永磁无刷直流电动机换相脉动转矩及抑制方法

通过分析永磁无刷直流电动机的换相过程,得到了电动机绕组电流换相产生的脉动转矩表达式。为了验证理论分析的正确性,首先对电流换相产生的脉动转矩及相关特性进行了仿真,然后采用永磁旋转角加速度传感器对电动机轴上的脉动转矩进行了实际测量,验证了电机输出转矩中的脉动转矩分量的客观存在性及相关特性。针对脉动转矩,提出了一种基于峰谷互补的抑制方法,并建立了对应的实验平台开展了实验研究,理论分析和实验测量取得了一致的结果,从而证明了该抑制方法的正确性。     

永磁无刷直流电动机位置传感器精度对脉动转矩抑制效果的影响研究

采用峰谷互补方法对永磁无刷直流电动机的脉动转矩进行抑制时,2台电机脉动转矩波形的对称性和正弦性与抑制效果密切相关,而位置传感器的精度直接影响电机脉动转矩的波形特性.基于此,首先通过实验测定了2种位置传感器在电机运行时其输出信号的相位差、占空比和响应速度,并进行了分析.然后搭建实验平台测定了电机在2种位置传感器工况下脉动...     

基于峰谷互补方法的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究

开关磁阻电机的非线性电磁特性以及脉冲工作方式会产生明显的转矩脉动,针对这一问题,在分析开关磁阻电机转矩脉动产生原因和实际测量转矩脉动波形的基础上,提出了一种基于峰谷互补原理抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法.该方法使用2套定转子参数相同的电机系统,使之产生相位互差180°电角度,幅值近似相同的转矩脉动波形,利用峰谷互补原理...     

单相串励电动机转矩波动抑制方法研究

单相串励电动机工作时存在转矩波动,导致了明显的振动和噪声,限制了其应用范围,为此提出了一种基于振动波叠加抵消的单相串励电动机转矩波动抑制方法,即在原有单相串励电动机转矩波动的基础上,叠加另外一个幅值相同、相位错开180°电角度的振动波。通过对单相串励电动机的工作机理的剖析,得到了转矩波动抑制方法的实现条件。最后通过实验对叠加振动波后电动机的转矩波动进行了测试,结果表明其转矩波动可以得到有效的消减,由此验证了所提出的转矩波动抑制方法的可行性。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

伴随着电机制造技术、电力电子技术的快速发展,伺服控制系统在工业控制和家用电器等领域中得到了广泛的应用,交流伺服控制系统已经成为伺服控制系统发展的趋势。本文在对三相永磁同步电动机进行理论分析的基础上建立了电机本体的数学模型,进而建立了基于直接转矩控制的永磁同步电动机系统的仿真模型,进行了大量的实验测试。仿真及实验结果表明永磁同步电动机系统既保持了直接转矩控制的快速动态响应特性,同时又有效地减小了转矩脉动。     

基于谐波注入的永磁电机转矩脉动抑制策略研究

为解决多相永磁电机的转矩脉动问题,该文基于解析法、仿真以及实验的方法,提出一种抑制该类电机转矩脉动的方法。该文首先推导适用于任意相电机反电动势谐波和齿槽转矩引起的脉动转矩的通用解析表达式。然后,基于此模型,从控制的角度出发,提出通过采用电流谐波注入以补偿齿槽转矩和反电动势谐波的控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般表达式。为验证所提出方法的有效性,以一台三相12槽10极表贴式永磁同步电机为例,通过Matlab/Simulink设计同时考虑反电动势谐波和齿槽转矩的电机仿真模型,搭建基于谐波注入的电机控制系统。此外,为进一步验证所提出的方法正确性,文章也进行相应的实验验证。研究结果表明：补偿前后电机的转矩脉动峰峰值从1.5 N·m降低到0.5 N·m,转速波动从±2.5 r/min降低到±0.7 r/min。     

永磁同步电机直接转矩控制技术研究

与异步电机相比,永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、转矩惯量比大等优点。但是它也存在定子和转矩脉动大,开关频率不恒定等诸多问题。该文针对永磁同步电机直接转矩控制中出现的转矩脉动较大的问题,提出了一种永磁同步电机无磁链闭环直接转矩模糊控制的方法。该方法采用模糊控制器作为转速环的控制器,并去除磁链闭环,加入磁链限幅环节,将转矩作为控制目标,通过模糊控制器的优化,得出系统具有良好动态性能和自适应性。     

高效节能的永磁同步电机混合控制算法

目的 保证永磁同步电机在变速变载时能够快速响应的同时,降低其在稳态时的转矩脉动和开关频率,使永磁同步电机在整个包装过程更加高效节能.方法 分析永磁同步电机的2种控制策略DTC和PIPC的优缺点和共同点,提出在启动、变速和变载过程采用DTC控制策略保证电机的动态响应速度,在稳态时切换到PIPC控制策略,降低电机的转矩脉动和开关损耗.结果 仿真结果表明,2种控制策略能够实现平滑切换,电机动态响应快,抗干扰能力强,稳态时转矩脉动小、开关频率低;相比DTC,在空载、轻载和重载时转矩脉动分别减小了30％,12.5％和2.4％,开关频率降低了约45％;相比PIPC,响应速度提高了约7％.结论 相比单一的控制策略,DTC_PIPC混合控制算法融合了2种控制策略的优点,使电机在整个运行过程既能快速应对各种突变情况,又能降低其在稳态运行时的转矩脉动和开关频率.     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

