基于ANSYS的高速感应电机设计

设计了一台额定功率2 kW,额定转速59000 r/min的高速感应电机。根据电机在高速运行时带来的高损耗,选取了性能更好的铁基纳米晶合金作为高速感应电机的定子铁心材料。对于感应电机在高转差率时产生的高谐波转矩,通过采用带端环的闭口圆形槽转子,使电机具有较高的起动电阻,从而获得优良的起动及运行特性,利用ANSYS软件对其转子结构进行应力分析,并验证在高转速下的可靠性。建立了高速感应电机的有限元模型,通过与相同结构参数的硅钢DW310_35电机进行性能对比。结果显示,采用铁基纳米晶合金1K107定子铁心的电机相比硅钢DW310_35电机,总损耗减小了81.2 W,效率提高了4.5%,功率因数提高了0.031。     

基于Ansoft的直线感应电机性能分析

使用Ansoft软件辅助直线感应电机的设计和分析，并对电机的磁场分布和运行性能进行仿真，给出了仿真结果，并对仿真方法作了简要的说明。     

碳化硅高速电机控制器设计及效能分析

以碳化硅(SiC)器件为代表的宽禁带半导体器件,对比以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的硅基半导体功率器件,有开关损耗低、开关速度快、器件耐压高等优势。尤其是对于超高速电机控制器的开发,降低控制器损耗和减小电机相电流谐波成分是关键,故将SiC MOSFET作为电机控制的功率半导体元件成为了提升控制器效率、减小控制器体积、优化控制效果的重要方法。此处设计了一款SiC功率器件构成的电机控制器,通过DSP控制核心驱动高速永磁同步电机,测定控制周期与死区时间对谐波成分的影响。然后将其与IGBT器件构成的控制器进行控制效果的对比。实验表明采用SiC器件的控制器损耗更低,可以实现更高的开关频率和更小的死区时间,从而能有效降低电机中的谐波成分,减小温升,控制效果更优。     

基于梯形波相电流控制的六相感应电机性能分析

六相感应电机通过使用梯形波相电流而把定子绕组分成励磁绕组和转矩绕组,这样可以实现励磁磁场和电磁转矩直接控制而不需要复杂的派克变换,本文主要对磁势解耦时磁链和转子感应电压进行了理论和有限元分析,并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压,结果表明转子感应电压的有限元分析和实验结果是一致的。     

感应电机驱动系统的离散域电流调节器分析和设计

在感应电机矢量控制系统中,普遍采用在连续时间域内分析并随后离散化的方法进行电流调节器的设计,而当系统运行在高速条件下,受电机dq轴耦合以及数字系统控制延迟的影响,将导致系统性能下降。基于电机离散化模型,对使用不同电流调节器的系统特性进行了对比和分析,并通过直接离散的复矢量电流调节器设计方法,使电流环不受电机转速影响,保证了系统在宽速度范围内运行的良好性能。仿真和实验结果验证了该电流调节器设计方法的优越性和有效性。     

电动车交流感应电机电流控制器设计方法

针对电动车交流感应电机控制,详细介绍了基于矢量控制的电流控制器设计方法和控制参数计算方法。同时为了提高调试效率,使控制器参数能够更快更好的匹配实际电机,本文基于交流感应电机数学模型,提出了一种采用公式计算的PI参数设计方法。最后通过对控制系统进行稳定性分析和simulink仿真,验证了所设计的电流控制器具有很好的稳态和动态性能。     

基于碳化硅功率器件的高频感应焊机设计

高频感应焊机可用于钢管直缝焊接,主要特点为开关频率高和设备功率大,功率器件为硅MOSFET和硅快恢复二极管。由于硅基功率器件的特性限制,高频感应焊机的效率、容量和成本受到了一定制约。随着碳化硅功率器件技术的不断成熟,其性能特点尤其适用于大功率高频感应焊机设备。通过对硅和碳化硅功率器件参数进行对比分析,使用碳化硅功率器件对现有串联型高频感应焊机主电路进行优化,并设计了适用于多器件并联的SiC MOSFET驱动电路和功率单元。最后,搭建了1台100 kW/500 kHz的SiC MOSFET串联型高频感应焊机样机,进行实验测试。实验结果表明,所设计的高频感应焊机性能和焊接效率均高于现有设备。     

长初级双边直线感应电机测速研究

在各类直线电机中,长初级双边直线感应电机非常适用于高速大推力的运动场合.在介绍长初级双边直线感应电机在这些场合需满足的性能要求及测速特点的基础上,着重论述了直线光电编码器检测技术、激光传感器检测技术和无速度传感器速度辨识法在长初级双边直线感应电机测速中的应用,给出了它们的实现原理及方法,并进行对比分析和实验验证.实验结果表明使用激光检测法得到的速度精度更高,响应速度更快.     

无速度传感器感应电机控制的新方法

目前针对无转速传感器感应电机的控制已经提出了多种控制算法,这些方法主要是用来估计磁链和转速来进行电机的控制.提出了一种新的控制方法,这种方法是估计电流的,而非估计磁链和转速,其中通过控制定子电压使电机的数学模型中的定子电流和实际电机的定子电流相等,通过仿真证实了所提出方法的可行性.     

