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。

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。

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。

永磁直线直流无刷电动机动态性能有限元分析

介绍了一种由电枢和永磁体构成的永磁直线直流无刷电动机。运用时步有限元法分析了电机的动态性能。基于分析结果,设计了一台样机。试验结果与分析结果接近,证明了所提出的方法是有效的。

直线无刷直流电动机调速系统的仿真

基于MATLAB语言的动态仿真集成环境SIMULINK ,对直线直流无刷电动机调速系统进行了仿真 ,得出直线电动机的起动过程和突加负载时的速度。

直线无刷直流电动机单神经元P ID控制仿真

研究了一种新型永磁直线无刷直流电动机的精确定位系统。以DSP(TM S320LF 2407)作为核心控制器,光栅作为位置传感器,控制策略采用的改进的单神经元P ID控制算法。通过在A nsoft的S im p lorer6综合仿真平台下进行的系统仿真,验证了控制策略的有效性,为进一步研究奠定了基础。

袋装食盐生产线装箱机头直线电机运动控制研究

主要对袋装食盐生产线装箱机头运动控制系统进行研究,以PC机和控制器ACR9000作为系统的控制中心,对整个系统进行运动控制.同时采用永磁无刷直线直流电动机与Compax3驱动器构成完整的数控系统.采用永磁无刷直线直流电动机模拟装箱机机头的运动,从而了解该运动方式的特点和工作状态.永磁无刷直线直流电动机具有速度大,振动、噪声小,运动位置可以准确定位的优点.通过控制器ACR9000采集运动参数,利用PID进行调节,满足装箱要求,并在效率、精度、动态性能方面都有较大的改进.

高温超导磁悬浮车发射用驱动系统研究

高温超导磁悬浮以其独特的自稳定优势被认为是未来超高速地面交通以及电磁发射理想的悬浮方式之一。通过对各类直线电机的比较,提出了以动磁式无刷直流直线电机作为高温超导磁悬浮车/发射驱动系统的执行元件,利用有限元分析软件,通过对磁钢阵列、电机极距、磁钢厚度等研究,给出了磁钢的排放结构以及驱动电机的优化参数,随后研究不同电机极数以及初级线圈占空比下电机的推力波动情况,给出能满足系统推力要求的电机参数。对电机推力与气隙的变化关系以及驱动电机对系统悬浮性能的影响研究表明,电机适合于大气隙运行并对系统的悬浮性能影响较低。

磁悬浮轨道交通演示模型的研制

详细介绍了自行开发的磁悬浮轨道交通演示模型,该模型以永磁技术为支撑,直线无刷直流电动机提供动力,自控式逆变器保证直线无刷直流电动机输入电流的频率与电动机运行速度始终保持同步,并用MC33033开环控制电路实现对直线无刷直流电机的控制.该模型运行效果较好,起到了较好的教学演示作用.

考虑永磁磁链谐波影响的直线永磁无刷直流电机矢量控制方法

针对直线永磁无刷直流电机(linear permanent magnet brushless DC motor,LPMBDCM)电磁力纹波及齿槽力影响的最小化控制,该文根据推导得到的表示为电流矢量及永磁磁链导数矢量点积形式的电机推力方程,得出了任意反电动势(back-electromotive force,BEMF)波形表面式永磁(surface-mounted permanent magnet,SPM)电机的矢量控制原理:定向控制电流矢量于永磁磁链导数矢量方向,通过控制电流矢量长度可获得最大效率线性推力(或转矩)控制。考虑永磁磁链谐波对永磁磁链导数矢量幅值及相位的影响,通过引入d′q′轴坐标系,提出一种id′=0的非正弦波BEMF SPM电机矢量控制新方法,结合齿槽前馈补偿可以实现非正弦BEMF SPM电机的最小推力纹波最大效率控制。建立了基于有限元的LPMBDCM精确相变量模型,对比脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制、id′=0矢量控制的仿真效果,验证了该文方法的有效性。id′=0矢量控制为非正弦波BEMF SPM电机提供了一种高性能控制新方法。

基于波波夫谐波线化的无刷直流电机自持振荡

波波夫谐波线性化可较为准确地分析与研究复杂高阶非线性系统自持振荡的稳定性问题.将其运用到电动摩托车双闭环无刷直流电机的自持振荡研究当中,并采用Matlab计算与仿真.研究结果表明,双闭环中速度环可产生不稳定的自持振荡,电流环不会产生自持振荡,但有可能引起系统的不稳定,与实测结果相符合.说明速度环与电流环拥有不同的调节特点,两者相结合可以保证电动摩托车稳定运行;同时,波波夫谐波线性化对无刷直流电机的非线性稳定性研究很有帮助.

