永磁伺服电机转子偏心对电机性能的影响研究

针对永磁伺服电机转子偏心对电机综合性能的影响,以一台14 k W卷烟自动化设备永磁伺服电机为例,建立了电机二维电磁场数学模型,给出了求解域以及相应的边界条件;采用有限元计算方法,计算分析了永磁电机转子偏心对气隙磁场的影响,给出了转子偏心影响气隙内谐波磁场的变化规律,并与部分实测数据进行了对比。在气隙谐波磁场分析的基础上,定量分析了气隙谐波磁场的变化对电机输出转矩和电机转子表面涡流电密的影响,给出了静态偏心、动态偏心以及不同偏心程度情况下电机输出转矩、电机转子涡流损耗的变化规律,并进一步揭示了涡流损耗变化的机理,为深入研究永磁电机偏心对电机性能的影响提供了理论基础。     

永磁体失磁对永磁伺服电机性能的影响研究

永磁体失磁是永磁伺服电机常见故障之一,其失磁程度的不同将会造成电机性能不同程度的改变。以一台12.5 k W卷烟自动化设备永磁伺服电机为例,研究了永磁电机失磁对气隙磁场和电流的影响。基于傅里叶谐波分解理论对电流进行谐波分解,给出了电流谐波随不同永磁体失磁率的变化规律。在此基础之上对电机的功率因数、效率、损耗、最大转矩及其过载能力进行研究,给出了电机不同性能参数随转子永磁体失磁率的变化规律,并进一步揭示了电机失磁对电机性能影响的机理,所得出的结论为进一步研究永磁伺服电机故障容错及其可靠性奠定了一定的基础。     

极槽配合对永磁同步伺服电机性能影响的研究

本文主要针对极槽配合对永磁同步伺服电机齿槽转矩及其径向力对振动与噪声的影响,研究了8极12槽和8极9槽两种基本参数相同但极槽配合不同的永磁同步电机(PMSM)。首先,通过理论分析得出两种电机齿槽转矩的周期与大小,并使用Ansoft有限元软件分析对比了它们的齿槽转矩和磁力线分布。然后,结合有限元仿真与麦克斯韦应力张量法来分析这两台电机的径向力,为了评估径向力对振动的影响,使用等效励磁电流方法计算局部力的大小,以用于机械有限元分析。最后,对这两台电机的振动与噪声进行了实验测试,以验证本文提出的分析过程,揭示极槽配合对振动与噪声的影响。     

极槽配合对永磁同步伺服电机性能的影响

采用Maxwell软件对两种不同极槽配合的表贴式永磁同步伺服电机建立有限元2D模型,对伺服电机主要的性能参数如齿槽转矩、反电动势、转矩脉动等进行了对比分析。通过分析发现,10极12槽配合的永磁同步伺服电机的性能更佳,反电动势正弦性更好,转矩脉动和齿槽转矩更小,该研究成果为永磁同步伺服电机的开发设计提供参考依据。     

转子分段斜极对永磁伺服电机性能的影响

着重研究不同分段斜极段数对转矩波动和噪声的影响。通过Ansoft软件进行3D电磁场计算,并将3D场计算的气隙磁密进行矢量相加,利用Ansys软件将叠加后的平均气隙磁密进行2D声场计算,将分段斜极复杂的3D声场计算简单化,同时提出一种将转子分成两段斜极结构的简单工艺,并总结了满足该工艺的设计要求。通过试验验证,该仿真计算与试验基本一致,为该类电机设计计算提供参考。     

永磁交流伺服电机驱动系统在喷绘机的应用

针对高档喷绘机要求电机响应快、精度高、运行平稳等特点,设计了永磁同步电机(PMSM)及其矢量控制交流伺服驱动器.该文重点介绍了永磁同步电机和矢量控制驱动器组成的交流伺服系统.同时详细介绍了喷绘机小车轴电机负载计算方法.     

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。     

绕组分布对永磁伺服电机电磁场与温度场影响的研究

永磁伺服电机采用不同的绕组分布形式对电机的电磁场和温度场均会产生一定的影响,文章以一台8极10 k W的永磁伺服电机为例,建立不同绕组分布的永磁伺服电机模型,对比分析电机不同绕组分布对电磁场和温度场的影响。首先,采用时步有限元计算方法对永磁伺服电机谐波磁场变化进行分析,基于傅里叶谐波分解理论给出电机内各次谐波的变化情况。然后,结合电机转矩脉动系数的分析对不同绕组分布下的永磁电机转矩脉动进行研究,给出电机转矩波动随绕组分布形式的变化规律;其次对电机各损耗的变化规律进行分析,并揭示电机内谐波磁场对电机损耗的影响机理。在损耗研究的基础之上,进一步对不同绕组分布下的永磁伺服电机绕组温度与永磁体温度进行分析,给出不同绕组分布下的温度变化规律。最后,结合有限元计算结果及相关实验验证计算分析的准确性,并进一步揭示双层绕组分布在永磁伺服电机提高电机综合性能方面的作用。     

永磁交流伺服电机控制系统的研究

近年来,永磁交流伺服电机发展迅速并得到了广泛的应用.本文对永磁交流伺服电机的电压空间矢量控制(SVPWM)方法进行了研究,设计了一个基于STM32F103的永磁交流伺服电机控制系统,实现了电压空间矢量脉宽调制控制算法,并设计了速度电流双闭环的积分分离式PI调节器.实验结果表明,永磁交流伺服电机控制系统具有良好的转速伺服...     

