基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究

通过对三相星型六状态工作模式下无刷直流电动机的换相过程进行分析，列出换相过程的微分方程，推导了相绕组导通期间平均电流的解析表达式，并利用该解析表达式，借助Manab进行仿真计算，深入研究了无刷直流电动机的机械特性。通过与实验数据的对比，验证了该分析计算方法的正确性。指出无刷直流电动机机械特性的计算不能直接套用有刷直流电机的计算方法，是因为绕组电感不能忽略，进而揭示了绕组电感也是影响电压源型直流电源供电的无刷直流电动机机械特性的主要因素，并总结了其影响的规律性，为无刷直流电动机机械特性的改善提供了方法和依据。     

正弦波电动势永磁无刷直流电动机稳态特性计算

基于两相导通星形三相六状态正弦波永磁无刷直流电动机的相绕组端电压平衡方程式,通过微分方程解析演算,推导了其相电流的解析公式,对正弦波电动势永磁无刷直流电动机的稳态特性进行仿真计算。以绕组电感为零的正弦波永磁无刷直流电动机作为特例,推导了新电路模型下基本性能参数的计算公式,并与传统不计绕组电感的电路模型进行比较研究,验证了该解析公式的正确性。     

双绕组切换型洗衣机用无刷直流电动机控制系统

介绍了一种洗衣机用双绕组切换型稀土永磁无刷直流电动机控制系统.对漂洗和甩干两种状态下无刷直流电动机宽范围调速的工作原理进行了研究,讨论了单片机控制系统组成电路和转速闭环实现方法,并通过实验分析了两种状态下电机的机械特性.     

高速永磁无刷直流电动机稳态特性的仿真分析

推导了一般条件下考虑换向的高速永磁无刷直流电动机相电流解析表达式,以及基于实际波形的反电势人工神经网络表达式,并在此基础上建立了高速永磁无刷直流电动机稳态模型,实现了对高速无刷电动机稳态换向特性的精确仿真分析,从而进一步拓宽了无刷电动机数值仿真的应用范围。     

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。     

稀土永磁材料在无刷直流电动机中的应用

无刷直流电动机既保持了直流电动机良好的调速控制特性 ,又消除了电刷和换向器的机械接触 ,而具有高的磁性的稀土永磁材料应用在无刷直流电动机中可优化结构设计及电磁计算     

三相无刷直流电动机分数槽集中绕组槽极数组合规律研究(连载之八)三相无刷直流电动机绕组Y接法和△接法分析与选用

对三相无刷直流电动机星形和三角形两种绕组接法进行分析,给出了两种接法的转换关系,并通过几个集中绕组分数槽高速无刷直流电机实例说明,q=1/2或1/4的分数槽电机,或采取设计措施使相绕组反电势三次谐波含量较低时,两种绕组接法下的性能是相近的.绕组也可以选择三角形接法.同时也解释了小功率三槽式永磁有刷直流电动机采用三角形接法的理由.     

无刷直流电动机的设计(Ⅰ)

随着永磁材料和功率电子元器件的不断进步,永磁无刷直流电动机得到了快速的发展,它们被广泛地用于变速驱动、伺服驱动、兵器、航空、航天和工业自动化等各个领域。因此,合理正确地设计永磁无刷直流电动机是一个越来越重要的课题。从本期起分期介绍无刷直流电动机的设计,主要有:无刷直流电动机的结构和工作原理,以及连接方式;分数槽绕组;磁路计算;电路系统的计算等内容;最后介绍了两个典型例题。     

无刷直流电动机的绕组联接和相数选择

从有刷直流电动机的绕组模型出发，探讨了永磁无刷直流电动机相数的选择以及与之相适应的绕组联接，并就绕组的出力情况作了一些分析。     

永磁无刷直流电动机在石油钻机中的应用探讨

永磁无刷直流电动机具有功率密度大、效率高、功率因数高等优点,但对于大功率、宽调速、高性能的场合,过去由于受到控制技术水平的限制未能得到较好的应用。近几年来,随着控制技术的发展以及高性能自同步变频技术的出现,使永磁无刷直流电动机的应用得到很大的发展,特别在直驱机械方面更有潜力。从永磁无刷直流电动机的机械特性与负载的机械特性匹配、系统性能指标要求与控制技术方案选择等方面考虑,对永磁无刷直流电动机在石油钻机直驱机械上的适应性进行了探讨。     

A brushless three-phase synchronous motor using the armature winding as both load and DC excitation winding

This paper presents a new brushless three-phase synchronous motor which has no exciter. The technique applied to the motor provides an effective way for conventional brushless synchronous motors to simplify the system configuration. The stator of the motor is equipped with a double-star connected armature winding which has two neutral points. The rotor is a cylindrical one, which is equipped with a two-phase field winding. The field winding is connected with shaft-mounted rectifiers. A dc voltage is applied to the two neutral points of the armature winding to obtain the rotor excitation when the motor is operated at synchronous speed. At that time. the armature winding acts as a stator dc exciting winding while also acting as a load winding. In this paper the principle and characteristics of the motor are described. and the experimental results are shown. It is confirmed that with a 2-kW experimental machine, the proposed motor has good performance. For example, by adjusting the stator dc current, this motor power factor can easily be controlled within a wide range.     

