电气双余度无刷直流电动机转子极弧系数研究

电气双余度是一种常见的无刷直流电动机(Brushless DC motor,BLDCM)的余度形式.极弧系数直接决定着电气双余度BLDCM的电动势(Electromotive force,EMF)的平顶宽度,而EMF波形对电气双余度BLDCM的电磁转矩波动有着直接的影响;并且极弧系数对电气双余度BLDCM的定位转矩也有着显著的影响.本文针对电气双余度BLDCM,研究了极弧系数对其转矩波动的影响.首先分析了由非理想EMF波形引起的电气双余度BLDCM电磁转矩波动;然后,采用电磁场有限元分析,计算和分析了极弧系数对电气双余度BLDCM的EMF波形和定位转矩的影响;进而得到了有助于减小各种转矩波动的极弧系数取值范围.最后通过示例的计算分析给出了电气双余度BLDCM极弧系数选取的参考方法.     

无刷直流电动机的设计(23)

9．3转矩系数Km和反电势系数Ke的计算公式 无论在电动机的设计技术领域，还是在电动机的应用技术领域，转矩系数Km和反电势系数Ke是两个评价电动机性能的重要技术指标。     

一种改善BLDCM调速性能的模糊矢量控制策略

针对永磁无刷直流电机(BLDCM)在方波控制时转矩脉动大、电流畸变程度大以及反电势不稳定造成转速波动的问题,本文在分析BLDCM控制方式的基础上,将这些问题的原因归结于控制时的电流换相以及反电势并非理想方波电势。基于此,针对电动汽车BLDCM提出一种基于模糊控制的无刷直流电机矢量控制调速策略,此策略使用模糊控制器对转速误差进行调节,进而增强系统的调速性能;使用矢量控制取代方波控制,进而克服转矩脉动、电流畸变以及反电势不稳定等问题。实验结果表明,本文提出的控制策略能较好地抑制转矩脉动,并使电流以及转速更加平滑稳定。     

无刷直流电机转矩观测与电感自适应辨识

为提高无刷直流电机（brushless DC motor,BLDCM）转矩观测结果的准确性,定量分析了传统的反电势滑模观测器（sliding．mode observer,SMO）及相应的转矩观测结果受定子电感参数偏差的影响程度。分析表明,电感参数偏差会在定子电流变化时引起反电势和转矩观测误差。为消除这一影响,利用李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论,设计了定子电感自适应辨识率,在线辨识得到电感参数,实时调整SMO的系数矩阵和输入矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器,提高了观测精度。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提方法能有效辨识出BLDCM的定子电感值,并正确观测出电机转矩。     

二相混合式步进电机转矩系数和电势系数研究

运用非线性绕组自感和互感的表达式,推导了旋转电压和电磁转矩的精确表达式,并从中得出负载情况下的电势系数（ke)和考虑饱和的转矩系数（kt)表达式。     

直流力矩电动机转矩波动测试方法的比较与分析

0引言国标GB10401-89《永磁式直流力矩电动机通用技术条件》,国军标GJB971A-99《永磁式直流力矩电动机通用规范》规定,永磁直流力矩电机转矩波动系数的测试可以用两种方法进行:(1)堵转法。电机正、反方向通以连续堵转电流,圆周四个不同电枢位置测量连续堵转转矩,正、反共八个,在八个数据中找出最大最小转矩点,然后按下式计算转矩波动系数:Kmb=TTmmaaxx- TTmmiinn×100%(1)(2)反电势法。电机安装在稳速转台上,恒速驱动作发电机发电,然后用记录仪记录下电机的反电势波形,从波形中找出电机反电势的最大最小点,其转矩波动系数Kmb按下式计算…     

无刷直流电机在脉宽调制下的转矩脉动抑制

分析无刷直流电机(BLDCM)稳态换相转矩脉动与转速的关系,确定换相时间与电枢电流及反电势之间的关系.分析脉宽调制(PWM)方式对三相六状态二二导通BLDCM控制系统的影响,提出了在PWM-ON-PWM(前30°和后30°进行PWM控制,中间60°保持恒通)方式下的转矩脉动补偿控制.该控制不但能够完全消除非换相期间由于关断相出现电流而引起的电磁转矩脉动,还能够完全补偿由于换相而引起的转矩脉动,实现电机在低速和高速时的无转矩脉动控制.     

