有限转角力矩电机电流-转角特性测试方法

随着现代电机技术的发展,一种有限转角力矩电机广泛使用于航空伺服阀、卫星天线、导弹舵机、机器人关节、激光反射镜等有限转角驱动装置的位置伺服控制系统中。由于起步较晚,有限转角力矩电机的起动转矩测试项目在对应的国军标中没有涉及,而它的电流-转角特性是有限转角使用的关键点。本文立足于有限转角力矩电机的发展现状,提出两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法,对两种方法进行分析论证。在此基础上,设计两套有限转角力矩电机电流-转角特性的配套测试工装,并进行了可行性验证。使用两种方法分别对有限转角力矩电机电流-转角特性进行试验,并对试验数据进行分析,结果表明两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法有效、可行。     

等极槽式有限转角力矩电机磁场解析计算与恒转矩区间分析（英文）

恒转矩区间是有限转角力矩电机的重要设计参数,目前对于等极槽永磁式有限转角力矩电机而言,在设计之初难以确定。该文提出一种基于磁场解析模型的有限转角力矩电机恒转矩区间的计算方法,为该类电机优化设计提供技术基础。首先对等极槽有限转角电机模型进行简化,然后根据周期边界条件,构建1极1槽单元有限转角力矩电机磁场解析模型,并将计算得到的4极4槽和6极6槽电机的气隙磁场波形与有限元法进行对比,验证所构建模型的正确性。在此基础上,提出等极槽式有限转角力矩电机恒转矩区间的计算方法,并分析关键因素极槽数对恒转矩区间的影响。最后,利用有限元分析与实验测试验证所提出方法的正确性。     

数字化有限转角力矩电机控制技术

本文提出了某燃油阀门的有限转角数字化控制系统设计方案。从控制的角度详细阐述了有限转角力矩电机电流、速度、位置三闭环控制系统设计,详细介绍了控制系统的硬件设计、控制环路设计以及软件时序设计。对其进行仿真计算,同时对样机产品进行了阶跃、扫频、跟随等性能测试,试验结果表明该数字化控制系统具有重要的实用价值。     

基于硬件在环的有限转角力矩电机控制系统仿真平台开发

针对有限转角力矩电机的控制系统进行了仿真平台的开发,通过对电机简化的物理模型建模和控制器设计,搭建了有限转角力矩电机的Simulink模型,并采用双闭环反馈PID控制器进行控制。对硬件在环仿真系统的结构和配置进行了详细介绍,包括实时仿真上位机、仿真机箱、处理器板卡和电机控制板卡。设计并开展了基于硬件在环的有限转角力矩电机控制实验。实验结果表明,该控制系统具有良好的稳态和动态响应特性。     

一种有限转角力矩电机的设计方法

研究用于扫描驱动系统的一种永磁有限转角力矩电机的设计方法。以经典磁路计算方法,推导出反电势、电磁转矩、电枢电感等电机参数的计算公式。研究结果表明在电机工作角度范围内反电势为平顶波,并与电机转速成正比,以及平均力矩与电流成正比,并得出电机物理尺寸、材料性质与以上各参数的相关性。用Maxwell2D软件进行有限元建模仿真分析,验证设计计算公式的正确性。该有限转角力矩电机功率密度较高,体积小,可靠性高;并且工作特性接近直流电机,控制方式简单。     

有限转角力矩电机的参数约束与电枢反应研究

有限转角力矩电机具有结构简单、工作可靠、易于控制、动态响应好等优点,在航空航天等领域得到越来越广泛的应用。本文对有限转角力矩电机转子极弧系数等于1和小于1两种情况下的参数约束关系进行了分析,进行了电磁场计算,并对电枢反应问题进行了研究。本文的研究成果对该类电机的工程应用具有参考价值。     

有限转角力矩电机输出力矩不对称分析

针对某型旋转伺服阀用有限转角力矩电机在不同旋转方向下输出力矩不对称进行分析,并提出一种解决方案。原样机采用6极6槽电磁结构,该电磁结构存在齿槽转矩,蜗卷弹簧为维持转子零位位置时需要克服齿槽转矩而产生反向力矩。定位力矩方向与转向相反,而蜗卷弹簧力矩不受转向影响,蜗卷弹簧力矩导致了电机在不同旋转方向下输出力矩不对称。经过故障定位及仿真分析,提出了一种6极9槽的改进方案,新样机的电磁方案齿槽转矩可忽略,蜗卷弹簧产生的力矩与电磁转矩相比可忽略不计。新样机经测试,两个旋转方向输出力矩基本一致,有效解决了有限转角力矩电机输出力矩不对称问题。     

有限转角力矩电机断电保护策略探索

针对有限转角力矩电机作为柴油机电子调速执行机构断电保护存在的问题,进行了有限转角力矩电机断电保护策略的探索,实验结果表明采用电容断电保护方案结构简单,应用方便,为最佳.     

