步进电机矩频特性智能集成测试系统

介绍一种基于步进电机驱动系统矩频特性的“计时”测试理论,研制的步进电机驱动系统矩频特性测试系统.该系统由自制的整形电路、异或检相器和MCS-8098单片机组成,可替代市售数字式转矩转速仪,它与上位机进行通信,具有自动测量电机矩频特性及绘图等功能.     

改善步进电机矩——频特性的一种方法

<正> 目前,为了改善步进电机的矩一频特性,广泛采用高低压驱动线路。这种方案在电子计算机外部设备或其他开环控制系统中,已经初显优越性。但是它的不足之处是控制线路复杂,电源结构庞大。本文提出方案的基本设计思想是增大步进电机的启动瞬间电流,从而提高启动力矩,改善其频率特性。用这种方案曾对常州电讯电机厂生产的45BF3010型三相反应式步进电机作了多次实验,实践表明它对改善其矩一频特性效果良好,性能稳定可靠。众所周知,高频步进电机要求有一种在通电瞬间能强迫电流迅速上升,而且在高频范围内保证有足够的平均电流而又没有外接限流电阻的功放线路。这种电路在通电瞬     

基于WinCE5．0的高速绣花机步进电机驱动

高速绣花机控制系统必须在高速的情况下保证绣品的质量,同时维持较低的噪音。难点是要在动态限定的时间内控制X／Y步进电机,使之平稳精确。该文在分析系统特点的基础上,以ARM9处理器结合CPLD构成步进电机控制单元,提高控制效率并降低编程复杂度。以旋转动力学方程和步进电机的矩频特性为依据,分析步进控制脉冲数据的选取、中断的处理和流驱动的结构,实现WinCE5．0下步进电机流驱动程序的开发。     

步进电机及其单片机控制

随着工业自动化的发展,步进电机的应用越来越广泛.步进电机是一种用于开环控制的驱动元件.本文阐述了步进电机的基本知识和特性,提出了基于单片机控制和集成电路驱动的步进电机控制实现方法以及软硬件设计方法.     

驱动汽车电子节气门电机特性的测定

现代汽车已经进入到电子驱动时代,直流电机是汽车电气驱动应用中主要部件之一,电机特性的优劣直接关系到汽车执行机构的响应与控制.介绍了一种驱动汽车电子节气门电机特性的测量方法,并对整个系统的模型构建和控制策略做了深入的分析研究,同时还分析了电机特性曲线之间的关系.试验证明,提出的电机特性的试验方法是行之有效的,为电子节气门电机特性的测定提供了理论和试验的参考依据.     

基于FPGA的步进电机细分驱动器的设计

在研究步进电机细分驱动原理的基础上,提出了一种采用丌,GA芯片实现步进电机恒转矩细分驱动的方法.利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块(EAB)构成LPM_ROM来存储步进电机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到FPGA内部,从而提高了系统的集成度和稳定性.微控制器只需提供细分数等参数,就能精确控制步进电机的运行,所以该设计特别适用于某些实时控制场合.     

基于步进电机的工程车倾动装置模糊控制系统

在针对工程车上对倾动装置的高精度易操作的要求,开发出了一种基于两相混合式步进电机的高精度自调整模糊控制系统.为提高系统的定位精度,设计出了一种基于D/A转换器、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件的步进电机斩波恒流细分驱动系统.并将模糊推理机制和常规PID控制结合起来,优化了驱动系统的控制参数及控制性能.为改善电机转动的平稳性,采用了抛物线升降频法对电机速度进行调节.整个系统定位精确,性能稳定,安全可靠.     

高空螺旋桨驱动电机控制系统的仿真研究

螺旋桨的负载特性不仅与飞行器的飞行高度相关,还与其驱动电机的转速呈现非线性关系,若驱动电机采用传统的PID控制方法,较难取得理想的控制效果.为了解决这一问题,在分析了驱动电机的数学模型和螺旋桨负载特性的基础上,设计了一种模糊自适应PID控制方法.并在Matlab/Simulink中建立了控制系统的仿真模型,进行了仿真实验.实验结果表明,模糊自适应PID控制方法动静态品质良好、鲁棒性强,控制效果明显优于传统的PID控制器.     

