永磁无刷直流电动机的控制技术

随着现代电机技术的发展,永磁无刷直流电动机控制技术应用越来越广泛。文章分析了永磁无刷直流电机控制技术的国内外研究现状,探索了永磁无刷直流电动机控制技术的发展趋势。     

永磁无刷直流电机的多目标优化研究

CVVL电机是一种用于提升发动机性能、降低汽车耗油量的一款永磁无刷直流电机,以其为研究对象,以提高转子输出转矩、电机效率、降低转矩脉动和定子槽满率为优化目标,以永磁体厚度、转子外径、定子内径、定子槽身宽和定子槽身高5个对优化目标影响最大的结构参数为优化变量,利用仿真软件ANSYS平台对永磁无刷直流电机结构作多目标优化,得到最优解集,最后通过仿真和试验验证优化方法的可行性,结果表明优化后的电机性能全面提升,满足优化目标,本文的多目标优化方法可为永磁无刷直流电机的结构优化提供参考。     

永磁无刷直流电机性能的影响因素的数学推导与仿真分析（英文）

在理论上推导出电机性能的影响因素是科学设计电机的前提。为了在理论上推导出影响永磁无刷直流电机的电磁转矩和电磁效率的影响因素,并用虚拟仿真加以验证,按照电机学的粘性阻尼理论,结合电磁学基本原理推导了电磁转矩和电磁效率关于各设计变量的公式。通过公式可以发现,此类电机的电磁转矩和电磁效率可用多元函数来表达,两者的决定性因素是额定电压、平均半匝长系数、永磁体厚度、极数和气隙等设计参数,并且经过数学分析可以得到电磁转矩和效率关于各设计变量的变化趋势。为了进一步证实理论推导的正确性,ANSYS Electronics Desktop软件的RMxprt模块进行了此类电机性能影响因素的仿真分析,分析结果与理论研究基本一致。这些趋势可以为永磁无刷直流电机研发人员选取优化设计变量和调整变量的数值提供方向。     

永磁无刷直流电机性能的影响因素的数学推导与仿真分析

在理论上推导出电机性能的影响因素是科学设计电机的前提。为了在理论上推导出影响永磁无刷直流电机的电磁转矩和电磁效率的影响因素,并用虚拟仿真加以验证,按照电机学的粘性阻尼理论,结合电磁学基本原理推导了电磁转矩和电磁效率关于各设计变量的公式。通过公式可以发现,此类电机的电磁转矩和电磁效率可用多元函数来表达,两者的决定性因素是额定电压、平均半匝长系数、永磁体厚度、极数和气隙等设计参数,并且经过数学分析可以得到电磁转矩和效率关于各设计变量的变化趋势。为了进一步证实理论推导的正确性,ANSYS Electronics Desktop软件的RMxprt模块进行了此类电机性能影响因素的仿真分析,分析结果与理论研究基本一致。这些趋势可以为永磁无刷直流电机研发人员选取优化设计变量和调整变量的数值提供方向。     

磁悬浮直线电机三维有限元分析及优化设计研究

磁悬浮式运动平台易于实现大范围高精度的微运动,适合应用在精密加工和超精密测量领域。为了抑制磁悬浮直线电机电磁力谐波分量对控制系统的影响,提高磁悬浮运动平台的动态性能,以HALBACH型永磁同步直线电机为研究对象,提出了一种改进的直线电机动子HALBACH永磁阵列结构。利用有限元软件建立直线电机三维有限元模型,得到了电机水平推力和悬浮力波形,最后对电磁力波形进行了谐波分析。分析结果表明,采用优化的动子结构有效减小了直线电机电磁力波动,有利于提高磁悬浮运动平台的控制精度。     

永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制

针对永磁直线同步电机模型参数不确定且时变并且在运行过程中容易受外部扰动影响的特点,首次将无模型自适应控制理论应用到永磁直线同步电机直接推力控制中.采用无模型自适应方法,实时拟合出永磁直线同步电机运行过程中电磁推力和速度之间的时变差分方程,通过控制率函数推算出给定电磁推力,实现永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制.与传统的PI控制相比,无模型自适应直接推力控制算法既不需要调节PI参数,又明显减少了由于电机控制系统参数变化和负载扰动引起的速度和推力脉动,在保证了系统稳定运行情况下提高了电机控制系统对内部和外部干扰的鲁棒性.     

高压断路器永磁无刷直流电机机构伺服控制系统的设计

为了实现高压断路器的智能化操作,本文在研究高压断路器电机机构的基础上,设计永磁无刷直流电机机构的控制系统.系统硬件电路包括电机桥式驱动电路、转子位置检测电路、IGBT驱动保护电路和CAN通讯电路等,并设计控制系统的软件程序,同时系统具有信息采集和处理功能.搭建伺服控制系统与高压断路器永磁无刷直流电机机构联机实验平台,进行高压断路器的分、合闸实验操作.从实验结果可知:所设计的控制系统能够驱动高压断路器按照要求完成分合闸操作,具有响应速度快、稳定性好、实时性强等优点.     

