基于电磁耦合补偿反馈抑制的无刷直流电机控制仿真

永磁无刷直流电机的电气自动化控制是保障电机可靠工作的关键,无刷直流电机受到电磁耦合器时隙扰动导致控制指向性不好,电流输出失稳.提出一种基于电磁耦合补偿反馈跟踪抑制的无刷直流电机控制技术,首先进行了永磁无刷直流电机的等效电路模型设计,分析了无刷直流电机的感应电能传输原理,进行电机控制算法改进设计,分析控制约束参量模型并进行了控制目标函数构建.采用电磁耦合补偿反馈跟踪技术实现电磁耦合器时隙扰动误差补偿,提高电机输出的稳定性.仿真结果表明,该电机自动化控制模型具有较好的输出增益,对输出的电流、电压、功率等参量的调制性能较好.     

基于FPGA的无刷直流电机控制系统仿真及研究

针对现代应用对无刷直流电机控制系统要求不断提高的问题,研究了基于FPGA的无刷直流电机控制系统,结合Matlab搭建无刷直流电机系统的仿真平台,对其不同调制方式的转矩脉动影响进行详细的分析;并采用HDL硬件语言对其无刷直流电机控制系统各模块进行了设计,仿真结果表明其能够满足电机控制系统的调速功能等要求,具有一定的应用价值。     

图解分析法讲解无轴承电机磁悬浮控制原理

在回顾电机中的洛伦兹力和麦克斯韦力基础上,本文通过理论解析介绍了无轴承电机产生稳定径向悬浮力的基本条件。笔者以二极悬浮控制四极无轴承电机为例,针对几个典型时刻产生出的径向磁悬浮力,对无轴承电机磁悬浮控制原理进行了图解分析。教学实践表明,采用本文解析推导和图解分析相结合的讲解方法,便于快速且深入地理解掌握无轴承电机这种新型电机的基本工作原理。     

关于讲解"无轴承电机径向悬浮力"

本文在回顾电机中的洛伦兹力和麦克斯韦力基础上,通过介绍无轴承电机基本结构,径向悬浮力产生机理和悬浮力系统的运动方程等来讲解无轴承电机的径向悬浮力,并且介绍了教学过程中的实践经验。通过采用本文的讲解方法,学生易于理解和掌握无轴承电机的结构和径向悬浮力产生原理。     

无刷直流电机控制系统设计研究

无刷直流电机使用电子换向方式,取消了传统电机中电刷和换向器部件,目前应用前景十分广泛。文章对无刷直流电机控制系统设计进行研究,对无刷直流电机控制系统做简要介绍,分析其数学建模过程及具体设计流程,供行业相关人员借鉴参考。     

基于TMS320F2812的DSP无刷直流电机控制系统的研究及其仿真

本文以无刷直流电机(BLDCM)为研究对象,在无刷直流电机的数学模型的基础上,重点研究了无刷直流电机的控制系统及其仿真,并对其仿真结果进行了分析。在分析了无刷直流电机的数学模型后,提出以TMS320F2812的DSP为控制器的无刷直流电机控制设计的方案,并对此电机控制方案进行了软硬件设计,并且在MATLAB上通过Simulink进行了系统仿真。仿真结果表明,该控制系统运行平稳,具有较好的静态和动态特性。     

新型单绕组无轴承异步电机控制系统

研究了一种新型结构的单绕组无轴承异步电机,与传统的双绕组无轴承异步电机相比,采用一套绕组即可实现电机转子的悬浮和旋转。在分析单绕组无轴承异步电机新型结构和工作原理的基础上,推导出电机径向悬浮力和转矩部分的数学模型。针对单绕组无轴承异步电机的定子电流连接的复杂性,采用电流叠加控制方法,并设计基于气隙磁场定向控制的控制系统。在MATLAB/Simulink中建立控制系统的仿真模型进行仿真验证,并制作实验样机进行悬浮特性试验。结果表明,该方法控制的样机转速响应好、悬浮特性优良,从而验证了所提方法的正确性与有效性。     

用dsPIC30F3010实现无刷直流电机的无传感器控制

基于无刷直流电机的反电动势过零点检测法,用dsPIC30F3010对电机端电压进行检测得到电机的反电动势过零点,进而得到转子的位置信息,以此控制电机换相,从而实现无刷直流电机的无传感器控制.     

