电机参数误差对永磁同步电机弱磁性能的影响

在矢量控制的永磁同步电机控制系统中,d轴和q轴电流的控制一般是根据电机数学模型推导的最佳性能轨迹,如恒力矩区的每安培电流最大力矩控制和弱磁区的最大功率控制。文中通过大量的实验,研究了当电机模型使用了不精确的各种电机参数后,对永磁同步电机的性能产生的不同影响。     

Six-step Voltage Control of PM Brushless AC Motors under High Speed Flux-weakening Operation for EV/HEV Applications

The torque-speed characteristics of brushless motor having an interior permanent magnet rotor and a sinusoidal back-emf waveform are compared experimentally when it is operated in brushless AC(BLAC) mode and brushless DC (BLDC) modes with both 2-phase,120° conduction(BLDC-120) and 3-phase,180° conduction(BLDC-180).Particular emphasis is on high-speed,six-step voltage controlled,flux-weakening operation.It is shown that for EV/HEV applications,even for interior PM brushless motors which have sinusoidal back-emf waveforms,in order to achieve maximum torque per ampere capability over wide operation speed range,it is advantageous to employ a hybrid operation mode-BLAC operation in the constant torque region and six-step voltage control(BLDC-180 operation,together with current phase control) in the flux-weakening region.     

A novel polyphase multipole square-wave permanent magnet motordrive for electric vehicles

A novel high-power-density permanent magnet (PM) motor drive for electric vehicles (EVs) is proposed. The motor is a polyphase multipole square-wave PM motor, which can be classified as a kind of PM brushless DC motor. The distinct features of the proposed motor as compared to those of the conventional PM brushless DC motor are as follows. First, the multipole magnetic circuit arrangement enables the minimization of the magnetic yoke, resulting in the reduction of motor volume and weight. Second, the coil span is purposely designed to be equal to one slot pitch, thus saving the amount of copper used. Third, by using a fractional number of slots per pole per phase, the arrangement of the numbers of poles and slots is so unique that the magnetic force between the stator and the rotor at any rotating position is uniform, hence eliminating the cogging torque that usually occurs in PM motors. Finally, the motor can be controlled to operate at a constant torque region and a constant power region with field weakening, thus both high starting torque and high cruising speed can be achieved. Therefore, as the proposed motor drive possesses the distinct advantages of high power density, high efficiency, and superior dynamic performance, it is very suitable for EV applications. A prototype of a five-phase 22-pole 5 kW motor drive has been designed for an experimental EV     

电动车用外转子永磁无刷直流电动机的研究

本文介绍电动车用高效外转子钕铁硼永磁无刷直流电动机。电机直接装于车轮产生转矩，取消差动齿轮和变速器，减小功消耗和提高效率。通过电磁场理论分析，也介绍了减小力矩波动的方法和无刷电机弱磁控制概念。     

混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机的计算机辅助设计

设计了一种混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机。采用计算机辅助设计程序,通过输入基本数据和计算方程式对一台12kW,6极外转子永磁无刷直流电机进行设计。通过有限元分析方法对一些利用经验公式或经验数值得到的对电机性能影响较大的主要系数进行修正,实现了对计算机辅助设计程序的优化。     

无刷直流电动机在轴流式血泵系统中的应用

根据人工心脏轴流式血泵系统的特殊要求，对所采用的微型无刷直流电动机的设计方法和关键参数进行了分析探讨，针对电机高速运行时定子齿存在的严重的磁饱和问题，提出将电机定子部分设计为三齿槽，并采用DSP实现了电机的无位置传感器控制。仿真和实验结果表明，该电机良好的起动特性和机械特性基本能够满足轴流式血泵系统的要求。     

Analysis and reduction of acoustic noise from a brushless DC drive

It has been found that stator excitation in brushless DC motor drives can excite mechanical resonances in the motor and, thus, produce acoustic noise in a similar way to switched reluctance drives. A technique has been developed to alter the commutation pattern of a brushless DC motor to avoid exciting and reinforcing these mechanical resonances producing a significant reduction in pure tone acoustic noise which is emitted during mechanical resonance. The origin of the vibration and acoustic noise is explained and the theory of discrete frequency noise reduction described in this paper. The method proposed for quieter control of the brushless DC motor could be achieved at a very low cost     

基于改进的PSO-BP神经网络的无刷直流电机控制

实时检测无位置传感器的无刷直流电机运行过程中的转子位置,并输出相应的开关管导通与关断信号是控制无刷直流电机的一项关键技术.本文针对神经网络控制存在开关管误导通的问题,引入非线性的惯性权重因子并采用异步时变的学习因子改进策略对标准粒子群算法(PSO)进行改进,通过改进的PSO算法对BP神经网络进行优化,进而控制无位置传感器无刷直流电机的换相顺序.仿真实验表明,采用基于改进的PSO-BP神经网络方法控制无刷直流的运行,可以取得满意的结果.     

