运控电机之无刷直流电动机

近代无刷直流电动机(BLDCM)没有滑动电接触,具有调速方便和转矩控制性能好等类似直流电动机的特性,已成为近代运控电动机的主流.但是它本质上是具有自同步功能的交流永磁同步电动机,与真正的直流电动机相比较仍有二个弱点,一是绕组电感限制电动机的极限功率输出,二是电枢交流电流实时检测和控制不方便.提出了新一代BLDCM的设想,即具有理想直流电枢绕组电路的电子换向电动机,并对其旋转磁场-机械特性和转矩控制性方式进行了分析,有助于对其本质的理解.     

同步电机试验中常遇的几个问题

1 同步电机的起动同步电动机在试验中经常遇到的是起动问题,如同步电动发电机组的起动,即被试同步电动机或发电机作为电动机使用(或调试)时都将会遇到起动问题。同步电机作为电动机试验时往往是作异步起动的,当定子绕组接入电网后,在气隙中产生旋转磁场,並在转子的起动绕组或转子极靴表面产生感应电流,此电流与旋转磁场相互作用后即可产生异步转矩而使电机的转子旋转。     

电动机的变频调速原理(续)

二、无刷直流电动机的变频调速原理 无刷直流电动机是用晶体管换向电路代替电刷和换向器的直流电动机。有刷直流电动机的结构,磁极是定子,电枢是转子。无刷直流电动机的结构却相反,电枢是定子,磁极是转子。这就是说,无刷直流电动机的结构与永磁同步电动机结构相似。无刷直流电动机电枢绕组与三相交流电动机的定子绕组相同,而转子由     

利用漏磁通检测电动机转速

1漏磁通产生原理 根据三相异步电动机的工作原理可知,当定子绕组通以三相交流电时,除产生旋转磁场外,还有极少一部分磁通只与定子绕组相连,不经过空气隙,也不穿入转子.这部分磁通就是定子绕组的漏磁通.另外,转子绕组切割旋转磁场而产生电流时,同样也会产生只与转子绕组相连的磁通,它就是转子漏磁通.这两部份漏磁通称做异步电动机的漏磁通.     

仪表用磁滞同步电动机的设计和制造

1　引　言磁滞同步电动机是一种交流电动机 ,转子是由磁滞材料制成的磁滞转子 ,定子上开槽 ,槽内根据需要可以分布不同形式的绕组。电机的旋转是靠定子旋转磁场的作用 ,使转子产生磁滞转矩 ,将电动机起动并牵入同步运行。与其它同步电动机相比 ,磁滞电动机具有良好的起动性能 ,一般 ,磁滞电动机的力能指标不高 ,它的起动电流与额定工作电流相差不多 ,在电源电压和负载发生波动时 ,仍能保证转速不变。磁滞同步电动机的结构简单 ,运行可靠 ,噪声很低 ,广泛用于起动性能好、转速保持不变的同步传动装置中。磁滞同步电动机主要应用在仪器仪表行…     

直流无刷励磁同步电动机变频软起动方法

直流无刷励磁同步电动机一般只使用异步起动方式,起动完毕投入励磁牵入同步。如果把这种电动机改造成电流型变频软起动,在转子静止或低速旋转时,励磁电流感应不到主励磁绕组,也就是产生不了主磁场,既不能检测转子位置,又不能产生同步转矩,更不能实现负荷换流而达到变频起动目的。本文针对直流无刷励磁的同步电动机的电流型变频软起动,进行了理论分析和实物模型试验,提出了一种新的变频起动方法,通过实验验证是可行的。     

直线电机机械手

(一)直线电机的基本原理直线电机是由电能直接产生机械直线运动的一种新型电机。任何型式的旋转电机原则上都可以变成直线电机。直线感应电动机是由普通感应电动机直接演变而来的。因此,两者的基本原理是一样的。通常广泛应用的交流感应电动机是鼠笼型感应电动机。它由两部分组成:固定不动的定子和作旋转运动的转子。定子上嵌有三相交流绕组,当以平衡的三相交流电流接至此绕组时,气隙中便会产生旋转磁场。在此磁场作用下,转子上感应出电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生的力矩,使转子沿旋转磁场的方向转动起来。对直线电机,我们可以用旋转电机来设想。将一台旋转电机在它的任意一点沿轴向剖开,然后展开铺平,使原来的圆形定转子都展开成直线的平板形。由定子演变而来的一侧叫初级,由转子演变而来的一侧叫次级。这时,如果给初级绕     

