无刷直流电动机瞬态电磁-温度耦合场分析

航空用永磁无刷直流电动机通常具有高转速、小体积、大功率密度的特点,因此该类电机的发热问题较为突出。为了对永磁无刷直流电动机温度场进行准确仿真,必须考虑电机内电磁场与热场的耦合效应。采用二维时步有限元法对一台4极3相30 kW表贴式永磁无刷直流电动机的温度场进行了分析计算。各物理场之间的耦合是通过损耗计算及材料特性随温度变化而实现的。计算结果和实测结果进行了分析比较,验证了模型的有效性。     

自动门用永磁无刷直流电动机的设计

对永磁无刷直流电机的拓扑结构和运行原理进行了研究,给出了一种分数槽电机选取极数和槽数配合减小自定位转矩的方法.为进一步提高电机内部空间利用率,提出了一种双层短距的绕组连接方式.在考虑整个无刷直流电动机系统工作的情况下,以端电压为输入量,采用场路耦合时步有限元法,对一台六极永磁无刷直流电动机的瞬态电磁场进行了计算和仿真分析,并以样机驱动系统作为试验平台,完成了试验验证工作.仿真和试验结果充分证明了所提出方法的正确性和有效性.该电机的应用会加快永磁无刷直流电机在工业领域中的推广、普及,也展示出了其广阔的发展前景.     

无刷直流电动机控制系统的仿真

通过分析无刷直流电动机数学模型,利用Simulink对无刷直流电动机及其控制系统进行了建模和仿真。分别用查表法来实现反电动势和电流控制模块的建模,使系统更直观、简化,便于模型修改,为无刷直流电动机控制系统的设计和调试提供了新的方法。对模型进行速度控制系统仿真,仿真得到的三相相电流波形和反电动势波形与通过理论分析得到的波形一致,验证了该建模思想和方法的正确性。     

基于时步有限元法的多相无刷直流电动机特性仿真

提出一种适用于多相永磁无刷直流电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法,给出了控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元单元分析方法,采用插值运动边界法解决转子运动问题,并且应用上述模型对一台多相无刷直流电动机进行了仿真分析.仿真结果和实测波形吻合,实验结果验证了计算方法的正确性.     

无刷直流电动机Simulink仿真模型的完善

阐述了传统无刷直流电动机本体在Simulink仿真中存在的问题,分析出磁场仿真软件与控制系统仿真软件的结合点为相反电动势。以有限元磁场计算软件Magnet为例,详细说明有限元计算反电动势,再运用数据文件将其反电动势数据导入电机本体Simulink模型中的过程。对一台22 kW电机进行仿真和实验,结果表明,传统的无刷直流电动机Simulink仿真与实际运行情况存在较大差距,而该方法能有效地模拟实际电机运行情况,为控制系统的设计、控制算法、最终系统的性能评估起到了一定的参考意义。最后通过对反电动势波形的分析,详细说明了实际工作中负载力矩小时电流下陷波动和负载从小变大时电流波形发生明显变化的原因。     

基于Ansoft的永磁无刷直流电动机磁场有限元分析

基于有限元分析软件Ansoft,采用全场域二维磁场有限元分析方法;对永磁无刷直流电动机的磁场分布等进行了计算。这些工作为分析永磁无刷直流电动机的工作原理及永磁无刷直流电动机的进一步开发和应用,建立永磁无刷直流电动机合理的非线性模型提供了理论基础和可靠依据。     

无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法

为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型.在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型:退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系.进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测.仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障.     

无刷直流电动机电磁场-热场耦合分析

利用电磁场有限元分析软件MagNet和热场有限元分析软件ThermNet,对无刷直流电动机进行了电磁场-热场耦合分析,研究了电机的发热情况,仿真结果符合电机的温升规律.分析过程对研究无刷直流电动机的电磁场和热场分布有重要意义,对提高电机设计水平和精度具有一定参考作用.     

基于场路耦合时步有限元的永磁同步电动机瞬态特性研究

本文采用场路耦合时步有限元法对永磁电动机进行瞬态特性研究.采用边界周期性条件耦合电动机定、转子相对运动边界,并考虑定子绕组分布和磁极形状,结合电磁场分析方法和控制策略建立瞬态数学仿真模型,通过实验验证了仿真模型的有效性.     