永磁同步电机位置检测偏差对驱动系统性能的影响研究

永磁同步电机的转子位置检测精度对系统性能具有重要影响,现有机械式位置传感检测精度受传感器本身制造工艺、机械安装工艺、电枢反应等影响,其实际检测过程中存在一个相对确定的角度偏差值。无位置传感控制技术受检测算法、运行状态、电流检测精度和谐波含量、电机本身参数变化和不对称性、逆变器非线性等影响,存在一个相对不确定的角度偏差值。针对这一角度检测偏差对系统的影响,建立存在角度偏差时永磁同步电机的动态数学模型,分析其对电压和电流极限圆的影响。并对系统稳态性能如电机运行效率、稳态电流幅值、铜损、稳定运行区间,和动态性能如转矩响应能力进行了综合的分析和比较。并通过实验结果对上述分析进行定量和定性的验证。     

永磁体形状对伺服电机性能的影响

永磁伺服电机直接影响机器人系统的操作精度与运行稳定。以两种不同永磁体形状方案的表贴式永磁电机作为研究对象,建立有限元参数化模型,对电机的齿槽转矩、反电动势、转矩波动等主要电磁性能进行了对比分析。通过分析发现,平底面包型永磁电机的反电动势正弦性更好,具有更小的转矩波动和更高的转矩密度,最终确定出一种更优的伺服电机设计方案。该研究成果对永磁伺服电机的设计具有一定的理论价值与指导意义。     

永磁伺服电机结构研究及优化设计

本文从永磁体厚度、极弧系数、气隙长度、槽口宽、磁极偏心距、定转子套筒和转子空心七个方面对影响电机径向气隙磁密的因素进行了研究,总结出了一般规律。将某永磁同步电机作为原型电机,根据此规律提出了5种改进设计方案,并应用有限元方法对方案进行了比较分析,证明了改进的有效性。     

水冷永磁伺服电机温升关键问题的研究

文章用流热耦合法对水冷永磁伺服电机温升关键问题进行了研究。为得到合理的冷却水流速,文章理论分析了冷却水流速对电机温升的影响,得到紊流状态下电机温升和冷却水流速间的关系曲线。随着冷却水流速的增加,电机温升变化率在减小,最后趋于饱和。建立电机模型,用有限元流体场仿真软件Fluent对其进行仿真计算,并对样机额定工况不同水速进行试验验证。仿真计算、理论推导和试验能够保持一致。综合考虑散热效果和外部驱动泵损耗,给出所研究电机合理的冷却水流速,对水冷电机冷却系统设计具有指导意义。     

开辅助槽对永磁直线伺服电机法向力波动的影响

单边平板型有铁心永磁直线伺服电机(PMLSM)由于具有推力大,功率密度高的特点,是目前应用最为广泛的一种直线电机,但由于齿槽效应、端部效应及磁场谐波的影响,电机在运行过程中初、次级之间存在较大的法向力波动,其中齿槽效应引起的法向力波动一方面以摩擦力扰动的形式引起切向推力的波动,另一方会面引起机床的振动。为此,采用Maxwell stress tensor推导初级边齿无限长永磁直线电机空载齿槽法向力的解析表达式,通过对整数槽和分数槽PMLSM法向力波动谐波分量的分析,得出电机初级齿开辅助槽对齿槽法向力波动谐波次数和谐波幅值的影响规律。利用Ansoft Maxwell有限元软件对单边永磁直线电机开辅助槽前后的法向力波动情况进行仿真分析,仿真结果与解析结果基本一致,验证了解析分析方法的正确性,为削弱PMLSM法向力波动提供了理论指导。     

两类永磁同步伺服电机性能测试平台的比较

通常有两类永磁同步伺服电机的性能测试平台:一类是以测功机为负载的测试平台,另一类是伺服电机对拖式测试平台。通过测试原理和方法、硬件组成、应用范围及能效性等方面,对两类性能测试平台进行全面的比较,为伺服电机研发和测试人员提供参考。     

Halbach永磁伺服电机结构研究及优化设计

在分析Halbach电机结构及磁场特性的基础上,对三种Halbach结构永磁伺服电机性能进行了对比研究,并对极间隔断Halbach永磁伺服电机在气隙长度、磁体厚度、磁体块数、磁极配比对径向气隙磁场的影响进行研究,以找出结构尺寸对电机性能影响的一般规律。提出了两种新型Halbach电机改进结构,并对性能进行了仿真研究,最后确定了优化的Halbach电机结构。     

驱动阻抗对两相伺服电机转矩特性的影响

两相伺服电机的控制回路中接有驱动放大器后,驱动阻抗对于两相伺服电机的稳定度及转矩特性带来很大的影响。本文拟就这一问题进行探讨,阐明驱动阻抗对电机转矩特性的影响。     

直流永磁伺服电机简易测试法

直流永磁伺服电机的测试法中最麻烦的是作机械特性 n=f(M)的测试,需逐点通过试验求得,再求近似直线。由于测功仪的误差、读数误差、记录误差等因素,往往测得的点误差较大,从而降低测试精度。为了提高测试精度,简化测试方法,我们采用了简易测试法,可很快求得被测电机的有关参数,     

高可靠性永磁交流伺服电机驱动器

高可靠性永磁交流伺服电机驱动器高波，王炎（哈尔滨工业大学１５０００１）１引言永磁交流伺服系统又称为无刷伺服系统，由永磁交流伺服电动机和伺服驱动器两部分组成。其中永磁交流伺服电动机一般由电动机本体、电机转子磁极位置检测器和无刷测速发电机构成；而伺服驱动...