稀土永磁无刷直流电动机的应用与市场前景

永磁无刷直流电动机用电子换向替代了电刷和换向器,可以实现高性能、高可靠性、长寿命、免维护的目的。永磁无刷直流电动机是集交流电动机和直流电动机优点于一体的机电一体化产品。     

电子换向式无刷直流电动机的特性和应用

本文在概述中将电子换向式无刷直流电动机与普通直流电动机进行了对比。电子换向式无刷直流电动机的优点是显而易见的。文章列出了无刷直流电动机的主要特性表达式,还谈到了应用中的有关问题。本文提供了国内外应用的一些情况,并通过实例说明选用时的若干计算问题。     

永磁无刷直流电动机换向过程分析

永磁无刷直流电机无论是带位置传感器和无位置传感器控制,都涉及到换向的电磁过程.以BLDC工作在三相星型六状态模式为基础,详细讨论了驱动系统的三种换向情况,即换向正常、换向超前和换向滞后,并分别给出了几种换向情况下包含转子位置检测误差的相电流的解析表达式.以大功率永磁无刷直流电机为实例进行了仿真与样机试验验证,得到了三种换向情况下电动机相电流的仿真和试验结果.结果表明换向理论分析是正确的.     

“电势换向式”永磁无刷直流电动机

一、电势控制换向的原理“电势换向式”永磁无刷直流电动机是用电枢绕组中的旋转感应电势来控制换向的直流永磁电动机。它由电势控制的换向电路和永磁转子电动机两部分组成。如图1。永磁转子电动机的定子布置对称的m相绕组,转子则具有P对永磁体磁极。     

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     

正弦波电动势永磁无刷直流电动机稳态特性计算

基于两相导通星形三相六状态正弦波永磁无刷直流电动机的相绕组端电压平衡方程式,通过微分方程解析演算,推导了其相电流的解析公式,对正弦波电动势永磁无刷直流电动机的稳态特性进行仿真计算。以绕组电感为零的正弦波永磁无刷直流电动机作为特例,推导了新电路模型下基本性能参数的计算公式,并与传统不计绕组电感的电路模型进行比较研究,验证了该解析公式的正确性。     

方波激磁永磁无刷伺服电动机换向过程分析

对气隙激磁磁场为方波、相反电热为波顶宽度１２０°梯形波的永磁无刷伺服电动机的换向过程进行了分析。首先根据电动机的对称条件，求得电动机的相电压，然后根据电机模型求得电动机的稳态解，并分析了电动机在低速和高速时换向运行及参数对换向的影响，导出了一些实用的计算公式。     

梯形波与正弦波反电势无刷直流电动机特性分析

针对反电势为理想梯形波与理想正弦波的永磁无刷直流电动机,分析了电机在方波驱动120°导通模式下的机械特性、电流波形、换相转矩脉动.推导了反电势为正弦波的无刷直流电动机在方波驱动120°导通模式下的机械特性表达式.通过对这两种电机电流波形的对比分析以及对两者换相电流的数学推导,给出了这两种不同反电势波形的无刷直流电动机在高速和低速时两者电流波形、换相转矩脉动差异的原因.建立了两种电机的仿真模型,仿真结果进一步验证了分析的正确性.实际工程中,无刷直流电动机的反电势波形很难达到理想的梯形波,介于理想梯形波与理想正弦波之间,该研究对无刷直流电动机的设计与控制具有一定的参考意义.     

永磁无刷直流电动机的发展及应用

介绍了永磁无刷直流电动机的发展,将永磁无刷直流电动机与其它电动机进行性能比较,总结出了永磁无刷直流电动机的优点,并分析了永磁无刷直流电动机的应用前景。     

六相无刷直流电动机换相转矩脉动的分析及仿真

针对三相永磁无刷直流电动机在换相期间有较大转矩脉动的问题,采用由两套独立的互差30°电角度的三相绕组星型联结构成的六相(双三相）永磁无刷直流电动机可大大减小换相转矩脉动.建立了六相永磁无刷直流电动机的数学模型,根据无刷直流电动机换相过程理论,分析比较了六相和三相无刷电动机的换相转矩脉动,推导出六相无刷电动机换相转矩脉动是三相无刷电动机的一半,并通过仿真实验进行了验证.     

圆形磁链的直接转矩控制仿真模型研究

在异步电机数学模型的基础上,利用Mat-lab/Simulink软件构建了串行起动圆形磁链的直接转矩控制调速系统。通过对在各种条件下直接转矩控制系统模型的仿真实验,对电机的电压、电流、转速、转矩以及磁链的仿真波形的分析,证明了串行起动圆形磁链的直接转矩控制的优越性和有效性。     

基于电流误差矢量的绕组分段永磁直线同步电机电流预测控制

为了在不降低电机的推力平稳性的前提下,使直线电机具有大推力、高效率的特性,提出了绕组分段永磁直线同步电机。该电机的定子铁心连续,而初级绕组断开,推导了该电机的离散系统模型。通过电流误差矢量的定义与价值函数的选择,阐明了基于电流误差矢量的电流预测控制方法的原理。针对绕组分段结构的特点,将动子运动区域分为5个子区间,并介绍了不同区间中各段电机电流预测控制方法的实现。实验结果表明,系统电流控制的动态响应特性良好,且动子能够顺利经过共用区。     

Analysis of Induction Motors Fed from Constant Current Source Taking Core-Loss and Saturation into Consideration

In this paper, a mathematical model of induction motor fed from constant current source as influenced by core-loss and saturation is presented. In the model, the equivalent core-loss resistance is split for the first time among the stator and rotor circuits. The actual value of the magnetizing inductance in the motor model is considered to account for the magnetic-circuit saturation. The transient and steady-state characteristics of an induction motor supplied from a constant lein current are presented. For completeness, the characteristics are compared with those of the same motor when fed from constant voltage source. The effect of core loss on motor performance is significant when the motor is fed from constant current source. Moreover, the effect of magnetic-circuit saturation is to improve the performance when the motor is fed from constant current source. Comparison between experimental and calculated steady-state performances are also presented.     