现阶段,永磁无刷直流电机在工业控制的各项领域都取得了推广应用,这主要是因为它的工作效率较高、维护方便、产生的噪音较小。不过这种直流电机在转动时,转矩波动比较大,对于转矩波动较大的电机来说,不适合在高精度系统中应用。这种电机内的直接转矩控制具备了瞬时转矩控制的特点,主要是能在定子坐标系下直接观测电机转矩、磁链,将所观测到的数据与标准值进行比较。两者相比的差值,经过滞环控制器的处理分析,得到相对应的控制信号,再考虑当前的磁链状态,进行电压空间矢量的选择,这就达到了对电机转矩的直接控制。接下来笔者将结合自身的经验和调查走访结果,基于永磁无刷直流电机的运行特点,详细论述永磁无刷直流电机直接转矩控制。     

永磁同步电机模糊直接转矩控制的研究

目前,永磁同步电机控制方法的热点集中在直接转矩控制上,但较大转矩脉动是束缚直接转矩控制推广使用的根本原因。为此,在永磁同步电机直接转矩控制系统融入模糊控制技术,以提高控制效果,并通过仿真加以验证。     

弹道修正机构永磁电机的仿真设计及应用测试

依据弹道修正基本原理,对弹道修正装置的气动布局进行分析.完成了弹道修正机构中永磁电机的设计,并对永磁电机齿槽力矩的影响因素进行分析.通过仿真,减小硅钢片槽口宽度可以减小永磁电机的齿槽力矩.利用应变式测力装置,对永磁电机的力矩实际测量可知,修正弹飞行在可修段时永磁电机的力矩大于风阻力矩的20%.结果表明,设计的永磁电机能够满足对舵机的精确控制要求.     

A novel sensorless control method for brushless DC motor

The authors present the theory and implementation of a novel sensorless control method for the interior permanent magnet (IPM) brushless DC motor (BLDCM). The proposed new sensorless technique can accurately detect the zero-cross point (ZCP) of back electromotive force (BEMF), which is based on a comparison of the terminal voltage of the un conducting phase during the first and second part of a pulse width modulation (PWM) cycle. Compared with the conventional BEMF sensorless approach, the proposed new sensorless method solves the problem of the sensorless BLDCM drives at very low speeds. Experimental results confirm the validity of the new method.     

电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究

对影响内置式永磁同步电机转矩特性的三个关键设计参数——永磁体宽度、定子绕组匝数及转子铁心外形进行了研究。以具体样机为例,分析了定子绕组匝数、永磁体充磁方向长度和转子外形对转矩特性的影响。分析结果表明：永磁体宽度接近于整数倍定子齿距可降低负载脉动转矩;采用偏心分段圆弧法优化转子外形有利于提高电机的转矩特性。通过实验验证了理论分析的正确性。     

Vector control application of a novel PM motor

This study introduces a new type of dual-stator permanent magnetic propulsion motor: the dissimilar frequency supplied permanent magnet synchronous motor (DFPMSM). The main advantage of the motor is its improved torque density and fault tolerance, which is well suited for electric propulsion at low speed. The vector control of the DFPMSM is presented. A torque current decoupling method is proposed to maintain the torque output while changing the torque distribution. A power loss model is derived for the power distribution strategy to achieve optimum efficiency of this motor. Simulation and experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed machine and control strategy.     

Improving the performance of hysteresis direct torque control of IPMSM using active filter topology

This paper describes an active filter topology to improve the performance of hysteresis direct torque control (HDTC) of interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). The filter topology consists of an active filter and two RLC filters, and is connected to the main power circuit through a 1:1 transformer. The active filter is characterized by detecting the harmonics in the motor phase voltages and injecting equivalent harmonic voltages to produce almost sinusoidal voltage waveform to the motor terminals. The active filter uses hysteresis voltage controller while the motor main circuit uses hysteresis direct torque control. The simulation results of this combined control structure show considerable torque ripple reduction in the steady state range and adequate dynamic torque performance as well as considerable harmonic voltage and EMI noise reduction.     

基于负载观测的PMSM滑模抗扰动自适应控制

实际转速值是转角微分得到的,基于转速的观测器设计会引入微分突变．本文在滑模变指数趋近率控制的基础上,针对实际应用的永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）提出了一种新的负载转矩降阶观测器设计方法,以可直接测量的转角为已知观测对象,避免引入微分突变,将观测到的负载转矩成比例地前馈补偿,以削弱负载扰动对控制性能的影响,实现滑模抗扰动自适应控制．一方面,通过理论推导,得出所提出策略的理论计算方法;另一方面,以一应用案例,建立了与实际逼近的离散仿真系统．仿真验证了观测器的无超调和快速响应特性,并通过与普通滑模控制对比分析,验证了采用该方法设计的PMSM调速系统具有动态响应快和抗外界干扰能力强的高鲁棒特性．     

转子辅助槽对高速电主轴齿槽转矩的影响机理研究

针对高速永磁同步电主轴中永磁体与有槽铁心相互作用产生的齿槽转矩过高,从而导致电主轴产生振动与噪声的问题,通过在转子齿上开辅助槽来优化电主轴结构.以一台FL系列永磁同步电主轴三相星接Y型电机为模型,利用Ansoft软件对它进行运动仿真和磁场瞬态分析,得到了能有效削弱电主轴齿槽转矩的转子齿辅助槽设计方案.研究结果表明,在转...