基于Matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上,提出了无刷直流电机系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如BLDC本体模块、电流滞环控制模块、速度控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建无刷直流电机系统的仿真模型。为保证仿真快速性和有效性,模型采用分段线性法生成梯形波反电动势,系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了该方法的有效性,同时也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

微型永磁直线无刷直流电动机齿槽力优化研究

对微型短初级永磁直线无刷直流电动机进行了优化设计研究,在电机槽数不变的情况下,设计不同的电机绕组分布方式和初级长度内对应永磁体的数目,并进行了齿槽力的分析和研究。利用傅立叶级数得到了齿槽力的谐波和幅值与槽数、极数的关系,并进行了谐波分析。利用有限元方法计算了不同电机模型的齿槽力,仿真结果表明,该电机具有较小的齿槽力和推力脉动。

无刷直流电机调速系统神经网络逆控制

无刷直流电机运行中参数摄动和换相过程的非线性,在一定程度上限制了其调速性能。针对这些特点,在分析无刷直流电机换相区和传导区数学模型的基础上,提出了一种基于神经网络逆的控制策略,采用静态神经网络加积分器来构造电机的逆系统,并将该逆系统与原电机系统串联复合构成伪线性系统,实现整体的近似线性化,从而简化了外环控制器的设计难度。仿真与实验结果均表明神经网络逆控制方法对负载扰动与电机参数摄动有较强的鲁棒性,且能在减小转速超调的同时保证了响应速度及跟踪精度,使整个系统具有优良的动静态性能。

考虑定子电阻的无刷电机换相转矩脉动抑制

针对汽车电动助力转向系统用无刷直流电机的换相转矩脉动问题进行了理论分析。鉴于系统供电电压低,工作电流大的特点,研究了相电阻对换相转矩脉动的影响,得到较传统方法更为精确的判断公式,用于确定换相时的补偿相。弥补了在临界点附近,传统控制策略误补偿的缺点。为提高转矩脉动抑制的精确度,考虑相电阻的同时采用分段线性化方法来估算换相电流的斜率,得到补偿相的占空比对其进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动,仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。

一种基于自适应输入—输出线性化的无刷直流电机参数辨识方法

对基于理想换相的永磁无刷直流电机,在给出其单相等效模型的基础上,运用基于自适应输入—输出线性化(AIOL)方法,设计了适用于无刷直流电机的参数辨识与控制的电流控制器,来提高驱动控制系统对电机参数的自适应能力;此外,对辨识方法进行相应的改进。研究和仿真分析结果表明AIOL方法不要求各状态量解耦,参考模型中也不包含估计状态量,因而自适应律的导出较简单,并且使参数辨识与电机控制在一个框架内得到解决,更适合电机的运行控制;基于AIOL方法的改进参数辨识算法消除了待辨识参数变化互相耦合、相互抵消的负面影响,能够准确、稳定地估计电机参数,且系统的响应性能较好,易于工程实现。

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。

无刷直流电动机简易正弦驱动的技术探索

给出了应用线性霍尔传感器敏感转子位置和应用线性霍尔传感器代替旋转变压器两种简易正弦驱动方法,并对其原理和性能进行了分析.实践表明,这是一种具有较高性价比的无刷直流电动机的驱动方法.

直线永磁无刷直流电动机端部力的分析

直线永磁无刷直流电动机由于动子开断产生的端部效应引起推力波动问题。文章从理论上分析了其端部力的影响因素,对动子结构进行了优化,建立了仿真模型,并对优化结构进行了验证。

方波型无刷直流电机位置跟踪控制研究

针对方波型无刷直流电机的位置跟踪控制问题,利用李亚普诺夫稳定性理论及线性矩阵不等式,提出一种关于相电流及角速度的非线性降阶观测器及非线性位置跟踪反馈控制器.从理论上,经由引入可调参数,解决了该系统线性部分的不可控和不可观性,论证了在所设计的控制器作用下,受控系统能实现渐近跟踪.数值实验显示该受控系统的位置输出能快速跟踪给定的参考信号,并且转矩脉动能被有效抑制。