非理想反电动势的无刷直流电机的转矩脉动抑制策略研究

本文根据永磁无刷直流电动机的实际反电动势波形,基于坐标变换,提出一种基于dq0坐标系下的任意反电动势波形无刷直流电动机的id=0的矢量控制方法,根据所求q轴电流进行跟踪控制来消除转矩脉动。仿真结果表明这种方法对抑制永磁无刷直流电动电磁转矩脉动十分有效。     

无刷直流电机参数计算及分析

利用ANSYS有限元分析软件对永磁无刷直流电机的电磁场进行分析计算。建立样机模型,通过能量摄动法计算定子绕组的自感和互感,并在此基础上对永磁无刷直流电机的反电势进行分析计算,将计算结果与样机试验结果相比较,证实了该计算方法的正确性。     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

永磁无刷直流电动机的发展及应用

介绍了永磁无刷直流电动机的发展,将永磁无刷直流电动机与其它电动机进行性能比较,总结出了永磁无刷直流电动机的优点,并分析了永磁无刷直流电动机的应用前景。     

基于正交坐标变换的永磁无刷直流电机转速估计方法

为了实现方波永磁无刷直流电机无传感器技术中转速的实时估计,提出一种新颖的基于正交坐标变换的转速估计方法。在分析三相梯形反电势坐标变换原理的基础上,利用正交坐标变换重构出两实时保持正交关系的基波,并对其进行相应的解算,从而得到电机的转速信息。传统转速估计方法要以假设在相邻两次换相期间转速不变为前提,而该方法不基于这条假设,不受换相时刻的限制。最后,以一台表贴式方波永磁无刷直流电机为研究对象,进行了相应的实验,结果证明了该转速估计方案的正确性和可行性。     

永磁无刷直流电动机的转矩脉动及其削弱方法

对永磁无刷直流电动机转矩脉动进进行分类,分析了造成转矩脉动的原因,介绍了削弱永磁无刷直流电动机转矩脉动常用的一些方法。     

软件锁相环技术在无位置传感器无刷直流电机稳速控制中的应用研究

研究了软件锁相环技术在陀螺用无位置传感器无刷直流电机稳速控制系统中的应用.阐述了软件锁相环的工作原理、数学模型以及数字信号处理器实现方法,分析了软件锁相环的Z域模型.所设计的无刷直流电机稳速控制系统用电机控制专用芯片ML4428实现了反电势的检测、换相和功率驱动;用高速的数字信号处理器TMS320LF2407A作为控制处理器,实现了系统的软件锁相环算法和电机的起停控制、转速给定、转速检测.     

无刷直流电动机控制方法的研究

对传统无刷直流电动机的控制方法进行了总结和分析,并在此基础上提出了一种新的最大转矩控制方法,这种方法可以为无刷直流电动机提高效率提供一定的参考。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法

由于永磁同步电机在低速运行时,电机反电动势较小,因此采样通道的非线性导致的采样电压和电流中包含的直流偏置对电机反电动势观测的影响更为严重。针对这个问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法。首先,基于等效反馈的概念,设计了一种新的超螺旋滑模观测器,以提高低速时的无速度传感器控制精度;其次,详细分析了直流偏置对无速度传感器控制的影响,并且设计了一种基于二阶广义积分器的直流偏置抑制方法,从而进一步提高了无速度传感器控制精度;最后,通过6.6 kW永磁同步电机无速度传感器控制系统验证了所提控制策略的有效性。     

无铁心盘式永磁无刷直流电机的三维电磁场分析

盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通密度的分布,计算定转子的受力情况,其结果为进一步优化设计方案提供理论参考。     

混合动力汽车电驱动系统性能比较分析

介绍了混合动力汽车（HEV）驱动系统的结构和工作原理,对混合动力汽车中采用的直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机和开关磁阻电动机等电驱动系统的特点和主要性能作了详细比较和分析,由此得出感应电动机和永磁无刷电动机更能满足要求。