应用于裁断机中无刷直流电机调速系统的智能算法研究

针对常规PI在无刷电机调速中控制精度低及动态性能差,无法满足裁断机对动力辊电机速度控制要求,本文提出了一种自适应模糊PI控制方法。该方法应用于无刷直流电机双闭环控制的速度外环控制,提高了无刷直流电机的控制精度和动态响应性能。通过Matlab进行仿真,仿真结果表明,采用自适应模糊PI控制相对常规PI控制,无刷直流电机的调速系统具有很好的动态和静态性能,快速响应,超调量小,抗干扰能力强,鲁棒性好。     

无刷直流电机槽极比对电机性能的影响

无刷直流电机的槽极比对高速无刷直流电机性能起着关键的作用。基于对电机槽极数比例的选择,对4极6槽、4极12槽和4极24槽的无刷直流电机进行设计和分析。由电磁负荷确定电机的主要尺寸和部分参数并建立数学模型。在有限元理论的基础上,利用Ansoft瞬态分析,对比几种电机的反电动势、气隙磁密、效率和转矩,验证了4极6槽电机的实用性以及在效率、转矩和气隙磁密方面的优势,最终得出该电机在理论和实践中各项性能都能达到最优效果的结论。     

Design and analysis of a novel wound rotor for a bearingless induction motor

The traditional squirrel-type bearingless induction motor (BIM) suspension winding generates induced current in its squirrel-cage rotor and affects the phase and amplitude of the suspension force. Based on the analysis of the spatial distribution of torque winding magnetic field and suspension winding magnetic field, a new type of wound rotor BIM is designed. Different from the squirrel-cage rotor, the wound rotor uses a special method of embedding a set of coils at any symmetrical four rotor slot positions, so as to only induce the torque winding magnetic field. The induced current, air-gap magnetic density, magnetic field line distribution, suspension force as well as electromagnetic torque of the traditional squirrel-cage motor and the new wound motor are analysed by Maxwell finite element calculation. The results show that the designed new wound BIM can not only effectively suppress the induced current of suspension winding, eliminating its influence on the suspension force, but also has a better starting performance.     

Nonlinear Feedback Control of a Bearingless Brushless DC Motor

The demands on bearingless drive configurations concerning performance as well as costs are high. The proposed bearingless brushless dc motor consists of five concentrated coils in a symmetrical arrangement, which generate radial forces and motor torque simultaneously in interaction with a permanent-magnet-excited disk-shaped rotor. Additionally, tilting deflection and the axial position of the rotor are stabilized passively by means of magnetic reluctance forces. Thus, system costs can be reduced significantly compared to a conventional bearingless motor setup, which actively stabilizes all 6 DOF. Due to the nonlinearity of the plant, the use of linear control design methods alone is not suitable for achieving a high operation performance. This paper introduces a novel radial position and motor torque control algorithm for a bearingless brushless dc motor based on the theory of feedback linearization. Thereby, the combined model of translatory and rotatory dynamics can be split into independent linear systems by means of a nonlinear change of system coordinates and a static-state feedback. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed approach.      

Speed sensorless control of a bearingless induction motor with combined neural network and fractional sliding mode

To address the problem of speed and flux observation in sensorless control of a bearingless induction motor under the influence of parameter changes and external disturbances, a speed sensorless control strategy combining radial basis function (radial basis function, RBF) neural network and fractional sliding mode is proposed. According to the current error, fractional sliding mode control rate is designed to reduce the speed-observed chatter of the bearingless induction motor and its adverse effect on the rotor suspension stability. Then, combined with the theory of RBF neural network, the new optimal control rate is obtained by using its approximation ability. At the same time, the stability of two control rate is proved. Thus, the flux linkage and speed under normal operation, parameter change and external disturbance are observed and the new speed sensorless control is realized. The simulation and experimental results show that the proposed joint RBF neural network approximation algorithm and fractional sliding mode speed sensorless control system of the bearingless induction motor can not only effectively identify the flux and speed under three conditions of no-load, load disturbance and speed change, but also ensure the good suspension of the motor rotor in the x-axis and y-axis directions.     

