微型永磁式爪极步进电机控制系统设计与实现

为实现对直径在5 mm左右的永磁式爪极步进电机的驱动控制。基于STM32F103C8T6主控芯片和TMC2660驱动芯片,设计了一套针对该电机的运动控制系统。控制芯片和驱动芯片之间利用SPI通信,实现对步进电机驱动电流、运动方向以及细分的设置。上位机基于CAN2.0通信协议完成对驱动器的参数修改配置,并且实现正反转、停车、定位以及回零等功能。利用S曲线控制算法,在细分的基础上对步进电机运动进行控制,实现电机的平滑启动与停止。经过实验验证该控制系统能够实现对微型爪极永磁式步进电机的运动控制,细分驱动可有效提升电机电流的正弦性。     

转子结构优化的内置V型永磁电机齿槽转矩研究

为了降低内置V型永磁电机的齿槽转矩，提出在提高齿槽转矩对称性的基础上结合改进非均匀气隙的方法降低齿槽转矩。首先，研究齿槽转矩对称性产生原理，通过优化转子参数Rib和HRib使对称系数由40%提高到93.3%,但齿槽转矩峰值也由1.30 N·m增加到1.54 N·m;在提高对称性的基础上，对传统非均匀气隙进行改进，齿槽转矩峰值可大幅降低。通过仿真分析得到，仅提高齿槽转矩对称性，传统非均匀气隙齿槽转矩峰值由1.54 N·m降低到1.05 N·m,仅仅降低了31.8%,改进非均匀气隙后齿槽转矩峰值降低到0.25 N·m,降低了86%,说明改进非均匀气隙能更好的结合对称性降低齿槽转矩；最后分析优化后空载气隙磁密和空载反电势谐波畸变率基本保持不变，说明优化后不会恶化电机其他性能。