基于机器视觉的永磁球形步进电动机转子位置检测方法

介绍了永磁球形步进电动机的基本结构及基于机器视觉的球形电机位置检测方法。在电机转子表面喷涂用伪随机编码生成的网格图,图像传感器获取转子图像。通过分析所获取的图像,得到特征点在固联于转子球的坐标系下的坐标。图像传感器标定后得到的参数,可以计算出图像中的特征点在参考坐标系下的坐标。利用这些点在不同坐标系下的坐标,得到2个坐标系间的旋转矩阵,即确定了球形转子旋转后的空间位置。实验结果表明该方法的有效性。该方法可以用于实现闭环控制球形电机。     

一种球形电动机转子三自由度位置检测方法研究

研究了一种永磁球形电动机转子位置检测方法,通过结合多组三维霍尔传感器及永磁体进行球形转子空间位移和角位移的三自由度位置检测,改进了测量球形电动机转子位置的方法,给出了具体的求解方法。对检测过程中来自系统内外的线圈和永磁体产生的误差因素依次进行了理论研究和仿真分析。仿真和实验结果证明,该方法能对球形电动机转子三自由度位置进行有效检测,为三自由度球形电动机位置检测提供了新的思路。     

电压矢量定向的PMSM转子初始位置测量方法及应用

永磁同步电动机控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定向控制。从永磁同步电动机的数学模型出发,提出了一种新型的基于电压矢量定向的转子位置测量方法,可以实现安装绝对值编码器的永磁同步电动机的转子初始位置补偿角的计算。在永磁同步电动机驱动控制系统中对该方法进行了实验验证和应用。实验结果表明,使用该方法的永磁同步电动机转子初始位置测量算法简便,无需电流传感器工作,初始定位不存在抖动,系统编程容易实现。     

基于多传感器的永磁球形电动机转子两自由度位置检测研究

设计了一种应用于球形电动机的新型位置检测系统,该系统可以更加准确地控制球形电动机。同时进一步改进了测量与检测球形电动机转子位置的算法,并进行了仿真验证。     

大型天文望远镜方位轴电机转子位置检测

大型天文望远镜实时跟踪目标星体,方位轴电机位置检测是其重要一环。针对其复杂机械结构及精密光学装置的特点,采用拼接弧线永磁同步电动机对大型望远镜方位轴进行直接驱动,采用带距离编码的光电编码器检测拼接弧线永磁同步电动机转子位置,设计了编码器处理电路,采用长线接收/驱动器对编码器信号进行处理,然后根据带距离编码的编码器特点实时计算方位轴电机转子位置。实验表明对超低速运行的大型天文望远镜,高精度的光电编码器可以根据转子的磁极对数选择相应的参考点数应用到拼接式弧线电机进行电机转子磁极位置检测,简化转子位置计算,节约控制的计算速度。可达到快速、准确、简单检测方位轴转子磁极位置的目的。     

双定子球形电机空间磁场的谐波分析

空间上进行多自由度运动通常是由几个单自由度电机组合实现,而球形电机可以独立进行三自由度运动。在分析了不同结构的永磁球形电机磁场分布的基础上,提出了一种新型双定子永磁球形电动机及其套层转子结构空间磁场谐波含量分布。首先阐述了其结构及运行原理,采用有限元法分析了电机内外气隙磁通密度径向的谐波含量的分布,然后通过离散傅里叶级数进行转子结构参数的谐波分析。最后搭建实验样机平台,验证了电机及其转子结构参数谐波分析有限元模型的有效性,参数谐波含量变化规律的正确性。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机转速辨识性能评估

利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）,将转子转速看成一个状态量,通过测量电机定子侧的端电压和电流在线估计电动机转子速度。通过较全面的仿真实验对比分析,研究了采样周期、滤波器参数和电机参数对转速在线估计性能指标的影响。对比结果发现,该方法进一步优化了用扩展卡尔曼滤波器对电动机转速的辨识。     

一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差高精度测量方法

永磁同步电机的高性能控制离不开转子位置的高精度检测。转子位置的检测通常由与电机同轴安装的测角传感器实现。测角传感器零位与电机转子电气零位之间的偏差确定精度对电机的控制性能产生直接的影响。在分析电机反电势模型的基础上,结合旋转变压器解码数据,提出了一种通过拖动电机被动转动,测量电机绕组反电势及旋变解码数据高位信号的零位偏差直接测量方法。实验表明该方法具有测试方法简单、测量精度高等特点。     

新型球形结构两自由度混合式步进电机二维等效模型分析方法

在智能系统发展时代机器人使用率在逐步提高,其中多自由度电动机在机器人的构成中占有较为重要的地位。多自由度电机发展历史较长,但大部分仍处于实验研究阶段。因此,为进一步简化电机结构、降低电磁耦合影响、提升电机运行稳定性等,本文依据非球形正交圆柱结构两自由度步进电动机运行原理,提出一种新型球形结构两自由度混合式步进电动机。首先,对该电机结构及运行原理进行介绍;其次,讲述削弱子电机间的耦合磁场方法,为缩短电机的分析计算时间及提高计算精度,提出二维等效电机模型分析方法;最后,三维电机模型与二维等效电机模型进行有限元仿真计算结果比较,并试制一台外径116mm实验样机实验验证了二维等效模型的可行性及准确性。     

直驱永磁同步风力发电机转子位置测量的研究

针对现有永磁同步发电机的转子位置测量方法,综合各种测量方法的不足,提出了一种增量式光电编码盘的测量方法,并对电机初始位置检测进行了实验与结果分析,实验结果表明了该方法是切实可行的,能够可靠并有效地检测出电机转子的初始位置.     

