航空用永磁无刷电机复合驱动中转速波动研究

研究了航空EMA用永磁无刷电机正弦波/方波复合驱动策略,推导了永磁无刷电机在驱动方式切换时的转速动态方程,分析了影响切换过程中转速波动的主要因素。建立了永磁无刷电机复合驱动的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果表明,正弦波/方波复合驱动时的转速波动可以控制在允许的范围内,验证了复合驱动控制策略的有效性。     

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。     

无刷直流电机方波正弦波复合驱动器设计

针对无刷直流电机方波驱动出力大,正弦波驱动转矩脉动和噪声小的特点,设计了基于霍耳传感器信号的无刷直流电机方波与正弦波复合驱动器。在不改动硬件电路的前提下,利用软件编程实现了无刷直流电机的方波驱动与正弦波驱动以及两种驱动方式间的动态切换。实验结果表明,无刷直流电机运行稳定,切换方式灵活。该设计的方波正弦波复合驱动器可以有效拓宽无刷直流电机在高精度、低噪声环境下的应用。     

基于滑模观测的永磁无刷电机正弦波控制研究

针对当前多数小容量永磁无刷电机反电势接近正弦波,采用方波电流控制时转矩波动较大,为提高电机控制性能,提出了一种基于滑模观测及霍耳修正的正弦波电流控制方法,电机转子位置在霍耳扇区内采用滑模观测,过扇区时用霍耳进行修正,结果表明:该方法在负载扰动情况下依然可以较好地估算转子位置,因此很好地实现了电机正弦波电流控制。该方法与方波电流控制相比,电机效率高、转矩大、噪音小,在很多场合有一定应用优势。     

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《永磁无刷电机及其驱动技术》作者:(美)R.Krishnan著柴凤等译机械工业出版社ISBN:978-7-111-40054-7定价:110.00元《永磁无刷电机及其驱动技术》全面阐述了现代永磁交流电机系统的设计及驱动控制思想。作者从永磁材料的基本特性讲起,详细介绍了永磁交流电机的常规结构和近年来兴起的特殊结构及其设计分析方法;对正弦波永磁同步电机和方波无刷直流电机的驱动控制策略都     

两种驱动方式下永磁直线开关磁链电机的研究

永磁开关磁链电机数学模型可以等效为永磁无刷电机,普遍采用方波驱动方式。在有限元基础上分析6/7极直线式磁链电机反电势波形,采用方波和正弦波驱动方式,比较两种方式下的电流、电压、平均推力大小及波动系数,计算不同方式下电机铜耗、铁耗以及永磁铁涡流损耗。仿真表明:在同一速度下,两相导通方波方式下的推力小于正弦波驱动方式下的力,同时总损耗也小于正弦波驱动方式下损耗,可以在不同应用场合中选择不同驱动方式。     

基于切换系统理论的永磁无刷电动机控制策略

切换系统是描述混杂动态系统的重要模型之一,采用不同的模态和切换规则可以更好地刻画一个实际复杂动态系统的运行轨迹.基于切换系统理论,结合正弦波和方波电流驱动的永磁无刷电动机的各自优势,提出了按输出状态反馈切换的永磁无刷电动机切换控制策略,建立了切换系统的线性化模型并对其稳定性进行了分析.仿真和实验结果表明,切换控制系统运行稳定,可有效地提高电机全速度范围内的运行效率和性能.     

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。     

霍尔位置检测的电动汽车永磁电机矢量控制

针对轻型电动汽车用永磁同步电动机位置传感器成本过高的问题,提出基于霍尔传感器的位置估算算法得到连续位置信号,在获得连续转子位置的基础上实现正弦波电流驱动的矢量控制。研究了电机起动过程中方波和正弦波电流切换方式,采用基于电压外环的弱磁控制策略以实现高速运行。搭建以STM32F103为核心的实验平台进行电机性能测试,实验结果表明,该控制方法能实现电机过载起动和高速运行要求。     

直流变频系统转矩脉动分析与SVPWM驱动研究

为提高无刷直流变频空调工作效率,设计了以高速数字信号控制器dsPIC30F6010为核心的室外机控制与驱动系统,并针对集中绕组稀土永磁无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的电磁转矩脉动系数进行了对比.实现了SVPWM控制策略,通过实验比较了在方波驱动和SVPWM驱动下电机的转速与电流.实验结果证明,SVPWM驱动下电机效率高,转矩脉动小.     