永磁无刷直流电动机结构对转矩脉动的影响

转矩脉动是影响永磁无刷直流电动机输出力矩稳定性和精度的主要因素之一。针对永磁无刷直流电动机结构,推导了其气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了反电势波形对转矩脉动的影响,采用Ansys对电机永磁体的不同充磁方式和不同极弧系数条件下的气隙磁密和转矩脉动进行了仿真,得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,对于无刷直流电动机的电磁设计具有较好的指导意义。     

惯性动量轮电机磁极结构对转矩脉动的影响

驱动电机的转矩脉动是影响惯性动量飞轮输出力矩精度和稳定性的主要因素之一。该文针对无刷直流电机结构,推导了电机气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了电机反电势波形对转矩脉动的影响,并用有限元方法对电机磁极不同充磁方式、极对数和极弧系数下的气隙磁密波形及转矩脉动的影响进行了仿真,通过实验得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,验证了仿真结果的正确性。     

无刷直流电机反电势自适应滑模观测

采用转矩环取代传统的电流环,可减小非理想反电势无刷直流电机（brushlessDCmotor,BLDCM）的转矩脉动,提高其控制性能,而转矩环中反馈转矩计算的关键在于绕组反电势的准确获取。建立考虑参数偏差的滑模观测器（sliding—modeobserver,SMO）对反电势进行实时观测,定量分析了定子电阻偏差对观测结果的影响,分析表明反电势观测的稳态误差等于电阻偏差量与电流的乘积。为消除这一影响,利用李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论,设计了定子电阻参数辨识的自适应率,在线辨识得到的电阻参数用于调整SMO的系数矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器。最后,利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了上述分析结果的正确性,证明了所提方法能够正确快速地观测无刷直流电机反电势。     

电传动履带装甲车中直流无刷电机系统的控制

针对履带装甲车辆的驱动系统的调速特点,从电磁功率定义角度出发,采用模糊神经控制技术进行直流无刷电机系统的恒功率运行控制;并通过控制模式的切换,实现车辆低速恒转矩、高速恒功率的理想运行.仿真实验结果证明了控制方案的正确性和可行性.     

电动汽车无刷直流电机能量回馈制动系统设计

就电动汽车能量回馈制动效率较低的问题提出了一种恒转矩模糊控制策略。首先分析了无刷直流电机能量回馈制动的基本原理,对不同的回馈控制策略进行了对比分析,设计了一个三维模糊控制器,再以该控制器为核心,在MATLAB/Simulink环境中搭建了无刷直流电机能量回馈制动系统的仿真模型,并进行仿真。仿真结果显示提出的控制策略对电机制动转矩以及能量回收达到了很好的控制效果。     

无刷直流电动机全数字锁相稳速控制系统

设计了一个高速无刷直流电动机全数字锁相稳速系统，通过单片机与CPLD的合理配合，使系统以简单的电路实现了对电机转速的高精度控制。经实际测量，电机能快速起动并进入锁定状态，其反馈转速的转子位置传感器输出脉冲信号能稳定跟踪给定基准脉冲，转速稳定精度高；在额定转速下长时间工作时，系统有效抑制电机转速的漂移。试验表明，该系统实用性强，具有较高的工程应用价值。     

复合转子永磁无刷直流电动机弱磁特性研究

由于永磁无刷直流电动机(BLDCM)在通电方式、磁场特性上与永磁同步电动机(PMSM)有较大改变,其弱磁规律较PMSM有很大变化,而复合转子磁阻段对弱磁性能的影响也有较大改变,传统BLDCM弱磁模型不足以精确描述BLDCM弱磁规律.本文通过建立场路结合的状态空间模型将磁场与通电模式相结合,准确模拟了最小分析区间内转子每个位置的磁状态;以磁链空间位置函数的差分替代其微分,实现转子旋转过程中电枢反应的准静态场有限元分析,从而较真实反映了BLDCM内在弱磁的物理过程.样机实验与仿真结果的吻合表明了这种研究方法的可行性.在此基础上,对比研究了PMSM与BLDCM在弱磁规律上的异同点,获得了一系列有意义的结论.     

