自动刻槽机的步进电机微机控制系统

介绍一种转子刻槽机的步进控制系统：应用光电隔离技术实现信号传递上的电气隔离；采用8051芯片的P1口，实现对两台步进电机的控制；利用单片机中断系统实现转子刻槽的分时操作。运行试验表明，电机转子刻槽机步进控制是可行的。     

基于复杂可编程逻辑器件的多步进电机分时控制

根据多I/O口的特点,设计了在运动控制卡的控制下基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的多步进电机控制.以运动控制卡系统为上位机,通过对CPLD编程进行电机的分时控制.由于运动控制卡的输入、输出均采用光耦隔离,因此抗干扰能力强、脉冲输出频率误差率低;同时,CPLD具有高速性能,可达到对多台步进电机的速度及位置的精确控制.     

步进电机分布式控制系统设计与实践

针对步进电机的特点以及工业实践需要,设计了一种步进电机分布式控制系统.通过对上位机计算机简单地操作,就可以实现对任一特定步进电机的控制.方案不但实现了真正意义上的数字控制,而且可以提高工业自动化程度和工作效率.给出了详细设计过程.实践证明,该方案设计步进电机控制系统切实可行.     

基于CCD摄像头的换向器云母槽检测与定位系统设计

换向器是直流电动机的重要组成部件,在换向器自动刻槽过程中,云母槽的检测与定位是关键技术。利用CCD摄像头拍摄换向器视频图像,然后对视频图像进行同步分离和硬件二值化处理,识别出换向器云母槽的位置。在单片机的控制下,由步进电动机带动转子,使得云母槽和铣刀对准,从而完成对换向器云母刻槽工作。设计的换向器云母槽检测与定位系统具有速度快、定位准确、适应性强的优点。     

一种减小永磁电机转子损耗的转子结构

单层分数槽集中绕组具有良好的物理隔离、热隔离和磁隔离能力,故其特别适用于表贴式永磁同步容错电机。针对单层分数槽集中绕组磁场的低次谐波幅值很高,从而引起高的永磁体涡流损耗和转子铁心损耗的缺点,提出了一种单层分数槽集中绕组表贴式永磁同步容错电机的转子模块化结构,分析了该种转子模块化结构减小转子损耗的原理,并以12槽5对极电机为例,通过仿真计算对比了所提结构与其它削弱电枢磁场次谐波技术对电机各项性能的影响。研究结果表明,采用该结构后可以降低电机转子损耗约36%,提高平均转矩5%～10%。     

单片机对步进电机升降速的控制

在讨论步进电机升降速特性的基础上，分析比较了步进电机两种升降速控制的特点，并利用８０９８单片机，采用“钟”形法实现对步进电机升降速的控制。     

单片机对步进电机升降速的控制

在讨论步进电机升降速特性的基础上，分析比较了步进电机两种升降速控制的特点，并利用８０９８单片机，采用“钟”形法实现对步进电机升降速的控制。     

两相混合式步进电动机闭环控制的研究

提出了一种利用步进电机磁阻变化实现转子位置检测的新方法,在此基础上设计了两相混合式步进电动机微机闭环控制系统,通过调节超前角实现了对电机转速的控制,实验证明了这种闭环控制方法的可行性。     

基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。介绍了该永磁球形步进电机定子、转子的结构，电机转子表面的着色原理以及电机定子上的光电传感器的放置；针对其结构特点和动力学特性构造一个加权无向图，根据编码原理以及所给定的物体的运动轨迹，采用图中路径搜索算法，最终通过光电传感器反馈的信号确定永磁球形步进电机的通电线圈对，实现闭环控制球形步进电机，达到使物体沿着期望运动轨迹运动的目的。     

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离,设计分析、设计一种采用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析,提出一种新的极槽配合方案以减小因采用集中绕组而带来的永磁体涡流损耗,同时降低了转子极对数,减小了定子铁心损耗。通过分析集中绕组电机产生转矩波动的原因,以及相间解耦后dq0变换下的电感矩阵,确定容错电机的转子设计形式。最后给出整体的电机设计方案和性能参数。     

Space-Vector State Model of Induction Machines Including Rotor Slotting Effects: Toward a New Category of Observers

This paper develops a new space-vector dynamic model of the induction machine, including stator and rotor slotting effects. With this approach, the slotting effect is considered only in the stator and rotor leakage variation. The model has been also rewritten in a space-vector state form useful for control applications, since it contains the information of the rotor position. This model works with both low- and high-frequency supplies, differently from most control models, including slotting effects, which usually model only the high-frequency behavior of the machine. The model has been implemented in numerical simulation and verified experimentally on three motors with the same stator and three different rotor configurations. Experimental results confirm the goodness of the model and are in accordance with the results in the literature.      