光电编码器选型及同步电机转速和转子位置测量

光电轴角编码器,又称光电角位置传感器,是电气传动系统中用来测量电动机转速和转子位置的核心部件。对绝对式、增量式和混合式光电轴编码器的工作原理进行了综述,介绍了光电轴编码器的选型原则、转子速度的测量和转子位置的测量方法。最后,给出了同步电动机变频调速系统中转速和转子位置测量系统的实现。     

永磁球形步进电机转子位置检测的全局优化

介绍了永磁球形步进电机模型，在转子球面上进行随机编码，光电传感器的输出用来表示转子的位置。对转子球体的三维旋转进行了群描述；针对96个传感器的输出所构成的位置空间进行搜索，而传统的单点搜索会陷入局部极小值。定义目标函数，根据目标函数值的二维关系图的特点，采用遗传算法对函数进行全局寻优，并嵌入最速下降算子来加强遗传算法的局部搜索能力，得出当前转子的空间位置。对于远距离目标节点，仿真表明这种多点并行搜索方法能够快速地收敛到目标位置，精确度取决于传感器的分辨率和搜索步长。     

The square bar-shaped multi-DOF ultrasonic motor

In this paper a multi-degree-of-freedom (multi-DOF) ultrasonic motor consisting of a square bar-shaped stator and a spherical or plate type rotor was developed. It can generate multi-DOF rotation of the rotor using “shaking beam” principle of linear motion formation based on previous researches. The multi-DOF rotation generated by four contacting points of a square bar-shaped actuator using four d₃₁ piezoelectric plates. The computer simulation by finite element analysis of proposed system is given. The authors used precision laser equipment for testing and measuring both contacting points and surfaces of square bar-shaped actuator.     

考虑低速稳定性的感应电机转子磁场定向校正策略

感应电机的转子磁场定向控制中,磁场定向角的准确性影响着电机的转矩输出性能.在速度测量准确的场合,转子定向角主要受转子电阻误差的影响,而转子电阻校正又受到定子电阻误差的影响.目前,较少的论文对转子电阻和定子电阻同时进行补偿,且同时补偿下的稳定性问题也鲜有研究.该文提供了一种新型的基于MRAS的转子电阻和定子电阻补偿策略,...     

一种新型混合转子结构无轴承电动机磁悬浮力的矢量控制

无轴承电机具有无机械磨损和噪声等优点，其转子旋转和悬浮的电磁转矩和磁悬浮力皆由电机本身产生。在对不同转子结构转矩和磁悬浮力进行有限元对比分析的基础上，该文提出了一种兼有永磁式和感应式转子共同优点的新型混合转子结构。该电机不仅能产生大的电磁转矩和磁悬浮力，而且提供了通过电流矢量定向实现悬浮力解耦控制的途径。基于数字信号处理器DSP(TMS320C32)和复杂可编程逻辑芯片CPLD(Xilinx)，构建了混合转子无轴承电机的控制系统，实现了悬浮力矢量控制策略。试验结果表明该文所提出的新型无轴承电机的设计与控制策略是可行的。     

基于虚拟仪器的电机转矩转速测试系统

在异步电机矢量控制等高性能电机控制的研制过程中,为了得到电机的运行情况,更好地研究异步电机的控制方案,需要对异步电机的转矩、转速等参数进行采集、存储、显示。分析了转矩转速测量原理,设计了一种基于虚拟仪器的转矩转速测试系统。通过它可方便精确地测量转矩、转速,并将其应用到变频调速试验中。试验表明,该转矩转速测试系统精度高、抗干扰能力强、操作简单,对电机运行中的动静态特性能够快速测定并以直观的图表形式描述出来。     

斜槽式永磁球形电机的设计与分析

永磁球形电机由于其结构简单、控制方便,并且可以实现任意角度的偏转的特点,现在在航空航天、智能机器人等各个领域被广泛应用。本文采用8极16槽,具有三层定子结构的永磁多自由度球形电机,对球形电机的气隙磁场和齿槽转矩进行了分析,提出一种斜槽结构,对转子进行优化,利用有限元软件建立三维模型,用解析法对齿槽转矩进行分析,得到的结果与有限元方法进行对比分析,计算分析结果表明,该优化设计方法能有效降低永磁球形电机的齿槽转矩。     

旋转变压器解码芯片AD2S1200的解码原理与应用分析

在高性能电机的控制中,转于位置的测量精度对电机的控制效果影响很大,为提高电机转子位置信号的测量精度,本文对旋转变压器解码芯片的解码原理进行了深入的分析,并推导出其离散化闭环传递函数,得出相应波特图和带宽;通过仿真给出了滤波电容参数与信号绕组电感、电阻参数之间的关系,分析了解码电路滤波电容的选择对转子位置角测量误差的影响,最终根据本文提出的方法选择了解码电路的最优滤波电容,并经过试验验证该方法的有效性.     

永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。