A novel bearingless interior permanent magnet slice motor driven blood pump

A 2-pole bearingless interior permanent magnet (IPM) motor with slice rotor configuration is presented in this paper. A novel IPM rotor is designed considering direct and indirect operational specifications such as force constant, torque constant, axial/radial stiffness and cogging torque. Cogging torque and its resulting vibrations affect motor and levitation operation significantly. Hence, various rotor configurations are simulated using the finite element method to develop a topology that minimizes these phenomena. The final topology is tested for closed-loop levitation and speed control. The motor is also tested for its intended application as a blood pump. A mock circulatory loop is developed to measure the performance of the pump. The simulation results, experimental control system performance and pump performance results are shown and explained in the paper.     

永磁无刷直流电机控制器的散热设计

介绍一种煤矿隔爆型永磁无刷直流电机IGBT控制器的散热设计，通过IGBT在工作电流下发热计算确定了散热功率，采用FIoTHERM有限元热仿真分析出自然冷却的散热效果，确定散热的基本方案，最后用实际产品的运行试验类比检验了计算的正确性。通过计算、仿真和试验相结合的方法，提高了设计的速度，节约了设计经费，对其他控制器箱体热设计和分析具有参考意义。     

红外地平仪电机电流遥测数据波动现象研究

对某型号卫星红外地平仪用直流无刷电机在卫星测试过程中出现的电机电流遥测数据波动现象进行了研究。该红外地平仪选用的直流无刷电机具有低转速、小负载特性。通过对该型直流无刷电机的稳速驱动电路进行分析,根据电路锁相工作原理,阐明了电机电流遥测数据波动现象的成因。机理分析表明,直流无刷电机电流遥测数据波动现象是由于电机换相时产生的电流尖峰被采样电路采样到所致,不影响电机的安全可靠工作,也不影响产品在地面及在轨工作的使用寿命。通过对采样信号生成软件进行优化,可有效避免电机电流遥测数据波动现象。     

无刷电机转子状态的无位置传感器检测方法

在无刷电机控制系统中,经常使用位置传感器对电机转子状态进行检测.而无位置传感器检测法可以简化电机控制系统的结构,提高系统的可靠性.为解决此问题,将定子电流、转子转速和位置作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波器对电机转子的状态做出最小方差估计,从而实现无刷电机的无位置传感器检测.通过仿真实验证明了电机运行在高速和低速时此方法都能快速、准确地检测出转子的转速.     

单相无刷直流电机的设计分析与建模仿真

文中针对单相无刷直流电机结构设计及驱动方式展开研究,推导出电机理想工况下的基本方程,根据工程实际需求并结合无刷直流电机的设计原则确定该电机的设计方案。利用设计方案设计一台额定功率38 W,额定转速750 rpm的单相无刷直流电机,并分析了渐变气隙对电机起动性能和齿槽转矩的影响,确定了最优气隙长度。通过对比单极性绕组和双极性绕组形式的优缺点确定绕组形式,结合传统电机设计公式确定绕组匝数。文中利用有限元法初步验证了设计方案的合理性。根据电机动态数学模型在Simulink环境中搭建了电机系统的模型,仿真得到电机的转速、转矩变化曲线,结果与理论分析吻合良好,验证了电机设计方案的合理性和电机模型的有效性。     

基于模糊控制的电动汽车再生制动系统的研究

再生制动能够降低能源的消耗量和延长电动汽车的行驶里程。它广泛的受到诸多学者的关注。本文提出了一个新颖的再生制动控制系统。该系统基于无刷直流电机的控制特性和电动汽车刹车时的制动特性,直流无刷电机采用传统的PID控制,刹车力采用模糊逻辑控制,刹车力矩可以由PID控制器实时的控制。通过Matlab/Simulink软件,仿真分析了电池的充电状态、制动力和直流侧线电流。实验和仿真结果均证实了在具有良好的刹车性能的前提下,该方法可以实现良好的再生制动性能和延长电动汽车的行驶里程,在工程上更加易于实现也具有更好的鲁棒性和更高的效率。