永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下，建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型，求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对水磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上，结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构，构造出电机绕组的场路耦合模型，由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下，计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场，进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩，以便定量分析永磁无刷电机的电磁转短被动和绕组换相引起的转矩被动，为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。     

弱磁用复合式转子永磁无刷直流电机设计

针对永磁无刷直流电机弱磁控制的要求，采用永磁段 磁阻段的复合式转子结构，实现基速以下恒转矩，基速以上恒功率的运行方式。理论上推导了永磁无刷直流电机弱磁的运行机理及电机模型，技术上针对交轴磁通路障式转子交、直轴磁路耦合严重、导磁材料非线性等特点，利用电磁场分析求解了交、直轴电枢反应电感，从而导出理论上弱磁运行的最高速，最后，对永磁无刷直流电机弱磁扩速范围对参数的依赖性进行了分析，归纳了弱磁控制用永磁无刷直流电机设计的特点。     

对转式永磁无刷直流电机的建模与仿真

该文根据对转式与普通永磁无刷直流电机区别,建立了对转永磁无刷直流电机的数学模型,采用Matlab/Simulink仿真软件建立了电机的仿真模型,并对电机带螺旋桨负载进行仿真分析.仿真结果表明:仿真波形与理论分析基本一致,验证该模型的有效性,为对转式永磁无刷直流电机的控制算法研究提供了工具.     

一种新型无轴承无刷直流电机电磁性能的有限元分析

将磁悬浮技术引入传统无刷直流电机中得到了二自由度无轴承无刷直流电机,从而实现了无刷直流电机的更高转速运行。针对所采用的新型绕组结构,深入分析了电机悬浮力的产生机理,并运用Ansoft/Maxwell软件对电机电磁性能进行了有限元分析,通过对仿真结果的研究,确定了磁饱和对电机悬浮力产生的影响及转矩绕组电流与悬浮绕组电流的最佳取值范围,并验证了所设计无轴承无刷直流电机的自解耦特性,从而证明该新型无轴承无刷直流电机设计方案的可行性,降低了其控制系统的设计难度。     

无刷直流电机无磁链观测直接转矩控制

根据无刷直流电机的特点,在其直接转矩控制中,可以省去磁链观测环节.分析了无磁链观测条件下无刷直流电机电压矢量和电机转矩之间的关系,根据二者之间的关系得到最优电压矢量的选择依据,选择最优电压矢量直接控制转矩.根据无磁链观测条件下电机转矩和电流的关系,通过对转矩的控制实现对电流的限制.仿真和实验验证了最优电压矢量选择依据的正确性和电流限制方法的有效性,实现了无磁链观测条件下电机转矩的直接控制,为提高无刷直流电机直接转矩控制系统的性能提供了理论依据.     

高速永磁无刷直流电机无位置全转速控制策略

针对高速磁悬浮大功率永磁无刷直流电机无位置传感器起动问题,分析了高速磁悬浮无刷直流电机运行时导通相磁链函数与相电压的精确表达式,给出了转子位置和电机磁链的函数方程,分析了高速磁悬浮无刷直流电机低速时转子位置难以检测的原因。据此分析提出了一种基于高速电机绕组磁链函数的新型无位置控制G函数方法,以换相前后非换相相电流幅值等值为控制目标,以G函数换相阈值为控制量,通过PI调节来保证相位可靠校正,实验验证了该闭环校正方法应用于磁悬浮鼓风机无刷直流电机时,在20 000 r/min范围内能够对换相信号误差进行了实时补偿,实现全转速运行。     

无槽无刷直流电机及其前期设计

无槽无刷直流电机采用杯形绕组，没有齿槽效应。本文阐述了这种电机的前期设计方法，包括绕组和磁钢的形式选择、二者的配合原则，电机主要尺寸的新算法；并且提出了“优先气隙磁密法”来直观地选择合理的气隙磁密，确定电机的各个结构尺寸，保证较高的磁钢利用率。     

基于电压脉冲注入的对转无刷直流电机转子初始相对位置确定方法

针对无位置传感器控制的无刷直流电机起动时需要确定转子初始位置的问题,结合对转无刷直流电机磁系统转子凸极性的特点,提出一种高精度的转子初始相对位置确定方法,该方法通过向电机电枢绕组注入开关电压矢量,利用相邻三个电压矢量产生的电流响应估计出一个确定的转子位置角.仿真结果验证了该方法的有效性.     