基于DSP的电动汽车驱动系统直接转矩控制器的研究

本文介绍一种结合电动汽车转矩特点,针对驱动电机的特性并采用直接转矩控制算法设计的电动汽车驱动系统控制器。该控制器以TMS320LF2407A型DSP为核心,通过对驱动电机性能参数的实时采集、计算,驱动IPM实现对驱动电机定子电压的控制,从而精确地控制驱动系统的转矩特性。试验结果表明,控制系统具有良好的转矩动态特性和较宽的调速范围。     

胶囊式微型机器人驱动转矩的研究

提出一种外旋转磁场驱动的具有径向间隙自补偿功能的胶囊式微型机器人模型．对机器人的驱动转矩特性进行了研究,建立了磁驱动转矩数学模型．根据机器人在流体中的阻力矩特性,研究了磁驱动转矩克服流体阻力矩引起的机器人丢步转速现象,分析了丢步转速与螺旋结构参数的关系．游动试验表明,机器人磁驱动系统没有发生丢步现象,通过径向间隙调整,可以实现胶囊机器人推力与阻力矩的控制．     

永磁同步电机脉振高频电压注入转子位置检测

永磁同步电机的转子位置检测精度直接决定了电机能否平滑起动,为提高转子位置检测精度,提出了基于脉振高频电压注入的表贴式永磁同步电机转子位置检测方法。向永磁同步电机定子绕组中注入脉振高频电压信号,通过电机d、q轴磁路饱和程度的差异,实现永磁同步电机转子初始位置的检测。实验结果表明提出方法的转子位置检测精度高,适用于永磁同步电机的无传感器起动及低转速稳态运行。     

电压补偿在变频调速系统中的应用研究

针对异步电动机在恒压频比控制策略下低频启动时重载启动转矩不足的问题,提出在交交变频调速系统中采用电压补偿措施来提高电动机的带载能力;介绍了电压补偿原理及补偿值计算公式,通过仿真实验对无电压补偿和有电压补偿时的频谱、转速、转矩及电动机具有不同负载时的电压补偿效果进行了对比。仿真结果表明,电压补偿在变频调速系统中具有良好的补偿效果:①在有电压补偿的情况下,定子输出电压谐波含量较大,波形对称性较好,电动机带负载能力较强。②电动机负载越大,其稳态运行时的转速越小,而启动转矩大小不变,转速的降落基本保持恒定。     

Reduction of torque pulsation and noises in PMSM with hybrid filter topology

In this paper, a hybrid filter topology is proposed to reduce torque pulsation, switching voltage harmonics and EMI noises in PMSM with direct torque hysteresis controllers. The filter topology consists of IGBT-based active filter (AF), LC filter in the main inverter output and trap filter in the motor side. The coupling of the AF-compensated voltage and the motor main voltage is achieved through series transformer. The AF is characterized by detecting the harmonics in the motor phase voltages and uses hysteresis voltage control method to provide almost sinusoidal voltage to the motor windings. The active filter uses hysteresis voltage controller while the motor main circuit uses hysteresis direct torque control. The simulation results of this combined control structure show considerable torque ripple or pulsation reduction in steady state range and adequate dynamic torque performance as well as considerable harmonics and EMI noise reduction.     

基于电压斩波及关断角补偿控制的SRD仿真实现

为了简化控制和降低成本,对开关磁阻电动机(SRM)采用电压斩波控制方式;针对SRM转矩脉动大的问题,采用模糊控制器对SRM的关断角进行实时补偿,达到减小转矩脉动的目的.分析SRM非线性数学模型,在MATLAB/Simulink中建立基于电压斩波及关断角补偿控制的开关磁阻电动机调速系统(SRD)仿真模型.最后通过仿真,验证了电压斩波控制方式的正确性,也验证了文中减小SRM转矩脉动方法的可行性和有效性,为实际的SRD设计和调试提供有效的手段和工具.     

