A New Method for Reducing Commutation Torque Ripples in BLDC Motors

A new compensation method and an algorithm for compensating for the commutation torque ripples of the trapezoidal EMF brushless DC motor are put forward. Simulation and experimental results show that this method is correct and practical.

减少仅使用一个电流传感器驱动BLDCM的换向转矩脉动

分析和研究了仅使用一个直流母线电流传感器驱动的无刷直流电机在换向过程中产生的转矩脉动的方法。对于这样的驱动,在高速和低速的情况下很难有效地抑制转矩脉动的产生。提出的补偿原理为:通过对占空比的控制使无刷直流电机在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等。提出的控制策略能抑制转矩的突起和凹陷。仿真实验证明了这种方法的有效性。

谐振直流环节逆变器驱动BLDCM的控制研究

结合无刷直流电机(BLDCM)脉宽调制(PWM)的特点和谐振直流环节逆变器的工作原理,提出了新型并联谐振直流环节软开关逆变器驱动无刷直流电机的控制策略。三相逆变桥仅实现BLDCM的换相运行,通过谐振直流环节开关的调制斩波,实现了BLDCM的PWM控制。实验结果表明,该控制策略实现了谐振直流环节逆变器的正常工作,BLDCM运转平稳,电流波形较好。

基于混合导通的PMBLDC步进传动定位控制系统设计

本文在传统混合导通基础上提出了一种新的步进定位控制理论,并将其应用于以永磁无刷直流电机为控制对象的伺服系统场合,进行理论分析与仿真研究。以ds PIC为控制核心器件,进行了试验验证。仿真和实验结果表明,应用该步进控制理论的PMBLDC伺服系统具有良好的速度与位置可控性,能够满足现代工业对伺服系统的高要求。同时,本文的研究结果也为PMBLDC在高性能控制场合下的应用提供了参考。

基于BLDCM的电动座椅控制系统设计

针对电动座椅控制系统的功能和实用性需要,设计了使用无刷直流电动机作为调节电机的电动座椅控制系统。提出了具体的功能设计需要,研究了实现功能的结构及原理,硬件部分进行了硬件的总体结构和各主要硬件部分电路的设计;软件部分给出了主程序流程图和各主要功能子程序的具体实现方法。结果显示设计的控制系统能够准确实现预定功能,系统工作情况良好。

考虑MOSFET与BLDC的自举电容计算方法研究

无刷直流电机(BLDC)驱动电路中,针对功率场效应管(MOSFET)栅极驱动电压波动较大的问题,提出一种基于能量守恒的自举电容容值计算方法。根据BLDC动力学模型对六步换相中单次换相时间间隔进行分析,通过BLDC和MOSFET等效电路构建电机驱动电路模型,分析电路中能量转移方向进而计算自举电容容值。依据所提出的方法搭建无刷直流电机驱动系统,所述方法构建电路的栅极驱动电压峰谷差值为0.2V。实验结果表明,相较传统经验方法,该方法选取的电容使功率管栅极驱动电压稳定性提高80%。

无位置传感器BLDC双控制系统及双驱动单元研究

为了提高无刷直流电机(BLDC)无位置传感器控制性能,提出了一种基于MSP430F149处理器和STC15W404单片机的BLDC无位置传感器控制系统。该系统主、辅运行模块可共同作用,提高电机转子位置检测决策依据,任意模块损坏,单一模块仍可单独运行。为了保证电机稳定运行,设计了可单桥或双桥运行的驱动单元。实验结果表明:控制系统稳定性能好、转子位置检测精度高、运行方式灵活、驱动单元高效稳定,便于在高精度无刷电机控制驱动领域推广使用。

带式输送机用外转子直驱无刷DC电动机的研究

针对当前带式输送机驱动装置环节多、重量大、效率低等问题,设计了一种能够直接驱动带式输送机的外转子无刷直流电动机。主要对其进行了结构设计和电磁分析,首先对电动机定转子的主要参数进行了初步的选择与计算;然后建立了该电动机的有限元模型并对其磁场及输出转矩的波动等特性进行了分析,结果表明该电动机的设计方案较合理;最后提出了一种用于削弱转矩波动的方法并进行了仿真验证。

温室大棚用电动拖拉机电驱系统设计与试验

双碳背景下,针对温室大棚作业需求,设计了一种电动拖拉机用低成本、高效率、大转矩电驱控制系统。为此,提出将永磁无刷直流电机用作电动拖拉机驱动电机,并将电压空间矢量控制方法应用于该电驱系统。首先,针对电动拖拉机行驶和耕作的典型工况进行动力性能需求分析,建立永磁无刷直流电机数学模型;然后,进行矢量控制系统建模与仿真分析;最后,搭建试验平台,实现电动拖拉机用无刷直流电机高效稳定控制。试验结果证明:电驱控制系统在重载时最大效率可达85%以上,将其应用在四轮驱动电动拖拉机上,不仅荷载能力强,且具有优异的经济性和稳定性,适用于温室大棚作业场所。

机器人关节无刷伺服器驱动控制系统设计

文中针对目前机器人关节伺服器微型化、智能化发展趋势,研制出无刷直流电机驱动集成电路,实现对无刷伺服器驱动控制。集成电路使用STM32F103系列芯片作为主控芯片,AO4606作为无刷直流电机驱动芯片,采用智能功率模块方波驱动无刷直流电机,提升了系统的集成度;结合控制器、上位机开发,以及霍尔传感器、位置检测器等传感器设计了一款机器人关节无刷伺服器驱动控制系统。通过优化控制算法对无刷直流电机进行转速、位置双闭环控制,结合硬件和软件实现无刷伺服器驱控一体设计,研制出无刷伺服器样机,最后搭建驱动控制系统实验平台。实验表明,研发的无刷伺服器及其驱动控制系统稳定可靠,可应用于多种机器人关节。