用于直接驱动机床主轴的大推力圆筒型永磁直线电机的研究

根据机床主轴进给性能指标的要求,计算圆筒型永磁直线电机的主要尺寸参数,然后通过有限元分析对电机的输出性能进行优化。最后设计基于各相独立电流环控制的控制方案,完成机床主轴直线电机进给系统的总体设计。设计的大推力圆筒型永磁直线电机能实现机床主轴的直接进给驱动,具有效率高,精度高,动态响应快等优点。     

永磁同步直线电机的模糊PID控制及仿真试验

针对传统PID控制及模糊控制在永磁同步直线电机控制上的不足,建立永磁同步直线电机的数学模型,并设计模糊PID控制器用于控制直线电机的速度;通过Matlab对永磁同步直线电机控制系统进行仿真,比较传统PID速度控制与模糊PID速度控制的控制效果.结果表明,模糊PID控制效果优于传统PID控制.     

永磁无刷直流电动机的特性研究

本文介绍了自行研制的０．７５ＫＷ永磁无刷直流电动机的结构原理及性能参数，理论推导了转矩和转速关系式，结合实验分析了电机的工作特性和调速特性，并提出了改变换向触发角可以调速的新方法。     

常规直流无刷电机控制系统的伺服式改进

本文在分析常规直流无刷电机控制系统的基础上，融入矢量控制技术，可最大限度地消除电机极数带来的影响，从算法上保证了转矩的平稳过渡，为今后低极数直流无刷电机的伺服应用提供了一种有效的控制手段，提供了一个简单的直流无刷伺服控制方案，可用于控制要求不是很高的场合。     

基于凌阳75单片机的无位置传感器无刷直流电机控制方案

本文介绍了一种以凌阳75系列单片机为核心的无位置传感器无刷直流电机的控制方案;系统利用了反电动势法检测转子位置和转速信号。     

直流无刷电机S曲线加减速控制算法及其实现

在直流无刷电机驱动大惯量负载运动过程中,速度突变会造成转子或者齿轮等传动结构机械损坏,且位置控制精度很难保证。为提高直流无刷电机和传动机构的使用寿命以及旋转运动的稳定性和准确性,在深入分析S曲线加减速算法的基础上,提出一种适用于嵌入式平台的简化S曲线加减速实现方法。通过MATLAB仿真拟合出平滑的S曲线,提出不同约束条件下的S曲线平滑度控制指标;通过将S曲线离散化为多个脉冲频段,在嵌入式ARM处理器上实现了直流无刷电机的S曲线加减速控制;通过脉冲测试实验证明了该控制方法能够有效提高直流无刷电机在运动过程中的稳定性和准确性     

无刷直流电动机无位置传感器控制技术

在无刷直流电动机系统中,转子的位置信号对于整个系统的正常工作是至关重要的.以往转子位置信号是通过位置传感器检测得到的,然而传感器检测有受环境影响较大等缺点.目前,无位置传感器控制技术成为研究的热点.本文针对使用反电势过零点检测转子位置的无传感器BLDCM系统,讨论了其换相策略、起动控制方案,并进行了仿真研究.     

基于TMS320F2812的永磁同步直线电机伺服控制系统设计

研究永磁同步直线电机在id=0动子磁场定向矢量控制策略下的三闭环伺服控制系统设计,对动子初始磁极位置采用逐渐逼近的方法进行检测,并搭建了软硬件系统,进行相应的实验,实验证明系统动子初始磁极对位准确,具有良好的动态性能和控制精度.     

无刷直流电机转矩脉动抑制方法综述

为扩大无刷直流电机在精度较高的伺服系统中的应用,必须尽量减小其转矩脉动。详细论述了无刷直流电机各种有效的转矩脉动抑制方法,并进行分类归纳。     

永磁同步直线电机位置误差迭代学习补偿控制研究

永磁同步直线电机在执行具有重复特性的跟踪控制任务时,系统的位置误差也会出现周期性变化。针对这一问题,提出一种基于离线迭代学习补偿优化直线电机位置输入信号的控制策略。通过离线迭代学习,对直线电机系统的干扰进行迭代学习控制。对凸轮轴轨迹和正弦曲线轨迹进行迭代学习,实现对永磁直线电机运动轨迹的跟踪控制,减小直线电机的跟踪误差。实验结果表明：通过离线迭代学习控制产生的位置输入信号跟随误差较小,能很好地消除由于跟踪滞后造成的位置误差。     

基于FPGA高精度无刷直流电机控制系统的设计

为了解决无刷直流电机控制精度低和不稳定性问题,设计了一种基于FPGA的高精度无刷直流电机控制系统。该系统主要由FPGA控制器、驱动电路和电流检测电路组成。采用了一种新的参数自动随系统状态变化而改变的PID算法,能有效地提高电机的控制能力和增强其动态特性。通过实验平台验证,该系统能够有效地抑制转矩脉冲,同时缩短了控制时间,提高了系统的稳定性。该设计具有一定的工程参考及应用价值。     

FPGA在增量式光电编码器测角系统中的应用设计

为了获取无刷直流电动机驱动控制系统中转子位置信息,应用FPGA对增量式光电编码器的转子位置信息进行数字化处理,设计并实现相应的位置检测方案.提出了一种基于FPGA实现的增量式光电编码器测角方案,给出了由FPGA实现的DDS方式查找表与增量式光电编码器无绝对零位的自启动方案.仿真和实验结果验证了方案的可行性.该设计可用于小卫星飞轮驱动电机测角系统,改进了系统精度和性能;同时可与其它功能模块或IP核组合用于其它驱动系统.