航行器操舵系统的无刷直流电动机设计

介绍了航行器操舵系统的无刷直流电动机结构，对无刷直流电动机设计进行了详细的分析和计算，给出了试验结果。试验结果表明，该无刷直流电动机的性能优良，完全满足航行器操舵系统的要求。     

基于区间二型模糊逻辑控制的BLDCM转速控制研究

针对无刷直流电机调速系统强耦合与非线性时变的特点,设计了一种无刷直流电机区间二型模糊逻辑控制器,通过动态调节控制器参数,实现无刷直流电机高精度速度控制,提升电机控制性能。基于MATLAB/Simulink环境搭建无刷直流电机调速系统仿真模型,并在恒速、加减速和突加负载三种工况下,比较区间二型模糊逻辑控制与传统PI控制的电机转速响应差异。仿真结果表明:相比于传统PI控制,基于区间二型模糊逻辑控制的电机响应速度快,控制精度高,抗干扰能力强,可以有效降低不确定性对系统的影响,具有较强的鲁棒性。     

非理想反电势的无刷直流电机直接转矩控制研究

无刷直流电机的反电势畸变导致电磁转矩存在原理性脉动。通过分析基于电压空间矢量和磁链控制理论的无刷直流电机直接转矩控制策略,得出了关断相既不影响转矩也不影响磁链的结论,同时针对反电势产生畸变的无刷直流电机控制提出了一种采用电流波形预补偿来减小转矩脉动的直接转矩控制策略。仿真实验的结果证明了该策略的正确性和有效性。     

基于RBF神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制

通过分析无刷直流电机间接位置检测原理 ,提出了基于径向基函数 (RBF)神经网络的无位置传感器控制方法。该方法建立动态的RBF网络模型 ,采用k 均值聚类法和递推最小二乘法 (RLS)离线训练得到网络初始参数 ,采用基于梯度下降纠正误差法在线训练更新网络参数 ,通过对电机端电压和相电流的映射 ,得到电机换相信号 ,取代了传统的位置传感器。最后实验结果表明了该控制方法的有效性     

基于BP网络的电动汽车用无刷直流电机转矩角控制技术研究

无刷直流电机低速下存在电枢反应,影响电机出力,并造成转矩脉动;而高速下又需要弱磁控制,以拓展恒功率范围.因此,转矩角控制是至关重要的因素.转矩角控制的目的是寻找最佳电流超前相角,由于电流超前相角与转速、转矩的非线性问题,传统的确定该角度的方法都是基于某种假设,因此与实际运行情况存在相当的差异,难以应用于工程实践当中.BP神经网络具有强大的非线性映射能力,可以解决转矩角控制中的非线性问题.针对全转速范围,提出了基于BP网络的无刷直流电机转矩角控制技术,将实验数据作为训练样本利用动态全参数自适应学习算法进行离线训练,网络收敛后用作在线控制.实验结果表明,该方法可以使无刷直流电机及控制系统在全转速范围内运行于高效区,满足电动汽车对驱动系统的要求.     

无刷直流电动机定子绕组的星形和三角形联接

方波驱动无刷直流电动机 (BL DCM)曾被认为应设计成梯形波的 EMF,因存在显著的 3次谐波而不宜采用△形绕组联接。在绝大部分研究 BL DCM的文献中都是把定子绕组按 Y形联接来分析讨论。因此可能会误认为BL DCM定子三相绕组必定是 Y形联接。文中用实例说明小容量方波驱动 BL DCM的三相定子绕组一样可以采用△联接 ,设计良好的小容量 BL DCM的 EMF波形相当接近正弦波。不限定绕组的联接方式 ,增加了绕组设计和线规选择的灵活性 ,还可以利用 Y形和△形转换获得双电压等级或双额定转速的 BL DCM。