BLDCM控制系统功率逆变电路发热分析及实验验证

针对BLDCM控制系统功率逆变电路能耗问题,分析了功率器件工作时产生损耗的机理,探讨了PWM斩波方式、斩波频率及BLDCM绕组电感3个因素对功率逆变电路发热的影响并进行了相应实验验证,给出了不同条件下BLDCM电枢绕组电流波形和功率器件温升实验数据,对降低BLDCM控制系统功率逆变电路损耗进而提高控制系统效率、增强工作可靠性、提升BLDCM控制系统使用寿命等具有重要的理论及工程应用价值。     

双余度高压无刷直流电机有限元分析

针对多电飞机的快速发展,设计了基于270 V的双余度高压无刷直流电机。根据双余度高压无刷直流电机的结构特点,建立了双余度高压无刷直流电机的数学模型,推导了双余度工作时的转矩计算公式。建立了双余度高压无刷直流电机的电磁场模型,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了单绕组工作时与双余度工作时的反电势、转矩、转速等。并建立了双余度高压无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其双余度工作时的热场进行了仿真。仿真结果表明:双余度高压无刷直流电机在运行过程中,可以达到与单绕组工作时相同的动态特性,转矩为单绕组工作时的2倍,且大大提高了系统的可靠性。     

基于阵列漏磁信号分析的无刷直流电机高阻接触故障诊断研究

无刷直流电机具有效率高、能量密度高、噪音低等优点进而被广泛应用于汽车、工业自动化、航空航天等领域。高阻接触（high resistance connection, HRC）故障是电机的典型故障之一,该故障严重时会导致急剧温升乃至火灾,因而无刷直流电机的HRC故障研究具有重要的意义。通常采用电流电压信号分析的方法诊断HRC故障,但现有的方法仍存在局限与不足。针对此问题,设计了一种新的结合阵列漏磁信号分析和机器学习的方法实现无刷直流电机HRC故障的定位和定量分析。首先通过安装在电机外壳的霍尔传感器阵列采集多通道漏磁信号,利用神经网络分析漏磁信号的时域特征实现电机HRC故障检测和定位。在确定故障相之后,利用另一个神经网络模型分析漏磁信号频域特征实现HRC故障的定量分析。实验结果表明,提出的方法检测和定位故障的精度为9875%,故障定量分析的平均均方根误差为0018 Ω。该方法具有非侵入式测量、易于实现、效率高等优点,对提升无刷直流电机HRC故障检测精度和效率具有促进作用。     

同步旋转坐标系下的BLDCM滑模观测器算法设计

为了实现无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)矢量控制系统中电机转子位置的准确估计,提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模观测器算法。该方法直接在同步旋转坐标系中设计滑模观测器,以获取电机反电动势信息,再通过锁相环技术从估计的反电动势中提取电机转子的速度和位置角度信息。针对滑模观测器的高频抖振问题,采用饱和函数代替滑模观测器的符号函数。最后,通过仿真将所提算法与传统滑模观测器算法对比,并对所提算法进行实验验证。仿真与实验结果表明该算法能够准确跟踪转子的速度和位置,验证了所提算法的正确性与可行性。     

无刷直流电机锁相环稳速系统建模与仿真

研究无刷直流电机高精度稳速系统中的转速、电流双闭环控制技术,采用了锁相环（PLL）技术用于无刷直流电机转速控制中。根据数学模型推导出了锁相环的传递函数并建立了仿真模型。在Matlab7．0／Simulink环境下,搭建了无刷直流电机双闭环锁相稳速系统仿真模型进行仿真,得出了速度阶跃响应的相电流、反电势、转速响应曲线以及转速波动曲线。仿真结果验证了各环节数学模型的有效性,证明了锁相环控制是提高无刷直流电机转速稳定度的有效手段。     

基于模糊控制的无刷直流电机建模仿真新方法

为提高无刷直流电动机(BLDCM)控制系统的精度,本文根据电机的数学模型,基于Matlab仿真平台构建了BLDCM电流、转速模糊PI复合控制的双闭环控制系统的仿真模型。该模型采用了一种基于分段线性化的思想,利用Simulink中的Look-Up Table对梯形波感应电动势和电磁转矩进行快速建模的方法。仿真结果表明,该模型准确易行、控制精度高,为实际BLDCM控制系统的设计和调试提供了有效的工具。     

无位置传感器直流无刷电动机控制系统研究

在分析无位置传感器直流无刷电动机的反电动势换相和启动原理的基础上,建立了利用反电动势换相的换相模块,启动采用“三段式”启动技术。在双闭环调速系统中,电流环采用电流滞环控制,转速环采用PID控制器。仿真结果表明：这种基于反电动势换相的无位置传感器直流无刷电动机控制系统能够正常启动,具有同有位置传感器直流无刷电动机控制系统同样好的静态、动态特性。     

基于EKF的无刷直流电动机转速控制系统设计

设计了基于扩展卡尔曼滤波的无刷直流电动机转速控制系统,克服传统无刷直流电机控制系统由于存在位置传感器给电机带来的诸多不利影响。本系统中,通过测量定子侧的电流值和电压值,可以逐步估计出转子的转速和位置,为无传感器电机控制打下基础。通过仿真实验,验证EKF算法估算转子位置信息的可行性。     

基于DSP前馈模糊PI的舵机控制算法

针对负载转矩对舵机转速的影响,建立负载力矩的数学模型,提出带前馈模糊自整定比例积分参数的速度环控制算法,利用前馈控制器补偿负载变化对电机转速的影响。当直流无刷电机特性和力矩变化时,通过动态调整控制参数使系统具有良好的鲁棒性和控制精度。设计以数字信号处理器为核心的模糊控制器,采用高精度的绝对编码器作为位置环反馈。实验结果表明,该控制器具有较强鲁棒性,且响应速度快、超调小、控制精度高。     

基于软件锁相环的无刷直流电机高精度速度控制系统

介绍了一种无刷直流电机的高精度速度控制系统,以高性能DSP和CPLD为核心控制元件,采用软件锁相环技术实现了对电机转速的高精度控制。经实际测量,电机在较宽转速范围内均能进入相位锁定状态,其反馈转速的转子位置传感器输出的脉冲信号能稳定跟踪给定基准信号,达到同频和接近于同相,且转速稳定精度高。试验表明,该系统实用性强,具有较高的工程应用价值。