一种矿用变频器滤波装置

矿用变频器与电动机通过长线电缆连接,脉宽调制(PWM)脉冲在传输过程中存在电压反射现象,从而引起电动机端产生尖峰电压,严重影响变频驱动系统的运行可靠性。目前,矿用隔爆变频器一般采用串联输出电抗器的方式来抑制尖峰电压,但抑制效果有限;而采用RC滤波装置和LRC滤波装置抑制尖峰电压的方法主要针对380,660 V变频器,不能满足煤矿井下1140 V变频器对尖峰电压的抑制要求。针对长线电缆远距离传输引起的尖峰现象,分析了实际应用中电动机负载、PWM上升时间及电缆长度对尖峰电压的影响:长线电缆终端反射系数对电动机负载的变化不敏感,在滤波参数的设计过程中可忽略电动机负载的影响;PWM上升时间越长,电缆长度越短,则电动机端尖峰电压越小。根据上述分析,结合电缆长度和装置功率损耗,提出了一种适用于煤矿井下1140 V变频器的LRC滤波装置设计方案,在PWM脉冲信号传入长线电缆之前,利用该LRC滤波装置延长PWM上升时间,达到抑制尖峰电压和高du/dt的目的。仿真和试验结果验证了该滤波装置的有效性。     

An ultra-high-speed motor driver with hybrid modulations

An ultra-high-speed motor driver with hybrid modulations is proposed in this paper. The speed range of a spindle motor is wider and trends to ultra-high, but the traditional driver which provides either sinusoidal pulse width modulation or six-step modulation could not support so wide speed range. Normally, the variable voltage variable frequency control is used to support different type motors, then, sinusoidal pulse width modulation (SPWM) is chosen in low speed range drivers and six-step is picked in high-speed application. In this paper, the hybrid modulation driver with adjustable DC bus voltage is proposed, and the modulation could be selected for different motor and speed by users. For lower switching power loss, the six-step modulation is better when ultra-high-speed application. For low speed range, the trapezoidal pulse width modulation is used to replace the SPWM for the reduction of switching power loss. The experimental results show the performance of proposed driver.     

基于免疫克隆算法的逆变器非线性补偿

逆变器的非线性因素如管压降、死区效应、开关管时间等,会对电机驱动系统的性能造成影响。基于此,提出一种基于免疫克隆算法的逆变器非线性补偿方案。和传统补偿方法相比,该方案能智能辨识出非线性因素所对应的等效电压量和电机绕组电阻,不需要查询DSP给定死区时间、逆变器的开关管时间和管压降电压。该方案被使用在一个永磁同步电机驱动平台上,其辨识结果和逆变器数据手册里的性能参数的对比证明该方案具有较高的精确度。     

基于FTC的BBMC调速控制策略及参数优化

针对以Buck-boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统, 提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法.首先根据异步电机的给定转速, 经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得BBMC的参考输出电压; 再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量, 经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比; 再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制, 即可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压, 从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪, 达到对异步电机转速进行准确控制的目的; 同时采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数及基于有限时间的控制参数进行优化, 取得了满意的效果.最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证.     

基于模型参考自适应的速度估计方法

为解决无速度传感器感应电动机矢量控制系统的速度估计问题,以模型参考自适应的理论为基础,利用感应电压矢量进行转速估计并进行仿真,转速估计结果理想,仿真实验所得到的波形与理论分析结果是一致的。并且使相应的无速度传感器矢量控制系统具有良好的静、动态性能。证明了采用模型参考自适应系统,利用感应电压矢量进行转速估计方法的正确性和可行性。     

基于单相高频电压法的永磁直线电机的功率角测量

为了解决低速和零速时永磁直线电机功率角的测量以及消除采用机械型传感器带来的安全、可靠性方面的问题,提出了基于单相高频电压注入法的永磁直线同步电动机功率角测量方法。在永磁直线同步电动机单相绕组中持续注入高频电压信号,通过检测得到高频电流信号,进而利用半周积分算法得到该电流的幅值,并利用永磁直线同步电动机的电流-电感-功率角之间的解析方程,获取电机的功率角。实验表明,该方法可靠性高、实用性强,且精度能够满足要求,适用于包括零速在内的永磁直线电机功率角的测量。