六相永磁力矩伺服电机气隙磁场优化

为了提高永磁力矩伺服电机的转矩性能,研究了气隙磁场波形对六相永磁力矩伺服电机转矩的影响.提出采用准梯形波气隙磁场提高气隙磁密基波幅值,增加电机转矩密度的方法.分析了准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机能够实现高转矩密度和低转矩脉动的原因,给出准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机的具体设计方法.在永磁材料用量和供电电流相...     

驱动方式对永磁伺服电机性能的影响研究

由于永磁伺服电机功率密度大、功率因数高、体积小、重量轻、形状尺寸灵活多样等优点得到广泛的应用。通过驱动控制器供电的永磁伺服电机,根据驱动控制器供电电流的波形,可以将永磁伺服电机分为无刷直流电机和正弦波永磁同步电机。本文以一台10 k W、2000 r/min的永磁伺服电机为例,首先对永磁伺服电机驱动方式及触发原理进行分析,揭示电机控制理论的机理。其次,对不同驱动方式下电机的转矩进行分析,对比研究不同驱动方式下,电机的转矩波动及过载能力。再次,通过有限元计算对电机电流、损耗进行分析,揭示不同驱动方式对电机损耗影响的机理。根据永磁伺服电机在不同驱动方式下转矩、过载能力、电流及损耗的变化,判定各驱动方式的优势,为永磁电机应用场合的选择提供参考。最后,搭建样机实验平台,通过驱动控制器对永磁伺服电机进行实验,并对比分析实验结果与仿真结果,得出不同驱动方式对电机性能的影响的利弊。     

极槽配合对永磁同步伺服电机性能的影响

采用Maxwell软件对两种不同极槽配合的表贴式永磁同步伺服电机建立有限元2D模型,对伺服电机主要的性能参数如齿槽转矩、反电动势、转矩脉动等进行了对比分析。通过分析发现,10极12槽配合的永磁同步伺服电机的性能更佳,反电动势正弦性更好,转矩脉动和齿槽转矩更小,该研究成果为永磁同步伺服电机的开发设计提供参考依据。     

两相开关磁阻电动机转矩特性的研究

研究了两相开关磁阻电动机的转矩特性以减小转矩波动。首先通过推导近似转矩数学模型，进而通过磁场有限元计算得到了两相开关磁阻电动机的较为平滑的固有矩角特性。在磁场计算的基础上，对两相开关磁阻电动机的转矩特性进行了仿真计算。样机实验验证了计算及仿真结果。结果表明，两相开关磁阻电动机可以在较宽的转速范围内保持连续的转矩特性。     

一种高效率开关磁阻电机转矩脉动抑制方法

开关磁阻电机驱动系统(SRD)具有可靠性高、容错能力强等优点,但在运行过程中存在转矩脉动大的问题。针对此问题,该文研究了一种高效率开关磁阻电机(SRM)转矩脉动抑制方法。首先,基于SRM电感特性曲线构造一种简单的开通角选择函数,使SRM后一相在能跟踪转矩给定的同时避免相电流峰值过大。然后,根据前后两相的转矩电流比将换相区分为两个子区间,在相应子区间优先选择转矩电流比较大的相提供转矩,并在换相结束阶段提前关断前一相,避免较大的相电流进入负转矩区域,从而实现高效率转矩脉动抑制。最后,将该方法进行仿真以及硬件在环测试,结果验证了该方案的可行性。     

基于虚拟变量的六相永磁同步电机缺任意两相容错型直接转矩控制

为了进一步提高六相永磁同步电机驱动系统的可靠性,该文针对偏置60°六相对称绕组永磁同步电机提出一种缺任意两相容错型直接转矩控制策略。从控制圆形磁链角度,定义虚拟磁链及虚拟电流,并基于此,推导出任意两相开路时虚拟定子磁链和电磁转矩之间的关系式。利用剩余4相逆变器输出电压矢量,同时实现电磁转矩、虚拟定子磁链和零序电流直接控制。实验结果表明,采用所提控制策略,两相开路直接转矩控制驱动系统运行平稳,转矩和转速动态响应迅速。     