用于抑制多相异步电动机定子谐波电流的电抗滤波器

电压型逆变器驱动多相异步电动机运行时,虽然降低了转矩脉动和转子谐波损耗,却在定子绕组出现了明显的低次谐波电流.在总结现有的方法基础上,提出一种新型的电抗滤波方法.电抗器采用和多相交流电机定子类似的电磁结构,适当调整绕组的分布,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场.这些谐波电流在多相异步电动机中仅遇到漏电抗,在滤波电抗器中却遇到高值的耦合电抗,因而有选择地对定子中的显著谐波电流进行滤波.以六相移30°的绕组结构为例,对包括滤波器的多相异步电动机建立了数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了电抗器的有效性.     

BE包装机直流电动机驱动系统

我厂BE卷烟包装机的主驱动采用的是直流电动机调速控制系统,由于直流电动机的结构复杂,其定子上有激磁绕组产生主磁场,对功率较大的直流电动机常常还装有换向极,以改善电动机的换向性能。直流电动机的转子上安放电枢绕组和换向器,直流电源通过电刷和换向器将直流电送入电枢绕组并转换成电枢绕组中的交变电流,即进行机械式电流换向。复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小,尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花,使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。因此考虑将其主驱动的直流电动机调速控…     

冰箱电动机的启动特性及应用分析

电动机为电冰箱的压缩机提供原动力,是电冰箱的主要驱动部分,一般均采用单相交流感应电动机,根据启动方式的不同,电冰箱电动机分为三种: 一、电阻分相式电动机(RSIR) 这种电动机又称单相电阻启动异步电动机。定子上的启动绕组导线线径小、匝数少、电阻大、电感小;运行绕组导线线径粗、匝数多、电阻小、电感大。通电后在两个绕组上形成两个不同相位的电流,由此形成旋转磁场。旋转磁场作用于转子上产生启动转矩,带动压缩     

A brushless three-phase synchronous motor using the armature winding as both load and DC excitation winding

This paper presents a new brushless three-phase synchronous motor which has no exciter. The technique applied to the motor provides an effective way for conventional brushless synchronous motors to simplify the system configuration. The stator of the motor is equipped with a double-star connected armature winding which has two neutral points. The rotor is a cylindrical one, which is equipped with a two-phase field winding. The field winding is connected with shaft-mounted rectifiers. A dc voltage is applied to the two neutral points of the armature winding to obtain the rotor excitation when the motor is operated at synchronous speed. At that time. the armature winding acts as a stator dc exciting winding while also acting as a load winding. In this paper the principle and characteristics of the motor are described. and the experimental results are shown. It is confirmed that with a 2-kW experimental machine, the proposed motor has good performance. For example, by adjusting the stator dc current, this motor power factor can easily be controlled within a wide range.     

旋转整流器无刷同步发电机起动交流励磁仿真分析

旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等优点，在航空电源系统中得到广泛的应用。为了适应未来飞机电源系统发展的要求，航空发电机需要具有起动/发电双功能。本文给出无刷同步电机的新型单相交流励磁方案，在励磁机直流励磁绕组通入单相交流电，在气隙中建立脉振磁场，使励磁机转子电枢绕组中产生感应电势，经过旋转整流器整流，为主发电机提供励磁电流，解决零速下主发电机励磁问题。文中建立了考虑励磁机铁损耗的仿真模型，并运用仿真手段详细地分析励磁机的单相交流励磁的频率和幅值对主发电机励磁电流幅值的影响，最后给出发电机起动过程中，励磁机单相交流励磁的控制规律。     

永磁交流伺服电动机力矩分析

针对电流型逆变器供电的永磁交流伺服电动机的结构,运用级数展开的方法,对永磁交流伺服电动机定子绕组和转子磁体产生的磁场进行谐波分析;然后根据定、转子磁势相互作用产生转矩的基本原理,导出电磁转矩的表达式;指出合理地利用定、转子磁势谐波产生的转矩,能减少伺服电动机的力短波动,提高其性能和运行精度。     

An exciterless- and brushless-type commutatorless motor fed from atransformer in parallel with a voltage source inverter

