基于动态转矩的无刷直流电机机械特性和等效电压系数研究

由于无刷直流电机换相过程会造成电枢电流和电磁转矩发生周期变化。在两相导通驱动方式下对电机动态转矩进行分析,并计算平均转矩得到转速——转矩机械特性为非线性,其输出转速小于理想值,从而使等效电压系数小于1。在换相过程中采用关断延迟重叠换相法能够提高电机输出转速,在理论上能够实现电机输出转速等于理想值,等效电压系数等于1。采用两相与三相交替导通的复合驱动方法能够实现输出转速大于理想值,等效电压系数大于1。仿真结果表明复合驱动能在不增加硬件的基础上,扩大了无刷直流电机的输出功率和调速范围。     

双余度永磁无刷直流电机磁-热耦合分析

文章针对永磁无刷直流电机中常见的绕组故障,将余度技术引入到无刷电机设计中来,设计了双余度永磁无刷直流电机,它采用2种定子绕组方式,包括同槽嵌放和隔槽嵌放2种结构.根据永磁无刷直流电机的电压平衡方程式,推导了2种结构下的双余度永磁无刷直流电机电压、转矩方程.建立了2种双余度无刷直流电机的电磁场模型,设置了2套独立的控制电路,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了2种结构下的转速、转矩等.文章建立了2种双余度无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其热场进行了仿真,对比分析了2种结构下的温度.仿真结果表明:2种结构的双余度无刷直流电机在运行过程中,具有良好的动态特性,2套绕组并未给电机带来不良后果,但大大提高了系统可靠性.     

对转永磁无刷直流电机建模与仿真

通过对三相绕组星型连接全控桥式电路的分析,介绍了对转永磁无刷直流电机的工作原理;据永磁无刷直流电机的内部数学模型建立了对转永磁无刷直流电机的数学模型,且在Matlab/Simulink对对转电机本体模块、换相模块和逆变器模块等系统进行了建模和仿真,结果表明理论分析和实验结果完全符合。     

双余度永磁无刷直流电机设计与实验研究

为了提高系统可靠性,将余度技术引入到永磁无刷直流电机设计中.设计了2种定子绕组方式,包括同槽嵌放和隔槽嵌放结构.建立了2种结构下的数学模型,对绕组电感进行了分析计算,推导了绕组自感和互感之间的关系.根据数学模型,设计了双余度永磁无刷直流电机的具体结构参数,对转速和转矩进行了仿真.利用magtrol测试系统对双余度永磁无刷直流电机进行了实验,对比分析了2种结构不同工作模式下的机械特性曲线.实验结果表明:2种结构的双余度无刷直流电机在运行过程中,具有良好的动态特性,2套绕组同时工作时其转矩为1套绕组工作时的2倍;2套绕组并未对电机性能产生不良影响,但大大提高了系统可靠性.     

一种基于BUCK变换器的变结构控制系统

针对无刷直流电机广泛存在的换相转矩脉动较大的问题,提出了基于BUCK变换器的变结构控制系统,并将其用于无刷直流电机。在母线上加入BUCK变换器,通过调节BUCK电路中驱动晶闸管开关的信号的占空比大小,来连续地调节直流母线电压,从而实现电机的转矩控制,以抑制换相转矩脉动。在分析了换相转矩脉动的产生原因后,详细介绍了通过BUCK变换器抑制换相转矩脉动的控制方法。并搭建仿真实验平台对基于BUCK变换器的无刷直流电机变结构控制系统进行仿真实验研究。仿真结果表明,该方法能够有效抑制无刷直流电机的换相转矩脉动。     

双余度高压无刷直流电机有限元分析

针对多电飞机的快速发展,设计了基于270 V的双余度高压无刷直流电机。根据双余度高压无刷直流电机的结构特点,建立了双余度高压无刷直流电机的数学模型,推导了双余度工作时的转矩计算公式。建立了双余度高压无刷直流电机的电磁场模型,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了单绕组工作时与双余度工作时的反电势、转矩、转速等。并建立了双余度高压无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其双余度工作时的热场进行了仿真。仿真结果表明:双余度高压无刷直流电机在运行过程中,可以达到与单绕组工作时相同的动态特性,转矩为单绕组工作时的2倍,且大大提高了系统的可靠性。     

盘式无刷双馈电机的建模与仿真分析

由于传统无刷双馈电机定、转子具有不同的极对数,其耦合能力差,进而影响电机的效率、输出转矩和功率密度等,提出了一种具有盘式结构的新型无刷双馈电机,并在此基础上推导出盘式无刷双馈电机的数学模型.运用Matlab语言编制了盘式无刷双馈电机的通用仿真程序,得到电机在不同运动状态下的运行特性,并对其进行实验验证,为研究该种电机提供了理论参考.通过仿真结果分析表明,这种新型电机非常适用于风机泵类负载的调速,具有较广的应用前景.     

基于参数估计模型的对转永磁无刷直流电机实时故障诊断方法

无刷直流电机可靠性高,但在过载、过热等条件下,会造成电机性能降低;在电动力船舶推进系统中,由于速度闭环负反馈作用,这些故障常常无法及时发现,因此在电机运行过程中及时发现故障具有十分重要的应用价值。论文把参数估计技术应用于对转无刷直流电机故障实时诊断,建立了对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的实时辨识模型,通过测量电机电压、电流和电机转速,得到电机的绕组电阻、反电势系数和转动惯量参数以及螺旋桨负载的力矩系数,通过观察参数的实时变化,监控电机的工作状态。这种以微分方程为基础的最小二乘方法不影响电机正常工作。仿真结果表明该方法可以完成对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的故障诊断。     

一种双余度无刷直流电机转矩脉动抑制控制策略研究

针对两套并联绕组互差30°电角度的双余度无刷直流电机换相转矩脉动问题展开研究.提出一种基于变结构电流前馈的转矩控制方法.该方法结合对应相绕组轴线互差30°的特点,在均流控制的前提下,使用变结构控制策略独立控制两套绕组的电流以保证电机在换相时刻输出稳定的转矩.为了增加电流的响应速度,采用电流前馈控制方法提高电流的变化率.在MATLAB/Simulink环境下搭建模型进行仿真.结果表明,与传统的双余度电机均流控制策略相比,基于变结构电流前馈的转矩控制策略能够有效地降低电机的换相转矩脉动.     

基于零矢量的无刷直流电机直接转矩控制转矩脉动抑制方法研究

分析了无刷直流电机直接转矩控制系统在不同零电压矢量作用下电机电流、转矩变化规律,根据转矩控制要求,提出了适用于无刷直流电机直接转矩控制系统的零矢量和占空比相结合的转矩控制方法,实现对转矩脉动的有效抑制.仿真结果验证了理论分析的正确性和所提方法的可行性.