有限转角电机

在有限转角范围内绕轴线往复运动的电机,具有特殊的特性曲线。本文介绍了有限转角无刷直流测速发电机、有限转角无刷直流力矩电机的结构、原理、关键工艺及应用。也介绍了其它类型的有限转角电机。     

力矩波动测试方法研究及测试系统的构建

随着交流伺服系统的快速发展,伺服系统的各项性能指标在不断提高,准确检测影响其性能的力矩波动也成为一个关键点。本文立足于交流伺服系统的发展现状,在现有的力矩波动测试方法上探讨了一种新的测试方法,从理论角度对该方法进行分析论证。在此基础上,研制了一套力矩波动测试系统,并对其进行了可行性验证。用该测试系统对交流伺服电机系统进行试验,并对试验数据进行分析。结果表明该装置的研制方便了力矩波动的测试,提高了测试精度。     

平衡式永磁同步电动机力矩波动直接测试系统的动态特性研究

高精度应用对永磁同步电动机的力矩波动指标提出了较高的要求,对其准确测量有重要的意义.平衡式直接测量方法具有低成本、高分辨率的优点,但过去少有文献对此类测量方法的动态特性进行分析.本文以一套具体测试系统为例,建立其数学模型.通过计算分析,确定了系统能够准确测量的转速范围,然后通过实验验证了理论分析的正确性.最后根据模型给出提高系统性能的建议.     

异步起动永磁同步电机的转矩特性

采用场路耦合的二维有限元法,对异步起动永磁同步电机的起动过程以及牵入过程、定位转矩等进行计算;通过与试验结果对比,得到场路耦合有限元法可以准确计算异步起动永磁同步电机的转矩特性的结论;并可以通过准确仿真计算得到电机的优化参数以及优化特性。     

异步起动永磁同步电机的转矩特性

采用场路耦合的二维有限元法,对异步起动永磁同步电机的起动过程以及牵入过程、定位转矩等进行计算;通过与试验结果对比,得到场路耦合有限元法可以准确计算异步起动永磁同步电机的转矩特性的结论;并可以通过准确仿真计算得到电机的优化参数以及优化特性。     

对数曲线法求取异步电动机最大和最小转矩

介绍在局限于试验设备容量的情况下,采用对数曲线法求取异步电动机的最大最小转矩的试验方法,详细阐述试验设备及其原理、试验过程及试验内容等,并给出计算实例,具有较好的实用价值。     

新型SRM直接转矩控制系统的场路耦合联合仿真

转矩脉动是阻碍开关磁阻电机(SRM)发展的主要因素之一。采取合适的控制策略及结构改进能够抑制转矩脉动,但在研究的过程中通常需要通过仿真的方式进行快速验证。采用Simulink、Maxwell及Simplorer场路耦合多物理域联合仿真的方式,针对新型定转子开槽SRM,建立了直接转矩控制(DTC)系统,模拟分析了其在起动、加减速以及增卸负载等工况下的响应性能,验证了对转矩脉动的抑制效果。对于新型定转子开槽SRM本体建模而言,利用Maxwell建立其有限元模型,可以避免复杂的数学模型推导,且在联合仿真的过程中能够实时反映出电机内部的电磁特性,便于为电机本体结构的改进以及控制策略的优化设计提供重要依据。     

减小转矩波动的内置式永磁同步电机空气隔磁槽优化设计

内置式永磁同步电机转矩波动的存在影响电机系统的控制精度,因此如何减小电机转矩波动一直是研究热点。针对具有隔磁桥结构的内置式永磁同步电机,本文提出了一种减小内置式永磁电机转矩波动的空气隔磁槽优化设计方法,即以降低电机转矩波动为优化目标,以空气隔磁槽结构几何参数为优化变量,基于Taguchi法实现了内置式永磁同步电机低转矩波动设计。在此基础上,对优化前后电机空载和额定负载工况进行了有限元仿真对比分析。结果表明,所提出方法可以在保持额定输出转矩不变的前提下有效降低电机空载齿槽转矩和负载转矩波动,提高电机的性能。     

22kW、6极高效高起动转矩永磁同步电动机的设计

为满足抽油机的配套电机高效高起动转矩及经济运行范围宽的要求。对22kW、6极永磁同步电动机进行了设计、试制和试验。结果表明:该产品可替代37kW、6极异步电动机,节能效果明显。     

电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。     

永磁转子偏转式三自由度电机磁场和转矩特性的计算与分析

永磁转子多自由度电机可实现输出轴的多自由度运动,简化电机机械系统的结构,提高传动系统的响应速度和定位精度,是国内外电机领域的一个研究热点。该文提出了一种蝶形永磁转子偏转式三自由度电机,基于有限元法建立了该电机的三维有限元模型,对电机转子磁场的分布进行了计算和分析,并与解析模型的计算结果进行了对比验证。在此基础上,计算并分析了该电机的自转转矩和偏转转矩,并与鼓形永磁转子偏转式三自由度电机的磁场和转矩进行对比分析,结果表明蝶形永磁转子偏转式三自由度电机可增大气隙磁通密度和自转转矩的幅值,有效改善和提高偏转转矩的幅值,并增加偏转运动的范围。最后,对样机进行了测试,并将实验结果与有限元及解析模型的计算结果进行了对比验证。