基于Hall位置传感器的BLDCM正弦波驱动性能研究

针对稀土永磁无刷直流电机(BLDCM),借助电机本体所固有的三相Hall转子位置传感器,通过空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术,实现了BLDCM的正弦波电流驱动。实验结果表明,与方波电流驱动相比,采用正弦波驱动可有效减小BLDCM的运行噪声,降低转矩脉动,实现低成本家用电器等领域的静音运行。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(四) 第3章 电机数字控制系统中位置与速度传感器

3.1引言在永磁交流伺服无刷电动机构成中磁极位置传感是不可缺少的重要环节。除了无独立位置传感器运行电机外,都采用位置传感器来实现位置传感。位置传感器的精度和分辨率对电动机的性能有很大的影响。在方波原理无刷永磁电动机电压驱动中,要求传感器提供对准磁极的方波(开关)信号。在正弦波原理无刷永磁电动机电压驱动中,要求传感器提供与磁极同步的正弦波位置信号。从原理上看,凡是能提供方波和正弦波位置信号的     

永磁无刷电机霍尔位置传感器容错控制

针对永磁无刷电机霍尔位置传感器故障问题,提出霍尔位置传感器(单霍尔和双霍尔)故障容错控制方法。任意霍尔信号跳变沿时刻,根据具体霍尔跳变沿类型和当前霍尔状态判别霍尔故障类型;分析永磁无刷电机的机械运动方程,提出3种改进型霍尔传感器故障补偿策略:线性外差法霍尔故障补偿、一阶泰勒算法故障补偿(first-order algorithm)、基于降阶观测器的霍尔故障补偿。将霍尔传感器容错控制策略在方波和正弦波电流控制的永磁无刷电机实验平台上进行测试,验证不同霍尔传感器容错控制策略的性能。实验证明,基于降阶观测器的霍尔传感器容错技术较另外两种方法具有更好的容错性能。     

基于SHEPWM的中压大功率牵引永磁同步电机两电平控制

永磁同步电机具有结构紧凑、高功率密度、高气隙磁通和高转矩惯性比等优点,在中高压牵引驱动领域具有广阔的市场应用前景。本文对基于SHEPWM的中压大功率牵引永磁同步电机的两电平闭环控制技术进行研究,提出了非方波模式时的系统控制策略。研究了该控制策略中三相电压时间域的角度值和电压矢量空间位置角的关系,SHEPWM的工程实现方法和不同PWM模式下的动态切换方法等关键技术。经过试验验证,该控制策略达到了预期的消谐要求,动态切换过程中电流平滑,全速度范围内d、q电流跟踪良好。     

永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究

在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限转矩主要制约因素的基础上，分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩，并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素，文中还进行了数值计算并加以实验验证。     

一种新颖的低成本无刷直流电动机控制方案

文章分析比较了具有任意平顶宽度的梯形波反电势无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的转矩脉动情况;针对反电势波形接近正弦波的无刷直流电动机,提出一种采用低分辨率霍尔位置传感器的矢量控制方案,重点讨论了基于平均转速的转子位置估计算法,并在Matlab中与传统的方波驱动进行了对比仿真,验证了所提方案的有效性。     

微机控制往复驱动系统

详细介绍了用于往复驱动的微机控制无位置检测交流永磁无刷电机系统，该系统采用新型场效应晶体管作功率开关元件，组成三相桥式整流和逆变器，以ＰＷＡ脉冲信号实现斩波调整整流。逆变器与电机运行于自控式变频方式，不会出现失步，电机磁场为不受电枢反应影响的恒定方波，使电流与转矩成线性关系。     

一种减小变频空调压缩机低速范围内转速脉动的方法

近年来,永磁同步电机因其固有优点在空调压缩机中得到了广泛的应用。但常用的永磁同步电机?单转子式压缩机系统,由于工作条件的限制,无法安装位置编码器,受位置估算精度的制约,一般采用方波驱动,必然导致电机本身输出转矩脉动偏大。同时,在每个机械周期内,压缩机负载脉动非常剧烈,也造成整个系统低速运行时转速脉动大,噪声高,效率降低。本文将模型参考自适应方法推广到凸极永磁同步电机中,对电机转速和转子位置进行准确估算,实现了正弦波矢量控制。针对空调压缩机脉动负载,定义了机械周期内电磁转矩对位置积分的能量函数,有效地估算出当前负载状况,并通过查表法获得估算的负载转矩。然后根据估算的转子位置对负载脉动转矩进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低频噪声和振动。仿真和实验结果验证了本文所提方法的有效性和实用性。     

一种新型低功耗的永磁同步冷却风机系统

针对汽车发动机冷却应用实现了一种基于低成本的正弦波驱动永磁无刷风机系统。为有效提高系统效率、简化实现难度,采用一种新型SVPWM调制方法,可以有效降低功率器件损耗,同时提高直流侧电压利用率。为了进一步提高系统可靠性、降低系统成本,通过三个开关霍尔传感器来实时估计转子位置,以实现连续正弦电流驱动,既保持了无刷直流方波驱动方式结构简单、成本低廉的特点,又实现了正弦波驱动转矩脉动较小的优点。最后,理论分析与实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

无刷直流电机低成本正弦波控制策略

针对方波控制方式下存在较大输出转矩脉动等问题,采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术实现了无刷直流电机低成本正弦波驱动。在低分辨率霍尔位置传感器输出的离散角度信号基础之上,运用位置估算算法准确获取转子位置。并介绍了正弦波直接起动策略及相位超前角补偿算法。利用以MC56F8013数字信号控制器为核心的无刷直流电机控制系统实验平台对该驱动方式进行验证。实验结果表明,该驱动方式能够有效地降低输出转矩脉动,减小无刷直流电机运行噪音。