Analysis of rotor slotting saliency in induction motor sensorless control

This paper deals with induction machines study by Finite Element Analysis (FEA) for position sensorless control drives based on rotating voltage carrier injection. It focuses the analysis of the rotor slotting saliency, under the variations of: (1) supply of the machine (both the high frequency rotating voltage carrier and the fundamental frequency supply), (2) reference flux of the drive, (3) load torque, and (4) rotor geometry design. The relative spatial harmonic of the stator inductance space-vector responsible for the rotor slotting effect has been chosen as an index for evaluating the response to the high frequency carrier. A methodology for retrieving the stator inductance space-vector from a FEA is proposed as well. Results of the variation of the rotor slotting spatial harmonic of the stator inductance with the carrier frequency, the rotor flux linkage, the load torque and the rotor geometry are presented.     

宽转子无轴承开关磁阻电机的转子极形优化

为了解决宽转子无轴承开关磁阻电机由于开关型供电方式以及双凸极铁心结构在运行过程中容易导致转矩脉动很大的问题,本文对其转子极结构进行改进,提出在转子极两侧开槽的优化设计方案。旨在通过增大开槽处的气隙磁阻,提高用于产生转矩的切向分量的气隙磁密,从而降低转矩脉动。对所开槽进行参数化处理,使用控制变量法分析各开槽参数对转矩性能的影响,以性能指标最优为目标确定开槽参数。利用场路耦合的方法将电机有限元分析模型和直接瞬时转矩控制电路模型结合起来,实现电机系统的动态运行。仿真结果表明转子极开槽后能够有效降低宽转子无轴承开关磁阻电机的转矩脉动,提升平均转矩,并且对径向悬浮力的影响很小。     

Position estimation in induction machines utilizing rotor bar slotharmonics and carrier-frequency signal injection

This paper presents a simple and robust way of utilizing harmonic saliencies created by rotor and stator slotting, present in some induction machine designs, for the estimation of rotor position. The injection of a carrier-signal voltage, in addition to the fundamental excitation, produces a carrier-signal current that contains the desired spatial information. A closed-loop tracking observer is then used to extract this spatial information for the estimation of the rotor position. Due to its reliance on a spatial saliency and carrier-frequency signal injection, the technique is very robust over a wide speed range, including low and zero speed     

Sensorless flux position estimation at low and zero frequency by measuring zero-sequence current in delta-connected cage induction machines

This paper considers the estimation of both flux and rotor position in delta-connected cage induction machines operating at low and zero frequencies. It is shown that the variation of leakage inductance due to either saturation or rotor slotting can be tracked by measuring the derivative of the zero-sequence current in response to the application of appropriate voltage test vectors. The method requires access to the machine phase windings but needs only a single extra sensor, in the form of a nonintegrating Rogowski Coil, which measures directly the zero-sequence current derivative. In this paper, experimental results are presented for the tracking of flux position.     

基于磁极分块与转子开槽削弱永磁电机齿槽转矩

为了提高6极72槽永磁直驱风力发电机的运行性能,提出了磁极分块与转子开槽相结合削弱齿槽转矩的方法。根据齿槽转矩的解析式和叠加原理,分析得出磁极分块和转子开辅助槽对削弱齿槽转矩的有效性。基于Maxwell有限元软件分别研究了永磁体的磁极分块、转子开槽对齿槽转矩的影响,给出了最佳的磁极分块数和磁极间隔以及转子辅助槽槽深和开槽位置。通过对比分析优化前后的电机仿真结果可知,该方法使电机的齿槽转矩得到了显著的削弱,同时电机的其他性能符合技术要求。     

双馈异步电机矢量控制系统性能分析

根据矢量控制理论和自动控制原理，建立了转子磁链定向的双馈异步电动机电流模型矢量控制系统。该系统使用了一种新的电流控制器，以改善电机转子电流波形。控制系统可以单独控制电机的转速和无功功率，使其工作在超同步、弧同步、转子电流量最小和全补偿工作方式下。理论分析和仿真结果表明，这种控制策略有较好的动态与静态调节性。     

双馈异步电机矢量控制系统性能分析

根据矢量控制理论和自动控制原理,建立了转子磁链定向的双馈异步电动机电流模型矢量控制系统。该系统使用了一种新的电流控制器,以改善电机转子电流波形。控制系统可以单独控制电机的转速和无功功率,使其工作在超同步、亚同步、转子电流量最小和全补偿工作方式下。理论分析和仿真结果表明,这种控制策略有较好的动态与静态调节性。     

基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制

本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制策略。通过对三相无刷双馈感应电机在转子速度坐标系下的数学模型进行分析,推导出系统的状态方程和观测方程,实现基于扩展卡尔曼滤波算法的转子速度和功率及控制绕组磁链的估计。根据磁链的估计值计算出电磁转矩,并通过对控制绕组磁链进行定向和逆变器开关状态的判定实现无刷双馈感应电机的转矩控制。仿真结果表明,在速度给定阶跃变化、负载突变的情况下,所提控制策略均能实现对转速和磁链的精确估计,系统运行稳定。