新型半导体换流低速磁阻电动机的基本原理及数学模型

该文提出了一种新型结构原理的低速大力矩电动机-半导体换流低速磁阻电动机(SCLRM)，该种电机无需任何减速机构，仅由6只二极管构成变流器与传统磁阻型低速同步电动机相结合，既保留了传统磁阻型低速电机结构工艺简单的优点，又克服了传统磁阻型低速电机难以输出大转矩的局限，为直接驱动的低速大力矩电动机的研究开辟了一条新的途径。该文在介绍了SCLRM的基本结构和三相交流电源下的自激换流工作原理的基础上，建立了SCLRM在多相坐标系和复变量坐标系下的数学模型，提出了SCLRM的线性磁网络模型并推导出了绕组电感参数及电磁转矩的计算公式，并详细分析了SCLRM电磁转矩产生的物理本质，仿真结果与实验结果相吻合。     

马格戴恩(Magnedyne)公司永磁式直流力矩电动机系列产品的分析

一前言永磁式直流力矩电动机是一种高精度的伺服元件,其特点是能与驱动之负载直接耦合,输出高转矩和低转速。在位置和速度控制系统中,力矩电动机能够将电讯号直接转换成对精度有所要求的转矩,并能带动负载在堵转状态下长期运行。另外,永磁式直流力矩电动机     

微特电机的选用 第十一讲 直流力矩电动机的选用

概述直流力矩电动机是一种能够长期处于起动（堵转）状态下工作的低转速、大转矩的执行元件,是由伺服电动机和驱动电动机结合起来发展而成的特殊电机。力矩电动机可以不经过齿轮减速而直接驱动负载,这样不仅可以省去复杂的减速机构,同时还能够消除齿轮间隙引起的误差,...     

一种改进的步进电动机驱动控制方法

分析了步进电动机产生低频振荡和高频输出转矩不足的原因,提出了一种改进的细分控制结合续流回路的驱动方法。通过该办法改变了步进电动机绕组合成电磁力矩方式及绕组电流作用时间,解决了低频振荡和高频转矩不足的难题。该方法非常简单、实用。     

永磁无刷直流电动机结构对转矩脉动的影响

转矩脉动是影响永磁无刷直流电动机输出力矩稳定性和精度的主要因素之一。针对永磁无刷直流电动机结构,推导了其气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了反电势波形对转矩脉动的影响,采用Ansys对电机永磁体的不同充磁方式和不同极弧系数条件下的气隙磁密和转矩脉动进行了仿真,得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,对于无刷直流电动机的电磁设计具有较好的指导意义。     

航空EMA用永磁无刷电动机复合驱动控制策略研究

正弦波驱动与方波驱动是永磁无刷电动机的两种主要驱动方式,各自已经形成独立的控制思想体系,但是方波驱动方式下存在低速转矩脉动较大的问题,而在正弦波驱动方式下出力又较小,不能满足航空用大功率作动系统的需求。针对这一问题,结合两种驱动方式各自的优点,以航空机电作动器(EMA)的主要执行部件永磁无刷电动机为控制对象,致力于研究并设计一种独特的复合驱动系统,电机以正弦波驱动方式起动,并在高速时切换至方波驱动方式。仿真结果证明:该方法能够有效减小低速转矩脉动,并且由于高速时采用了方波驱动方式出力更大,能够有效提高永磁无刷电机的效率,为航空EMA用永磁无刷电动机的高精度、高效率控制提供了一种可供参考的新思路。     

成果推广

机械电子工业部上海微电机研究所研制的150LY-001永磁直流力矩电动机,是一种可以连续堵转,直接驱动负载、以输出转矩为特征的低速力矩电动机。     

非理想反电动势无刷直流电动机控制策略研究

无刷直流电动机的转矩脉动是限制无刷直流电动机应用的重要因素。针对无刷直流电动机方波驱动电磁转矩大、控制简单以及正弦波驱动转矩脉动小的特点,提出了一种新的控制策略——采用方波电流进行起动控制,待电机达到稳定后,动态切换到正弦波电流驱动控制的方式。仿真结果表明采用该控制方式可以满足电机的快速起动以及具有运行转矩脉动小等优点。     

一种新型的五相混合式步进电动机驱动技术

五相混合式步进电动机作为一种高性能电机,具有分辨率高、运行平稳等优点.首先介绍了一种五相混合式步进电动机的空间矢量PWM驱动技术,以及相应的电机绕组连接方式和功率拓扑结构;其次分析了这种驱动技术下电机运行的转矩合成原理;然后结合恒频恒总流峰值跟踪技术,介绍了该驱动技术的具体实现方式:最后通过原理样机验证了该驱动方式对绕...     