混合励磁无刷直流电机的结构及控制策略研究

介绍了一种具有永磁及可调磁两种磁极的电机，成功地解决了永磁无刷直流电机调磁困难的问题。样机实验表明调磁作用明显，有效地提高了电机转矩及转速调节范围。文章详细介绍了该种电机的结构、调磁原理以及控制策略，并给出了实验结果。     

电动自行车的无刷直流电机控制设计

本文通过对电动自行车上无刷直流电机要求的分析,提出分离元件设计方案,同时实现无刷直流电机的调速,过流保护,以及供电的蓄电池相关状态的显示。主要介绍电动车自行车车用无刷直流电机的分离元件控制方案,控制信号由电机内霍尔位置传感器产生。然后经过各种处理,再送到电机的驱动端,利用MOS管的开关工作状态,导通和关断相应的驱动支路,使得电机内产生相应的磁场建立驱动电机内转子转动的磁力矩,使电机连续转动。采用此设计,电路工作稳定,相对专用芯片,成本比较低,信号流程清晰易懂,利于对无刷直流电机控制原理的理解。     

分数槽无刷直流电动机齿槽定位力矩的研究

永磁电机中,定位转矩造成振动、噪声以及控制的困难等不利因素,影响了电机性能的提高。给出用于分析具有分数槽极比结构的永磁电机的简单模型,通过解析分析解释消除定位转矩的机理。借助于该模型解析分析由于转子永磁体不对称引起的定位转矩的影响和由于永磁体磁动势幅值和相位误差造成的影响,并进行实验验证,实验结果与分析一致,研究成果对提高无刷流伺服电机的性能和减小定位转矩具有实用意义,并取得了实际效果。     

基于Ansoft的永磁交流伺服电动机转矩波动分析

永磁交流伺服电动机的转矩波动直接影响系统的控制精度,是最为关注的伺服性能指标之一。本文基于Ansoft公司的Maxswell2D的仿真环境,建立了永磁交流伺服电动机的系统仿真模型。在所建立的模型基础上,对电机参数的改变对转矩波动的影响进行了仿真研究,仿真结果与实验结果基本一致,为电机的优化设计提供了依据。     

永磁电机磁极形状的特殊设计

利用永磁电机三维气隙磁密波形分析了轴向双削角等厚瓦表磁钢对齿槽电枢永磁电机定位转矩和电枢元件感应电势波形的影响。比较了各种改善电机性能的方法和利弊，认这种特殊设计的磁极有理想的磁密波形，稳定的充磁性能，磁钢完全利用，且只需传统的电机结构和工艺就可实现优异电机性能，对于无法兼顾全面性能的大功率电机而更显优越，文章最后给出易于生产和测量的平底平侧轴向双削角等厚瓦开磁钢结构图。     

单相永磁同步电动机脉振转矩的分析和计算

利用F－B－O坐标系统下单相永磁同步电动机异步稳态运行的数学模型，推导出任何转差率下的电磁转矩表达式。结合状态空间数学模型，对起动过程中的脉振转矩进行了分析和计算。     

削弱永磁交流伺服电动机转矩波动的措施研究

矩波动的大小直接影响永磁交流伺服电动机的伺服性能,乃至影响机械加工的精度。本文针对表面式转子结构的永磁交流伺服电动机转矩波动进行了深入研究。计算分析了永磁体端部厚度和极槽配合的选择对转矩波动的影响,计算结果经过试验验证,计算值与试验值接近。     

A disc-type motor with co-axial flux in the stator; – influence of magnetic circuit parameters on the torque

 This paper presents a three-dimensional analysis of the magnetic field distribution for a three-phase, disc-type, permanent-magnet, brushless DC motor with co-axial flux in the stator. Calculations are carried out using the 3-D finite element method (FEM). The electromagnetic torque is determined from the Maxwell stress tensor. For comparison, various dimensions of permanent magnets, pole shoes and air gap are analysed. It is shown that the ripple-cogging torque can be effectively reduced by an appropriate permanent magnet width and air-gap length. The simulation results are in good agreement with experimental data obtained from the prototype motor. Received: 31 July 2001/Accepted: 18 September 2001     

Torque ripple improvement for synchronous reluctance motor using an asymmetric flux barrier arrangement

An interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) is a highly efficient motor and operates in a wide speed range; therefore, it is used in many industrial and home appliance applications. However, the torque ripple of synchronous motors such as the IPMSM and synchronous reluctance motor is very large. The variation of magnetic resistance between the flux barriers and teeth causes the torque ripple. In this paper, flux barriers are asymmetrically designed so that the relative positions between the outer edges of the flux barriers and the teeth do not correspond. As a result, torque ripple can be reduced dramatically.     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

永磁无刷直流电机及其控制

无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓扑结构。同时,对无刷直流电机的转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术进行了分析。最后,对其应用及未来发展趋势进行了探讨。     

永磁体和气隙对双凸极永磁电动机转矩脉动的影响

新型双凸极永磁电动机(DSPM)的定子和转子均为双凸极结构,电动机内有显著的边缘效应和局部饱和现象。转矩特性(包括输出转矩和转矩脉动)是电机设计和控制过程中非常重要的研究对象。从电动机永磁体的大小和气隙的厚度等方面研究,找出了永磁体尺寸和气隙厚度等因素对电机转矩脉动的影响。通过计算比较,得出了能使电动机转矩脉动较小的永磁体尺寸和气隙厚度。研究对该类电动机的设计有一定的借鉴意义。