混合式步进电机磁网络模型的数学特征及数值算法

本文提出并证明了步进电机磁网络模型节点方程的系数矩阵具有对称正定性质,并用共轭斜量算法取代了以前的拟牛顿迭代法。共轭斜量法的优点是收敛域为全体实数,在角度步长和磁势步长放开的同时方法的收敛速度不受损失,从而使混合式步进电机的计算机辅助分析设计的计算时间大为缩短,为优化设计辅平了道路。另外,本文提出的结论和计算方法,对没有受控源且连通的、不含负电阻的线性和非线性电阻网络都是适用的。     

混合式步进电动机的通用磁网络模型

本文对任意相数(m)、任意每相极数(p)的混合式步进电动机,给出了通用的1/p磁网络模型。对于其中磁势和磁导参数的标注、节点的编号及参考节点的规定等都是规范化的,由此得出的统一的磁网络节点方程具有一些内在的规律,可藉此自动形成系数矩阵,为建立混合式步进电动机的通用机辅设计程序提供了便利条件。文中还给出了可以进一步简化为1/2p磁网络模型的判据,给出了m相电机的1/2p磁网络模型及相应的统一节点方程。     

混合式步进电动机静转矩计算模型的改进--分布非线性磁网络模型

混合式步进电动机内部是径向和轴向混合的磁系统,气隙或齿层的磁场沿电机轴向非均匀分布,将问题简化为二维磁场后要得到精确结果有一定的困难,现有步进电动机较精确的模型－齿层比磁导法模型,虽然用局部场域求解的方法会使关键的齿层部分的磁参数精确化,但是由于没有考虑轴向分布,因此应用于混合式步进电动机计算时仍需解决上述问题,实例计算和校核表明其有足够的精度,且不复杂,适合于工程应用。     

五相混合式步进电机牵入特性的齿层比磁导分析模型

本文是步进电机齿层比磁导动态分析理论研究的第二部分。文章用步进电机齿层比磁导稳态计算模型计算出电机牵入过程中每一瞬间的各相电流值，然后用静态磁网络模型计算出这时的电磁转矩，将电磁转矩代入转子满足的运动方程来分析电机的牵入特性。本文给出了提高磁网络求解计算速度的方法，讨论了转子运动方程的解的收敛条件。本文对步进电机的动态分析理论研究有重要意义。     

基于齿层比磁导法的混合式步进电动机归一化设计

采用齿层比磁导法,建立了混合式步进电动机的等效非线性磁网络模型.根据磁网络的特点,提出了一种归一化的方法,利用“重复单元”对磁网络中的节点进行规范化编号,建立了通用的节点磁位方程组,使其对任意极数和相数的电机都适用.然后使用VC++ 6.0,编写通用的混合式步进电动机计算机仿真设计程序,并对5个机座号样机的保持转矩的仿真设计值和测试值进行了对比分析,验证了该方法的计算精确性、快速性和工程实用性.     

增量系数法在永磁式步进电动机设计中的应用

用场路结合的方法，给出了永磁式步进电动机的磁网络模型，用增量系数法对该种电机进行多目标优化设计、分析定子绕组激磁电流、电机齿形尺寸、磁钢尺寸对电机转矩的影响，计算与实测值相吻合，表明该方法有效。     

五相混合式步进电机的齿层比磁导稳态仿真模型

文章提出了一种以磁链为状态变量的五相混合式步进电机仿真模型,这种模型取代电感和反电势而直接利用电机的齿层参数进行计算。本文对一台五相混合式步进电机(型号90BYG550A)进行了仿真分析,结果与实测很相近,这说明文中提出的模型是正确可靠的。作为齿层比磁导动态分析理论的基础,本文具有重要意义。     

混合式步进电动机CAD系统设计研究

将混合式步进电机的电磁计算和设计过程综合研究，采用C＋＋Builder6．0这一功能强大的编译器，开发出基于Windows98／me／2000／xp操作平台下的混合式步进电机的CAD软件。软件系统输入方便，人机界面友好，通用性强，不仅适合混合式步进电动机电磁设计，也可用于派生电机的设计。     