无刷直流力矩电动机转矩波动测试方法探讨

现代航天、航空、船舶、兵器及测绘等需要精度更高、运行更平稳的伺服电机及驱动系统。为了提高精度,有的装备甚至采用了直驱负载的结构方式,但直驱电机自身的转矩波动会直接影响负载,因此直驱电机一般都要求具有极低的转矩波动。在降低电机自身转矩波动的同时,寻求准确测量此类电机转矩波动的方法也亟需解决。本文针对某型无刷直流力矩电动机,分别用堵转法和直接法测量电动机转矩波动,并比较两者的结果,为无刷直流力矩电机转矩波动测量提供参考。     

有限转角力矩电机起动转矩测试方法探讨

随着科技的发展,一种有限转角力矩电机广泛应用于导弹雷达的无线定位、伺服阀门的运行以及通过小角度旋转的各种驱动系统。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,而它的起动转矩准确与否是一个关键点。本文立足于有限转角力矩电机的发展现状,提出一种有限转角力矩电机起动转矩的测试方法,从测试角度对该方法进行分析论证。在此基础上,研制了一套有限转角力矩电机的起动转矩测试装置,并对其进行了可行性验证。用该测试装置对有限转角力矩电机的起动转矩进行试验,并对试验数据进行分析。结果表明该装置实现了有限转角力矩电机起动转矩的测试,并显著提高了测试精度。     

仪用力矩式异步电动机设计研究

具有力矩电机特性的异步电动机是一种特殊的交流电机，在电动仪表机构上应用这种电机的优点在于能频繁起动。文中全面分析了该种电机的设计细节，并研制了使用样机，通过与国外样机试验对比，表明设计是正确的。     

基于分段式TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动,采用传统型转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)时,电流峰值过高,铜耗过大,导致电机效率低,转矩脉动抑制效果不理想。针对这一问题,本文提出了新型分段式TSF,并以转矩脉动系数和电流变化率作为优化目标,利用遗传算法的全局寻优能力,对所提出的新型TSF中的变量参数进行优化,得到最优的TSF曲线及表达式,从而降低转矩脉动。仿真结果表明,本文所提出的新型TSF能够有效降低转矩脉动,同时降低电流峰值,减小铜耗,提高效率。     

基于DITC的开关磁阻电机转矩脉动最小化研究

转矩脉动是开关磁阻电机较为突出的缺点.本文基于直接瞬时转矩控制(DITC)的概念,直接控制瞬时转矩跟随参考转矩,并结合转矩滞环控制器,阐述了减小转矩脉动的控制原理.针对一台3相12/8极开关磁阻电机,建立了Matlab环境下SRM系统的仿真模型.仿真结果和实验结果如实地反映了开关磁阻电机的运行特性,验证了本文所用的直接瞬时转矩控制能有效地减小转矩脉动.     

开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制系统设计与仿真

采用了直接瞬时转矩控制(DITC)方法来抑制开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动.介绍了DITC方法的控制原理,据此设计了不同导通区间内的转矩滞环控制器,并进行了仿真研究.仿真结果表明,DITC方法能够按预定的要求将转矩波动范围控制在滞环限内,在调速阶段能够快速跟踪和准确地控制转矩,转矩波形明显优于传统电流斩波控制下的转矩波形,证明了所设计的DITC方法能够有效提升SRM动、静态工作过程中的转矩性能.     

Optimization Design and Direct Torque Control of a Flux Concentrating Axial Flux Permanent Magnet Motor for Direct Driving System

Optimization design and direct torque control (DTC) of a flux concentrating axial flux permanent magnet motor (AFPMM) are presented in this paper, which leads the AFPMM to exhibit high torque capability at low-speed and wide speed operation range for direct driving system. Firstly design parameters and manufacturing materials which affect the output performances of the motor are discussed, and then based on finite element analysis (FEA) and response surface methodology (RSM), slot and pole number combinations, and structure dimensions are optimized. Furthermore, a novel DTC based on stator flux linkage tracking is introduced, which combines maximum torque per ampere (MTPA) control and field weakening (FW) control. Independent H-bridge inverter is used to enhance the voltage limit and enlarge the speed operation range. A prototype AFPMM is fabricated on the basis of the optimum model, and experimental measurements are conducted to verify the usefulness of the proposed optimization design and control methods.     

减小感应电动机直接转矩控制系统矩脉动的方法

针对基于直接转矩控制的感应电动机在低速运转时较大的转知脉动问题,提出一种新的控制方法。该方法是在利用传统直接转矩控制原理的基础上,引入一个转矩脉动量小化控制器,以减小感应电动机的转矩脉动。仿真试验说明了该方法能够很好解决转矩脉动问题。     

永磁磁阻电机的转矩控制

分析了永磁磁阻电机的转矩特性,讨论了常用的转矩控制策略对电机参数依赖性较强而难于精确控制的缺点。从合理利用永磁与磁阻转矩为出发点,提出了一种工程化转矩控制策略,可以有效地减小转矩对参数的依赖性。实验结果证明能满足需要的精度,适用于电动汽车等转矩控制场合。     

开关磁阻电动机直接转矩控制的研究

直接转矩控制(DTC)在交流电机驱动系统中是一种较完善的控制理论.事实证明它能很容易的控制电机的转矩和转速,并能减小转矩脉动.但是以前通常认为交流DTC方案不能应用于非正弦激励的SR电机.将直接转矩应用到开关磁阻电机的控制上,解决了SR电机转矩脉动问题.仿真及实验结果表明,这种控制策略不但可以有效地抑制SRM转矩脉动,同时控制简单、实时实现时只用低成本的微处理器即可.     

异步电动机低转矩脉动直接转矩控制研究

针对异步电动机直接转矩控制中存在的转矩脉动问题,提出了一种基于多扇区的转矩脉动抑制策略.通过减小磁通在旋转过程中的空间角度,使磁通与电压矢量间的夹角趋向于连续,从而降低电压矢量步进式切换造成的脉振转矩,同时提取电压空间中的主矢量,以对称地改变定子磁通幅值并消除电流畸变引起的转矩脉动.仿真结果表明,该方案能有效降低异步电动机低速运行时的转矩脉动,提高直接转矩控制系统的响应特性.