A novel exciterless- and brushless-type commutatorless motor driven by a voltage source inverter is presented, and the analysis of the characteristics and the test results are reported. In the commutatorless motor, the stator armature winding is connected electrically with the secondary winding of a transformer. An AC exciting current flows in the armature winding simultaneously with the load current. The ratio between the number of poles made by the load current and the number of poles by the AC exciting current is 2 or 1/2. Thus, the motor can be made exciterless and brushless. Since the rotating direction of the rotating field made by the AC exciting current is opposite to that of the rotor in this commutatorless motor, speed control in a low-speed range is possible, because a large current can flow in the field winding even if the rotor rotates in a low-speed range. As a result, the motor can be controlled in a wide range, from high speed to low speed. It has been found from the analysis and the test results that a shunt wound characteristic between the speed and the torque and other characteristics can be obtained     

轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析计算

针对双定子单转子表面嵌入式轴向磁通永磁同步电机的气隙磁场进行了解析研究。建立了气隙磁场的解析模型,将轴向磁通电机等效成直线电机并建立了等效面电流模型来求解空载工况下的气隙磁场。根据电磁场理论中的唯一性定理,给出了满足泊松方程的边界条件,并将分离变量法应用于泊松方程的解析解来计算电机三相定子电枢绕组作用下的气隙磁场。通过将空载下的气隙磁场与电枢绕组作用下的磁场叠加来预测电机负载工况下的气隙磁场。最后用三维有限元仿真计算结果与解析模型的计算结果相比较,证明了解析法可以有效地计算轴向磁通电机的气隙磁场,为轴向磁通永磁同步电机的解析分析和优化设计提供了基本手段。     

关于直流电动机的电枢绕组及电枢电路(一)环流问题

新直流电动机(New DCM)与传统有刷直流电动机(DCM)有相同的电枢绕组,都是分成K个换向单元成封闭形(多边形)接法,与多相交流电动机采取封闭形(多边形)接法的电枢绕组有类似之处但有区别,NewDCM不是一台多相交流电动机,也不是一台多相无刷直流电动机。与典型多边形接法的多相交流电枢绕组闭合回路可能有环流的情况不同,New DCM或DCM为封闭形接法的电枢绕组,闭合回路内不存在环流,不可能产生环流。     

异步电机的矢量控制

异步电机的矢量控制可以理论性的实现电机励磁电流分量与转矩电流分量的解耦控制,与直流电机控制效果相仿。矢量控制离不开数学模型,与电机的控制方法紧密相关。三相静止坐标系的异步电机的模型对于转矩生成的物理本质表述不明确,对于具体的控制不是很乐观,通过坐标变换旋转,同步旋转坐标系下对转子磁场进行定向的矢量控制,改善了转矩控制的非线性,使得异步电机的控制性能更加优良。     

多相自励磁同步电机稳态下高频励磁建模与分析

多相自励磁同步电机具有起动转矩大,无需永磁体,且气隙磁场可调的优势,广泛应用于低速爬坡等短时特殊工况下的大转矩需求。作为一种新型电机,其励磁机理数学模型尚不明确,直接制约了该电机控制系统的发展。为此,针对该电机稳态下励磁展开研究,对自励磁同步电机的结构和高频励磁原理进行分析,研究了稳态下定子绕组中注入高频电流与转子励磁绕组上产生励磁电流之间的数学关系。基于此,获得电磁转矩表达式,并建立了该电机在静止和旋转两种坐标系下的运动方程。在旋转dq坐标系下搭建了MATLAB/Simulink仿真模型与ANSYS Maxwell有限元仿真模型,并进行对比分析,其结果验证了该数学模型的正确性。     

电厂厂用电快切装置投切条件分析

电厂厂用电系统绝大多数负荷为异步电动机,在电源切换过程中异步电动机和同步电动机特性差别很大,但目前切换条件主要按同步电动机并联条件考虑,这就使得转子绕组中感应出的励磁电流自适应特性得不到利用,使切换条件趋于严格。通过分析切换过程中产生的电气和机械冲击的特性,提出一些新的概念,给出一个较为宽松的切换条件:以切入后异步电动机滑差作为主要的切换限定条件,可配置略带时延(0.1s)的电流保护,在此情况下,可不必将相角差作为切换条件。     

与直流电动机同类型的自控式同步电动机

自控式电动机专指有直流励磁磁极的一种电机.从动态转速的观点,审视同步电动机和直流电动机的两种不同构建模式,它们的区别在于是否允许转子角速度相对于电枢磁动势角速度有所变动,以及由此呈现的不同基本特征.指出自控式的交流电动机是具有箝位效应的直流电动机的新发展.从交流电枢的视角探讨直流电动机原理有助于为工程实践提供有益的启示.