五相混合式步进电机稳态仿真分析时初始条件的确定

本文通过讨论文献［１］中提出的五相混合式步进电机满足的状态方程的零解的渐近稳定性，证明了文献［１］中确定方程初始条件的迭代方法的收敛性，并提出了更有效的方法。提出的方法可应用于其他类型的电机的仿真分析。本文是步进电机齿层比磁导动态分析理论的第三部分。     

利用混合式步进电动机谐波反电动势实现转子位置检测

利用气隙比磁导法建立了混合式步进电动机的磁推导出反电动势的表达式。在此基础上提出了一种谐波反电劝势信号实现电机转子位置检测的新方法,设计了与电机一体化的新型益传感器,实验结果验证了理论分析的正确性。这种新型位置传感器为进一步实现步进电动机闭环控制奠定了基础。     

步进电动机齿层磁参量数值计算的收敛性问题

步进电动机 CAD 中,涉及到齿层磁参量的大量计算,其中最关键的是如何解决有限元法中非线性方程组求解时可能出现的不收敛问题。本文研究了采用牛顿—拉斐森法(N—R 法)时的不收敛问题及其解决的途径。     

The Unified State Equations of the Hybrid Stepper Motor Drive System

】　将混合式步进电机当作隐极同步电机,建立步进电机驱动系统(包括电机、功放电路、Buck 变换器)的统一状态方程,讨论了状态方程的求解问题。对稳态运行时驱动器输出电压、电感电流、电机绕组电流等作了仿真计算,并经实验校核证明了整个系统数学模型、仿真计算方法的准确性。同时用求解状态方程的方法计算了驱动系统的电磁谐振频率。     

混合式步进电动机的谐波反电势闭环控制方法研究

利用气隙比磁导法建立了混合式步进电动机的磁网络模型,推导出谐波反电势的表达式。提出了一种利用谐波反电势信号实现电机转子位置检测的新方法,设计了与电机一体化的新型位置传感器。在此基础上研究了利用谐波反电势信号实现混合式步进电动机闭环控制的方法,设计了步进电动机的微机控制系统。给出了开、闭环运行的实验结果对比,证明了利用谐波反电势实现混合式步进电动机闭环控制的可行性。     

步进电动机在装备制造业中的应用经验

如何选择合适步进电动机,用好步进电动机,是业界非常关注的问题。文章从步进电动机的控制原理、电机主要参数、电机选型方法等方面进行阐述,重点论述步进电动机的供电电压、电流选择,不同电压对矩频曲线的影响原理及程度,电机不同接线方式的性能对比,电机高速性能提升办法,电机温升降低办法,电机低频共振降低方法。     

步进电机运行精度分析及细分电路的合理使用

步进电机运行精度分析及细分电路的合理使用冯志华（中国科学技术大学合肥２３００２６）１引言步进电机能方便地进行速度与角度控制，使其在现代自动控制方面占有越来越重要的地位。即使在开环状态下，它也能实现较高精度的位置控制。然而，步进电机在使用时，其可控角是...     

混合式步进电动机绕组电感的非线性分析

从典型结构的二相两段混合式步进电动机的非线性磁系统出发,定性分析了电机的电枢反应;在电机不通电和仅有一相通电的较简化情况下,分析了电机的绕组电感随绕组电流及转子位置角变化的规律。     

单片机对步进电机升降速的控制

在讨论步进电机升降速特性的基础上，分析比较了步进电机两种升降速控制的特点，并利用８０９８单片机，采用“钟”形法实现对步进电机升降速的控制。     

新型功率步进电机驱动电源

功率步进电机运行的好坏，在很大程度上取决于其驱动电源，我们对已有的驱动电源所存在的问题进行了分析，并进行了改进，取得了满意的效果。     

步进电动机齿层磁参量数据库

采用有限元法求解步进电动机的齿层磁场,建立一个较大型的齿层磁参量数据库.文中阐述磁场求解中的自动剖分及收敛性等问题,同时较详细地介绍了数据库的调用方法。齿层磁参量数据库的建立,为步进电动机的设计计算提供了方便。     

步进电机可变细分SPWM运行方法

提出ＳＰＷＭ新方法实现可变细分技术驱动步进电机，使步进电机各相电流接近正弦波，以模拟同步交流电动机的圆形旋转磁场，消除了电机就进运行工况，使电机出轴匀速旋转。也避免了同步电动机变步调速的局限性，获得了步进电机无脉运宽范围的速度调节功能，实现步时电机的恒转矩细分运行。