方波驱动无刷直流电动机的模型及仿真

本文建立了方波驱动无刷直流电动机的数学模型,根据所建立的模型,用龙格-库塔方法和编制FORTRAN语言程序,采用计算机对电机运行时的电枢电流、电磁力矩及转速进行数值计算。并通过计算,分析了电枢绕组电感的大小对电枢电流、电磁力矩的影响。     

解决单相永磁同步电机旋转方向不确定问题

介绍一种借助硬件电路和软件算法,实现检测和电控的单方向单相交流永磁同步电机。在空载/轻载状态的超速运行状态下,通过单片机控制电子开关,减少流入电机绕组的电流,逐步降低空载电机转速,使它在空载状态下最终牵入同步并且稳定运行。成功地解决电控式单方向交流永磁同步电机在空载/轻载运行时的振动大、噪声响和发热高等问题。     

U型单相自起动永磁同步电机参数计算与起动特性分析

为了使U型单相永磁同步电机实现自起动,气隙采用非对称形式。文中基于二维有限元法对电机绕组电感、磁链和定位转矩进行了计算。在此基础上,针对所建立的动态数学模型,用龙格库塔法对空载起动过程进行了动态仿真计算,得到该电机电流、转矩和转速曲线。同时讨论了电源合闸角、转子初始相角、磁链和负载转矩对电机转速和旋转方向的影响。本文所论述的工作为该电机的进一步理论研究与优化设计奠定了基础。     

交通牵引大功率单边直线感应电机性能研究

从单边直线感应电机(SLIM)气隙磁密方程入手,引入绕组函数方法,将次级绕组分为基波和边端效应波分量。根据初级绕组分布,推导出两相静止坐标下的初级绕组函数,解出次级绕组基波和边缘效应波分量。由绕组函数理论计算出电感、品质因数、次级电阻和运动电势系数,建立电压和磁链方程。根据初次级能量转换关系,得到推力方程。通过恒流恒频下的暂态特性和几种变频模式下的稳态特性计算,比较了实际稳态运行中的大功率SLIM的相电流、推力和效率的计算值和测量值。结果表明,绕组函数法能较好地描述边端效应,得到的稳态推力、效率和试验基本吻合,并证明了暂态计算的真实性。该模型可用于电机设计和特性分析中,具有一定的实用性。     

无刷直流电动机电枢等效电阻的实例研究

用典型结构和驱动方式的无刷直流时机的实际数据，说明了通常认为电枢等效电阻基本上由绕组电阻决定的概念与事实有很大出入。指出换向等效电阻的影响不可忽略，它的值与电动机的转速成正比，在转速较高时，可以达到绕组电阻的若干倍。给出了电枢电阻及其各个分量的实验测定方法。     

永磁交流伺服电动机力矩分析

针对电流型逆变器供电的永磁交流伺服电动机的结构,运用级数展开的方法,对永磁交流伺服电动机定子绕组和转子磁体产生的磁场进行谐波分析;然后根据定、转子磁势相互作用产生转矩的基本原理,导出电磁转矩的表达式;指出合理地利用定、转子磁势谐波产生的转矩,能减少伺服电动机的力短波动,提高其性能和运行精度。     

New design for the high-performance drive system for DC brushless motor

The dc brushless motor, permanent magnet-type synchronous motor (PM motor), has been used widely in industrial robots, the machine tools for factory, and factory automations. Therefore, it is more desirable to improve the performance of the PM motor variable speed control system. Although only the torque component current is adjusted as the control method for the PM motor, so-called Vector Control, it is expected that the developed characteristics will be added to the PM motor. In this paper, new driving methods for the PM motor and a new design method for the variable speed control system are presented. The new motor driving methods which bring to the PM motor a new driving performance, e.g., a quick transient response or high-efficiency motor driving, can be implemented by controlling not only the torque component current, but also the magnetizing component current. A developed optimal control theory, i.e., the error system technique, is employed for designing the control system. The control law is endowed with a steady robustness against the variation of the system parameters and the ability of compensating the delay time due to the control processing. The effectiveness of the proposed method is confirmed by simulations and experiments.     

基于绕组函数法的大功率单边直线感应电机牵引特性研究

将麦克斯韦方程和绕组函数法相结合,得到单边直线感应电机(single linear induction motor，SLIM)的初级、次级基波和边端效应波绕组函数。由绕组函数理论计算出电感、运动电势系数，建立电压和磁链方程。由初、次级能量关系得到推力方程并进一步求解相关特性量。对不同工况的暂态和稳态特性进行分析。将大功率电机全过程中相电流、推力、效率的计算值与测量值进行比较。试验结果表明，绕组函数法能较合理地描述SLIM特性，具有一定实用性。     

永磁型无轴承电机无径向位移传感器运行研究

在分析悬浮绕组电感与转子径向位移线性关系的基础上,针对永磁型无轴承电机无径向位移传感器运行的需要,分析了一种基于悬浮绕组高频信号注入的转子径向位移估算自检测方法,讨论了利用高频信号注入、悬浮绕组差分电压提取及转子径向位移跟踪观测器设计等位移检测原理和实现技术,并应用这种位移检测方法建立了永磁型无轴承电机无径向位移传感器控制系统.仿真研究表明,该位移自检测方法能在永磁型无轴承电机全速范围内准确地观测出转子的径向位移,实现无径向位移传感器方式的稳定悬浮运行.