基于虚拟变量的六相永磁同步电机缺任意两相容错型直接转矩控制EI北大核心CSCD

为了进一步提高六相永磁同步电机驱动系统的可靠性,该文针对偏置60°六相对称绕组永磁同步电机提出一种缺任意两相容错型直接转矩控制策略。从控制圆形磁链角度,定义虚拟磁链及虚拟电流,并基于此,推导出任意两相开路时虚拟定子磁链和电磁转矩之间的关系式。利用剩余4相逆变器输出电压矢量,同时实现电磁转矩、虚拟定子磁链和零序电流直接控制。实验结果表明,采用所提控制策略,两相开路直接转矩控制驱动系统运行平稳,转矩和转速动态响应迅速。     

谐波电流对混合式步进电动机中频振荡的影响

研究了五相混合式进步电动机在振荡状态下的谐波电磁转矩。通过分析３次谐波电流对谐波电磁转矩的影响,提出了有利于抑制电机中频振荡的相电流波形,并给出了实现方法。实验结果表明,以不同相电流波形驱动的五相式步进电动机同,其中频振荡特性也不同。     

126 kV真空断路器电机驱动负载需求分析与优化

文中针对电机驱动机构在126 kV真空断路器的应用,首先进行理论建模,分别构建了旋转电机驱动机构传动链的运动学和动力学约束方程。基于MATLAB求解约束方程,并对伺服电机负载扭矩的组成进行了分解和分析。然后为减小伺服电机负载扭矩,从拐臂起始角度、灭弧室自闭力和触头动端质量三方面进行了优化。最后利用刚体动力学分析软件Adams对不同伺服控制策略下的负载扭矩进行了仿真计算。位置伺服控制模式下,伺服电机负载扭矩波动范围大,分闸过程中转矩利用率低。为提高电机转矩利用率,文中提出基于提高转矩利用率的闭环转角控制,通过仿真计算与试验测试对比,在超程段和加速段,电机电流都处于400 A较高幅值区间,在减速段电流迅速下降,转矩整体利用率达到49.4%,间接反映出伺服电机输出扭矩与仿真结果的趋势比较吻合。     

具有冗余特性的永磁容错电机短路故障分析与控制

为了提高电力推进系统的可靠性,提出了带冗余特性三相永磁容错电机驱动系统的拓扑结构。为了研究绕组短路故障和逆变器开关短路故障对该驱动系统输出电磁转矩特性的影响,本文在分析两种短路故障等效电路的基础上,建立了短路电流和阻碍转矩的数学模型,通过仿真揭示了逆变器开关短路故障对驱动系统输出转矩特性的影响比绕组短路故障更严重的结论,并给出通过控制逆变器的开关状态将开关短路故障转化为绕组短路故障的实现方法。针对短路故障降低驱动系统平均输出电磁转矩和增大转矩脉动的问题,提出了基于稳态数学模型的最佳电流故障控制策略。仿真和实验结果验证了所提出的故障控制策略的有效性。     

伺服分析与检测平台的设计与应用

采用交流测功机设计的一种新型伺服系统特性分析与检测平台,实现了伺服电机与伺服驱动器的集成检测。独创的转矩闭环控制策略和可编程交流测功机控制器的运用,实现了DTC直接转矩控制与转矩闭环控制的完美结合,极大的提高了测控系统的控制精度和动态响应特性,为实验室和生产线应用的提供了一套技术先进、功能齐全、操作简单、使用方便的智能仪器。在测试精度、测试速度和测试方法等方面都有别于传统的电机测试平台,并有广泛的通用性、灵活性和实用性。     

铁氧体伺服电机转子初始位置估计研究

针对铁氧体伺服电机的静态转矩特性,提出了一种基于双坐标参考系铁氧体伺服电机转子位置的估算方法。该方法是在电机控制系统参考坐标系中施加2个不同的参考转矩指令,通过位置传感器计算转子最大移动距离,利用反三角函数和割线法估计电机磁极初始位置。该方法有效避免电机参数变化对位置估计的影响,且易于实现。样机仿真和现场实验结果表明,基于双坐标参考系铁氧体伺服电机转子位置估算方法能够快速收敛至估计值,估计误差小,简单易行。     