感应电机电流环非线性积分滑模控制策略

滑模控制器能有效提升感应电机电流环鲁棒性,然而传统滑模控制存在严重的抖振问题,虽然通过引入趋近律能有效降低系统抖振,但仍无法实现系统在有限时间内收敛.为此,该文提出一种感应电机非线性积分滑模电流控制器,在削弱系统抖振的同时,实现了定子电流误差在有限时间内收敛.首先,设计非线性积分滑模面,有效避免了传统积分滑模面中初始误...     

基于单片机的步进电机细分驱动器设计

在对步进电机细分驱动技术和控制环节研究的基础上,提出了基于电流矢量恒幅均匀旋转和电流追踪型脉宽调制技术,实现三相混合式步进电机细分驱动器设计.对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细介绍,通过试验对该系统的可靠性和步进精度进行了测试.试验结果表明该系统能够满足用户的定位精度要求,有效抑制了运行噪声和机械振动.同时由于该系统实现了恒力矩细分驱动,从而提高了系统的可靠性,降低了成本,具有较强的实用性.     

基于DSP的步进电机细分驱动系统设计

介绍了基于TMS320 F2806芯片控制的步进电动机的细分驱动系统,利用电流合成矢量的旋转法实现了高精度细分方案.开发了两相混合式步进电机的硬件电路,反馈部分采用了高精度的电流互感器对电流采样;实现了控制系统的电流闭环PI调节算法.最后,对系统进行了实验研究,表明该系统运行平稳,电流波形良好,噪声低,定位精度高.     

基于超级电容储能的SiC器件变流器性能分析

超级电容储能系统的促进功率响应能力优势是改善分布式发电电源的电能输出效率的有效方式,为此利用SiC器件设计SiC MOSFET典型等效开关模型,并将其应用到超级电容储能系统中,进一步提升系统单位能量的传输能力。基于超级电容器工作原理,建立超级电容储能系统数学模型,有效分析基于超级电容储能的SiC器件变流器性能。经仿真验证,超级电容器可准确响应功率由负到正的变化;随着传输功率的逐渐增大,基于超级电容储能的SiC器件变流器传输效率也呈现上升趋势,在功率接近储能系统变流器额定功率时,变流器效率逐步稳定,运行效率在98%左右;响应速度较快,输出电压波动以及输出功率的波动幅度较小,具备较强的输出抗干扰性;达到电压稳定输出的时间较短,且超调量较低。     

基于谐波分析法的高速变频电机稳态仿真研究

与一般工频异步电机相比,高速变频电机存在着工作频率高、电源谐波大等特殊问题.本文在分析PWM逆变器输出谐波电压的基础上,采用谐波分析法建立了高速变频电机的谐波等效电路模型,该模型能够准确考虑电源谐波、集肤效应以及硅钢片材料的频率特性对电机性能的影响,能够改善高速变频电机电磁设计的分析精度.     

基于DSP的全数字直流电机驱动电源设计

论述了一种用IPM构建的桥式PWM斩波直流电机驱动的设计方案,驱动系统以TMS320LF2407A DSP微处理器为控制核心,采用带电流内环的闭环速度反馈控制策略,实现电机高性能运转、全数字控制.最后给出了实验结果和结论.     

用单片机捕捉功能实现异步电动机保护

分析了异步电动机使用中的主要故障.介绍了利用单片机的捕捉功能检测各线电流相位,应用对称分量法计算各正序电流、负序电流和零序电流,以此为判据对异步电动机的断相、供电电压不平衡、定子绕组匝间短路等不对称性故障进行保护的装置.本装置算法简便、灵敏度高,对此功能具有无需调整的"傻瓜"特性,同时还对过载等对称性故障有保护作用.     

基于干扰动态响应机理的SiC MOSFET驱动设计

目前碳化硅(SiC)MOSFET大多沿用Si MOSFET和IGBT的驱动设计方法.然而,由于SiC MOSFET相比Si器件具有更高的开关速度,因而栅极内阻、驱动回路电感和功率回路电感导致的栅源电压干扰情况也值得探索.该文分析栅源电压干扰产生的过程,进而归纳提炼出一种基于干扰动态响应机理的SiC MOSFET驱动参数标幺化设计方法.从开关结电容的等效电路出发,推导出功率回路和驱动回路的传递函数,基于驱动和功率双回路传递函数,研究揭示栅源电压的干扰动态响应机理.进而,引入标幺化的参数表达形式,以标准量化驱动参数对于栅源电压干扰传导路径的影响,提出基于干扰动态响应机理的SiC MOSFET驱动设计原则.最后,搭建双脉冲实验平台,验证该驱动设计原则的合理性.     

基于移动机器人直流电机驱动电路的设计与应用

直流电机驱动在移动机器人领域中具有重要意义.针对移动机器人,基于H桥功率驱动电路以及PWM脉宽调制原理,设计并实现了一种直流电机正、反转驱动调速控制电路,满足大功率直流电机驱动控制.实验表明,该驱动电路具有电路简单,抗干扰能力强,驱动能力强的特点,可在移动机器人及其他场合得到有效的应用.     

基于反步法的异步电机位置控制器的设计

基于静止d-q坐标系下的数学模型,利用非线性反步法设计了异步电机的全状态位置跟踪控制器,通过磁链和转矩的跟踪来达到位置跟踪.在Matlab/Simulink中搭建异步电机位置控制系统的仿真模型.仿真结果表明:用反步法设计的异步电机控制系统能获得较好的位置跟踪控制性能,为异步电机控制系统的设计提供了新思路.