种基于模糊系数修正BP神经网络的PID控制。通过Simulink建模及仿真,对比研究了该策略与常规控制算法在转矩扰动和磁通扰动状况下的动态响应特性。仿真结果显示该改进控制算法在BLDCM位置控制系统中性能优良。

基于EKF相位增益校正的无传感器BLDCM速度控制

通过实验验证了无刷直流电机其反电势为正弦波,因此,非线性观测方程可以通过泰勒级数线性化。在扩展卡尔曼滤波(EKF)估计直流无刷电机转子位置和速度的基础上,对由于端电压检测电路低通特性造成的相位滞后和幅度畸变按转速的不同进行校正,大大提高了转子位置和速度估计的准确性,与电机运行特性媲美具有位置传感器控制。

BLDCM变压器谐振直流连接换向器设计

BLDCM由于具有低惯性、反应迅速、高可靠性和免于维护等特点而广泛应用。为了降低硬开关设备能量损耗,提出一种在浪涌开关换向中可以产生直流连接电压凹陷的变压器软开关换向器,以保证所有开关工作于零电压条件下,并分析了该换向器的工作原理。

基于变论域模糊PID控制的BLDCM仿真分析

采用传统的PID控制方法,无刷直流电机(BLDCM)易受负载扰动、电机参量突变等不确定因素的影响,调速效果较差。研究了一种基于S函数的变论域模糊PID控制方案,应用于BLDCM速度环中,通过Simulink建立BLDCM速度、电流双闭环控制系统。仿真结果表明,变论域模糊PID控制方案在调速方面具有响应速度快、超调小、抗干扰能力强的特点,各项指标优于普通PID控制、模糊PID控制方案。

基于BLDCM驱动系统的变压器谐振直流连接换向器设计和仿真

无刷直流电动机(BLDCM)以其优秀的线性机械特性、调速范围宽、起动转矩大、控制电路简单等特点得到了广泛的应用。在保证所有开关工作于零电压条件下的变压器直流连接换向器的基础上,提出了设计思路、控制方案和仿真结果。

线性光耦在BLDCM控制系统中的应用

为解决因电机电流尖峰脉冲对驱动器数字电部分造成干扰的问题,设计了基于线性光耦的电流隔离采样的无刷直流电机(BLDCM)控制系统。在逆变电路母线与地之间接入一个采样电阻器,利用采样电阻器将母线电流转变为电压,经线性光耦隔离放大电路放大作为电流环的反馈信号,再用软件修正算法补偿因传输造成的误差,从而既起到隔离作用又保证了采样精度。并在搭建的BLDCM控制系统中验证了其可行性。

基于“线电压”的BLDCM无位置传感器控制

介绍了一种无刷直流电动机无位置传感器控制方法,即基于"线电压"的检测转子位置方法。该无位置传感器控制方法无需移相,换相简单易行。最后,以DSP(TMS320F2407)为核心实现了该方法的BLDCM控制,通过实验证明了该方法的合理性和可行性。