永磁无刷直流电机电感参数测量及影响因素分析

该文对永磁无刷直流电机电感参数的计算和测定方法进行了推导,通过坐标变换,把三相电机ABC坐标系下的自感、互感的复杂计算和测定问题转换为d-q坐标系下简单的计算和测定问题。该方法通过测定一周转子不同位置下的电压、电流、功率数据,可直接计算出电机的直轴电感和交轴电感。采用该方法分析了转子位置、电流、频率、温度对电感参数的影响。     

基于ARM的无位置传感器BLDCM控制系统设计

设计了基于STM32F103C8T6和FSB50450S功率模块的无刷直流电机控制系统,实现了转速和电流双闭环直流调速,并将控制系统用于水泵控制中,最终实现满足水泵实际运行的恒速和恒压两种模式的控制算法。并对控制系统进行仿真测试,最后在水泵控制系统平台中完成试验。     

相位超前角在无刷直流电动机调速中的应用

针对无刷直流电动机在高速运行中存在的问题,提出一种能提高无刷直流电动机调速范围的新方法,称之为相位超前法。该方法能使无刷直流电动机在高速运行时实现恒功率控制。最后建立了带相位超前角的无刷直流电动机双闭环控制系统模型,仿真结果证明了该方法的可行性。     

永磁无刷直流电机的电磁耦合器优化控制研究

永磁无刷直流电机的电磁耦合器是实现感应电能传输的重要器件,通过对电磁耦合器的优化控制设计,提高电磁耦合器的稳定性和输出增益。提出一种基于优化粒子群算法的电磁耦合器优化控制方法,首先进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的等效电路设计,构建电磁耦合器控制的约束参量模型,以输出电压增益、功率损耗与效率为约束参量构建控制目标函数,实现控制算法的改进,进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的优化设计。仿真实验结果表明,能有效提高永磁无刷直流电机的电磁耦合的输出稳定性,电机输出的电流增益、电压增益与输出效率高于传统方法,展示了较好的应用价值。     

无刷直流电动机的研究和开发进展

介绍了无刷直流电动机的开发趋势和最新进展,指出了无刷直流电动机的问题和改进的方法,结论是,盘式无刷直流电动机是最好的磁路结构方案,用脉宽调放大器实现无刷直流电动机恒流控制的方法最佳的方法。     

基于扩展卡尔曼滤波器的无刷直流电动机控制

在无刷直流电动机的原理基础上,利用扩展卡尔曼滤波器将转子转速和位置看成系统的两个状态变量,根据定子侧可测的电流、电压值,逐步估计出转子转速和位置,为无速度和位置传感器无刷直流电动机控制系统打下基础。     

基于有限元的永磁无刷直流电动机铁耗分析与计算

建立了基于Bertotti铁耗分离理论,全面考虑交变磁化条件和旋转磁化条件下的永磁无刷直流电动机的铁耗计算模型。通过结合时步有限元方法,精确计算出了一台30 kW、4极3相表贴式永磁无刷直流电动机在额定转速为8 000 r/min时的定子铁心损耗。相较于传统的铁耗计算经验公式,本模型提高了永磁无刷直流电动机铁耗计算的精度和准确度,对电机的优化设计具有指导意义,有较好的工程应用价值。     

永磁无刷直流电机转矩波动的自抗扰控制

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良且算法简单。在分析永磁无刷直流电机转矩波动研究现状的基础上,根据其自身特点以及自抗扰控制器的设计原则,提出了基于自抗扰控制器的永磁无刷直流电机转矩波动抑制方法。将电机等效为由2个非线性系统构成的串联对象,设计了2个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制,即外环控制转速并给出内环转矩参照值,内环控制转矩以抑制转矩波动,其实质是改善馈电电流波形。内环转矩子系统采用3个相同的扩张状态观测器(ESO)对三相转矩分别进行观测,进而得到电磁转矩估计值及转矩子系统的实时作用值,据此构造以逆变器直流侧电压为控制输入的转矩子系统一阶自抗扰控制器。实验结果表明,该控制方案不仅能够明显抑制电机运行中的转矩波动,而且电机具有良好的动态响应性能,控制系统具有较强的适应性和鲁棒性。     

一种新的无刷直流电动机驱动系统

提出了一种新的低成本四开关无刷直流电动机驱动系统。为了有效地利用该系统,设计了一种直接电流控制的脉宽调制(PWM)方案,以得到良好的动、静态的速度-转矩特性。该四开关变换器的可行性可推广到二相无刷直流电动机驱动以及用于功率因数校正和速度控制的六开关变换器。从理论上分析了该无刷直流电动机四开关变换器的工作原理,并通过仿真和试验演示了其性能。     

一种简易的无刷直流电机微机控制系统

设计了基于MCS51系列单片机控制的无刷直流电机调速系统,并分析了系统的控制策略,提出了相通电实现零相位控制方式的恒转矩运行,通过三相通电实现超前相位控制方式的恒功率运行,实验证明该方法是可行的。     

无刷直流电动机调速系统的张量法建模及仿真

本文提出了一种基于克朗张量理论的无刷直流电动机调速系统的建模及仿真分析方法。该方法可方便地把逆变器和电动机本体作为一个整体来考虑,通过把电动机本体的三相绕组看作电网络的三个支路,从而实现了无刷直流电动机调速系统的完整性分析。