直接驱动系统用电机

直接驱动移动控制用的一种新型调速同步磁阻伺服电机低速时产生高转矩,该电机由一安装在两同心定子之间的簿环转子组成,每个定子有18极,极上的线圈互相连在三相电路上,当三相连续通电时,转子和定子上的齿因磁场的作用产生转矩,转角小于2.4°电角度,电机低速时直接产生高转矩。     

五相逆变器双电机驱动系统直接转矩控制

该文针对五相逆变器双电机驱动系统提出了一种直接转矩控制方法。首先通过传统的直接转矩控制得到两台永磁同步电机的6个相开关状态,其中4个相开关状态直接施加到4个独立桥臂,然后通过权重函数确定公共桥臂的开关状态。该文还分析了电机性能的畸变情况。实验结果验证了五相逆变器双电机驱动系统直接转矩控制的可行性及有效性。     

基于最小电流搜索算法的铁氧体伺服电机MTPA控制

针对铁氧体永磁辅助式磁阻同步伺服电机的参数特点,提出一种基于最小电流搜索算法的动态最大转矩电流比控制策略。在电机稳态运行时通过对d轴电流的在线调整,根据电流最小原则,寻找最优的电流矢量。该算法能有效避免电机参数变化对控制系统的影响,并实现系统效率优化。为了提高系统仿真的精确度,采用场路联合仿真的方法对系统进行了仿真研究,仿真和现场实验结果表明,该方法可有效提高伺服电机驱动系统的抗转矩扰动能力和系统的鲁棒性以及效率。     

永磁体形状对伺服电机性能的影响

永磁伺服电机直接影响机器人系统的操作精度与运行稳定。以两种不同永磁体形状方案的表贴式永磁电机作为研究对象,建立有限元参数化模型,对电机的齿槽转矩、反电动势、转矩波动等主要电磁性能进行了对比分析。通过分析发现,平底面包型永磁电机的反电动势正弦性更好,具有更小的转矩波动和更高的转矩密度,最终确定出一种更优的伺服电机设计方案。该研究成果对永磁伺服电机的设计具有一定的理论价值与指导意义。     

基于开关角多维优化的SRM转矩脉动控制

提出一种基于不同电流和速度的开关角度多维优化转矩脉动系数的控制策略,实现了开关磁阻电动机最小转矩脉动控制,同时保证系统的最大输出效率和最大输出转矩.建立非线性Simulink驱动模型,分析不同电流和速度下不同开关角对电机转矩特性的影响,进行多维优化最小转矩脉动特性.模拟和实验表明,该多维优化控制策略提高了输出效率,有效地抑制了电机转矩脉动,从而保证了驱动系统良好的动态特性.     

基于永磁同步伺服电机绕组在线监测控制方法研究

电机实时在线热管理依赖于内部温度足够精确的指标,对于永磁同步伺服系统尤为重要,永磁同步伺服电机中的一个温度指标是定子绕组电阻。本文介绍了两种方法来检测绕组电阻,固定角度和固定幅值的注入,通过上述方法检测电阻从而得到绕组温度。这种方法能够用在负载情况下,并且不干扰驱动转矩和转速且精度具佳,适合现代高性能伺服电机控制系统使用。     

开关频率对无刷直流电动机转矩脉动的影响分析

利用星形3相6状态无刷直流电机的数学模型和动态方程,讨论了PWM电压源逆变器驱动的永磁无刷直流电动机在导通运行区域和换向过程的转矩特性.通过数学解析得出,无刷直流电动机无论运行在导通区还是换向区,电磁转矩脉动都由直流供电电压、逆变器的开关频率及占空比、电机电气参数和转速高低共同决定,电磁转矩脉动与逆变器开关频率成反比关系.通过仿真和实验验证了PWM开关频率对转矩脉动的影响,为减小转矩脉动和驱动系统的设计提供了理论依据.     

24SW01型无刷直流伺服电动机

一、概述在现代控制工程中,对伺服系统的执行元件有着高性能,高可靠性的要求。直流伺服电机由于存在电刷和换向器之间的机械接触,可靠性和寿命一直难以适应需要。而交流伺服电机由于机械特性线性度差,对系统产生不利的影响。另外,现代记录仪表采用了晶体管线路和集成电路,而要求伺服电机在较低的控制电压下,输出一定的转矩,这必然引起输入电流的增加,导至损耗上