无刷直流电机双闭环控制系统的设计

在分析无刷直流电机的数学模型和传递函数的基础上,提出了一种无刷直流电机双闭环调速系统的控制策略,其外环采用转速PI控制,保证了调速系统的控制精度,内环则采用电流滞环控制方法,控制实际电枢电流快速跟踪参考电流,从而提高系统的动态响应性能。结合无刷直流电机的调速要求,详细分析了系统的开环传递函数,基于频域设计方法,给出了闭环控制系统参数设计的设计步骤,并由此设计出了控制器。最后,在Matlab仿真环境下,采用分段线性法实现了无刷直流电机的梯形波感应反电动势,建立了仿真模型,并结合前面的理论分析搭建了双闭环控制器。仿真结果表明,整个闭环系统运行平稳,具有良好的动、静态特性,从而验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。     

一种新颖的电机磁链辨识算法

在电机磁链的两种估计模型中，电压模型相对于电流模型具有所需电机参数少、实现方法简单等优点，从而在电机控制系统中获得了广泛的应用。但电压模型中的纯积分环节存在直流偏置和初始相位问题。该文研究了一种新的电机磁链辨识算法，它是由1个高通滤波器和1个坐标变换环节构成。高通滤波器的截止频率等于电机的同步角频率。该算法可以有效地消除纯积分环节存在的问题，同时不会在辨识的磁链中引入幅值和相位误差，保证电机在稳态运行和转速突变情况下磁链辩识的准确性。该算法结构简单，易于工程实现。该文对提出的新辨识算法进行了仿真，并针对1台异步电机，利用数字信号处理器TMS320F2812DSP对其进行了数字化实现。仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。     

Low torque pulsation and high-power control of permanent magnet motor with distributed electromotive force

This paper describes low torque pulsation and high-power control of permanent magnet synchronous motor (PM motor) with distorted electromotive force (emf). The experimental model of PM motor is a 40-kW, 190 r/min, salient-pole, six-phase machine. An individual single-phase transistor inverter is connected to each phase of PM motor as a power source. By adopting full pitch and concentrated winding in the armature of the motor, the rate of flux utilization and output torque per mass can be increased. This winding causes trapezoidal distortion in the phase voltage waveform at no load. For realization of high-performance control of PM motor, the current waveform should be determined so as to minimize torque pulsation and to maximize the output torque of the motor under the rated current. This paper proposes also the method to determine the optimum current waveform. The currents and emfs are expressed as N-dimensional vectors (N: the number of phases). Due to the characteristics of the particular structure of the motor, the armature reaction is small enough to be neglected. In this case, the optimum current vector can be derived under two conditions: (1) the direction of the current vector always agrees with that of the emf vector; and (2) the scalar product of the two vectors is held constant. Supplying the optimum current vector provides no torque pulsation and the nearly maximum output torque under the rated current. This method also can derive the new optimum current corresponding to open-phase operation. The validity of the method is confirmed experimentally. The characteristics of the experimental model of PM motor also are described in this paper.     

低压永磁直流电机的传导电磁干扰模型

针对直流电机的高频阻抗特性复杂、建模困难这一问题,建立覆盖直流电机传导电磁干扰全频段的仿真模型.利用测量获得的电机端部阻抗频谱特性,建立准确反映电机高频阻抗特性的电路模型;在分析电机产生瞬态噪声电压机理的基础上,测取电机端部瞬态电压脉冲,建立电机传导电磁干扰仿真模型.仿真与实验结果表明,两者变化趋势一致,误差小于1.5...     

一种应用于异步电机的基于Laguerre函数的模型预测控制电流调节器

电动汽车用异步电机复杂的运行工况,造成电机参数改变,传统同步PI控制性能不甚理想。基于复矢量比例积分(PI)控制和模型预测控制(MPC)的电流调节器,使得其控制效果得到一定改善,但仍然存在响应时间长和超调大的问题。针对电动汽车用异步电机控制器,设计一种基于Laguerre函数的模型预测控制(LMPC)电流调节器,该电流控制器根据过去和现在的信息,对系统的状态量进行多步预测,并综合考虑控制对象的预期值和控制量的变化等评价指标,得到最优的控制律。仿真和实验结果表明,该调节器相比于复矢量PI控制和模型预测控制,具有更快的动态响应和更好的参数鲁棒性。     

永磁同步电机的模型预测控制研究

模型预测具有动态响应快速和电流跟踪精确等优点,广泛应用于功率变流器领域。采用模型预测电流控制策略,主要研究永磁同步电机的控制,解决传统PI控制器动态响应慢、有超调等问题。整个实验平台以TMS320F28335为控制器,设计了永磁同步电机控制实验,分析了电动机电流环的稳态和动态响应以及转速的动态跟踪性能。实验验证了模型预测在永磁同步电机控制中的优越性能。     

基于Matlab/Simulink环境下的异步电机建模与仿真

从电机的动态模型出发,推导了基于Matlab环境下的S函数感应电机仿真模型,并建立了电机模型的库文件,从而使得感应电机仿真模型做到了通用化、模块化,通过对模块的参数设置就可实现任意坐标系下的不同电机的仿真研究.此模型以电流为状态变量,使用Matlab软件的S函数求解微分方程,仿真程序非常简洁,仿真实验验证了模型的正确性...