离心式作动器及驱动系统研究与实现

作动器系统作为直升机结构响应主动控制系统(active control of structure response, ACSR)执行元件的重要核心部件,其控制性能直接关系到振动的抑制效果。研制了一套基于永磁无刷直流电机驱动的离心式作动器原理样机,详细阐述了系统组成及工作原理,论述了作动器输出力频率、幅值和相位的调节方式,建立了偏心块的输出力方程,选取了MAXON公司生产的EC60 flat 411 678无刷电机作为驱动源。设计了作动器伺服控制系统,针对功率驱动中的隔离直流电源、自举二极管、自举电容、电流驱动能力及母线支撑电容等关键参数进行了详细设计。通过实验验证,电机转速误差最终被控制为1%以内,位置响应时间小于50 ms,振动抑制在0.001 5g(g为重力加速度)以下,取得了较好的控制性能,为离心式作动器系统在直升机平台的应用奠定了基础。

基于NPC型三电平变换器的高速磁悬浮飞轮同步载波驱动技术

相比电池储能,飞轮储能具有功率密度高,瞬时功率大,响应速度快等优点,可有效缓解地铁频繁启停对母线电压的冲击。由于我国地铁直流供电网络多为1 500 V电制,两电平变换器无法用常规1 700 V电压等级器件实现安全驱动,因此,本文提出了基于NPC型三电平变换器的高速磁悬浮飞轮同步载波控制技术。首先,建立了三电平驱动系统稳态及换相动态过程的等效模型,分析了驱动电压和定子电流的数学关系;然后,提出了一种同步载波驱动技术,实现了高压、高速无刷电机的加减速控制;最后,设计了磁悬浮飞轮储能系统工程样机,测试了充放电工况下系统的工作状态。实验结果表明,本文所提方法具备快速大功率充放电功能,在充电或放电工况下三电平变换器中点电压均能够保持平衡,系统可稳定运行在额定1 500 V、40 000 r/min参数附近。

基于PLC的电动摇臂伺服驱动系统设计

在工业机器人领域中,伺服系统得到了广泛的应用。为了克服普通电动摇臂操作精度低、臂杆移动不平稳以及定位不精准等缺陷,提高电动摇臂的控制性能,设计了一种以西门子S7-200 PLC为主控制器的直流无刷电机伺服系统。介绍了伺服控制系统原理及组成,从硬件设计和对多种运动状态编程两个角度,阐述了电动摇臂伺服系统的设计方案。实验结果表明,该系统控制精度较高,响应速率较快,抗干扰能力强,验证了方案的可行性。

一种基于PID控制算法的斯特林制冷机驱动控制电路设计

当前旋转式斯特林制冷机驱动控制电路核心器件大多选用国外元器件进行设计,存在获取困难、价格高昂等问题。使用易获取、有保障的国产元器件,设计一种数字式斯特林制冷机驱动控制电路,以控制成本、增加产量。基于PID控制算法,对国产元器件进行选型,设计电路的软件及硬件,并给出测试结果。结果表明基于PID控制算法的制冷机驱动控制电路效率高、运行平稳、性能可靠。

电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真

在设计开发电动汽车的过程中,采用实时数字仿真可实现并行工程,缩短开发时间,节约开发费用。基于方框图建模工具Simulink建立无刷直流电机驱动系统模型,采用dSPACE实时仿真环境自动生成控制器及被控对象模型实时代码。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口,可以与实际控制器或电机系统直接相连,构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。实时仿真与真实系统实验结果表明,实时仿真器与实际系统的响应特性无明显差别,在开发和测试阶段可以代替实际电机系统进行实时闭环测试。

驱动方式对永磁无刷直流电机损耗的影响

在分析永磁无刷直流电机方波驱动和正弦波驱动两种不同驱动方式的基础上,研究了两种驱动方式对电机损耗的影响。在正弦波控制方式下,电流超前相反电动势10°时,电机损耗最小;在方波驱动方式下,最优超前角控制时电机损耗最小。实验对比研究了最优超前角控制和id=0矢量控制两种控制策略下电机的各种损耗。

无位置传感器无刷直流电机驱动电路的研究

研究了一种无位置传感器无刷直流电机的驱动控制电路，着重解决了起动与电势波形中的干扰问题。

多功能无刷直流电机驱动控制器的研制

该文设计了一个电路简单且易于扩展,可用于高压高速场合的无刷直流电机驱动控制器。该驱动器通过无刷直流电机专用芯片MC33035结合单片机PIC18F1220解决了采用自举电容技术得到的驱动器上桥臂电源所造成的电机启动问题并且实现了诸如软启动,制动,正反转等多种功能。实验表明,该系统运行稳定,可扩展性强,具有一定的应用价值。

一种直流无刷电机驱动电路的设计与优化

设计了一种用于直流无刷电机的控制驱动电路,该电路完全采用分立元件构成,具有成本低、易实现、可靠性高等特点。在简单阐述直流无刷电机工作原理的基础上,分析了其驱动电路的设计要点。结合设计的控制驱动电路,讨论了功率MOS管栅极浮置驱动、互补脉宽调制死区时间设置的问题,分析了驱动电路中振荡产生的原因,并给出优化方法。在最后的实际测试中,验证了该电机驱动电路的各种功能及优化改进后的效果。