随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展,交流调速性能日益提高,变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度,一般的通用变频器已经不能满足工业应用的需求,而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Ficld Oricnted Control),能够实现交流电机电磁转矩的快速控制,本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析,以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统。并分析了逆变器死区效应的产生,实现了逆变器死区的补偿。本文介绍了交流调速及其相关技术的发展,变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础,通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,并利用转子磁场定向的方法,对该模型进行分析,设计了转子磁链观测器,以实现交流电机电流量的有效解耦,得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿据直流电机的控制方法,设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以TMS320LF2407A为主控制器的硬件平台,在此基础上实现了矢量控制算法,论述了电压空间矢量调制(SVPWM)的原理和方法,并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。实验表明基于转子磁场定向的矢量控制(FOC)系统,结构简单,电流解赫方便,动态性能好,精度较高,能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。
上传时间: 2022-06-30
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基于51无刷电机控制器,制作简单,仿真已经实验成功。此驱动电路采用以3片IR2110为中心的6个N沟道的MOSFET管组成的三相全桥逆变电路,仅对上桥臂功率MOSFET管进行PWM调制的控制方式。其输入是以功率地为地的PWM波,送到IR2110的输入端口,输出控制N沟道的功率驱动管MOSFET的开关,由此驱动无刷直流电动机。
上传时间: 2022-07-02
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霍尔传感器应用于无刷电机驱动控制:讨论了利用霍尔元件在无刷电机控制系统中使用的问题,并对霍尔集成传感器进行了探讨。介绍了2种利用霍尔集成传感器组成无刷电机控制电路的方法。
上传时间: 2022-07-09
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为设计高性能、低损耗的电机,需要准确地分析电机铁耗。本文从铁磁材料的磁化特点出发,以分离铁耗模型为基础,对交变磁化以及旋转磁化条件下铁磁材料和电机的铁耗进行分析和计算,分别从理论和实践角度着重就电机铁耗计算和测量中的一些相关问题作了深入研究。 按照分离铁耗模型,铁心损耗可以分成磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗。本文首先从交流磁滞回线的产生机理出发,在Preisach静态磁滞模型的基础上,利用极限磁滞回线的对称性,采用人工神经网络技术,建立了Preisach人工神经网络磁滞仿真模型,实现了对铁磁材料交流磁滞回线的理论计算,为磁滞损耗的理论分析和计算奠定了基础;为对交流磁滞回线进行实测,本文给出了一种采用爱泼斯坦方圈测量铁磁材料交流磁滞回线与磁滞损耗的新方法,该方法克服了环形样片测量法的不足,操作简单,且测量精度高,具有较好的实用价值。利用该方法得到的实验数据很好地验证了理论计算结果。 对涡流损耗以及异常损耗的计算模型,本文系统地给出了其推导过程,对模型中的参数进一步加以明确,并对模型的特点进行了分析。铁磁材料异常损耗计算模型是基于统计学原理推导而来的,模型中参数的确定涉及到铁磁材料的微观特性,本文给出了通过实验确定其参数的具体方法;考虑到工程中异常损耗计算模型是其理论模型的简化形式,文中对两者的差别进行了分析。 在分析电机铁耗时,既要考虑铁心材料本身的损耗特性,也要考虑电机供电方式以及铁心中磁场变化等因素对铁耗的影响。在对铁磁材料损耗特性分析的基础上,本文考虑到局部磁滞回环对电机铁耗的影响,推导了计及局部磁滞作用的电机铁耗模型,并从理论上对C.P.Steinmetz的磁滞损耗经验公式进行了验证,从而明确了公式中经验系数的物理意义;同时通过实验研究,分析了磁化频率对磁滞损耗系数的影响,提出了在磁化频率较高时分段确定磁滞损耗系数的方法;考虑到现代电机控制策略以及供电方式的多样性,本文对正弦波、方波以及三角波电压供电时铁心材料的交变铁耗模型分别进行了推导,给出了其解析表达式,并通过实测证明了模型的有效性;对SPWM这类应用较为广泛的非正弦供电方式,推导了电机交变损耗的一般计算模型,分析了SPWM变频器供电时电机铁耗与变频器参数的关系,给出了其关系的数量表达式; 同时采用改进的爱泼斯坦方圈试验平台对非正弦供电条件下的铁磁材料损耗和电机铁耗进行了实验研究。 考虑到电机铁心制造过程中冲压对铁心材料特性的影响,本文提出了一套简便的对铁磁材料进行冲压影响研究的实验方法,利用该方法,有效地对材料的冲压影响特性进行了分析。在实验研究的基础上,本文推导了考虑冲压影响时的铁磁材料损耗的修正系数,从而在传统交变铁耗分离模型的基础上,建立了计及冲压影响的电机铁耗计算模型。对模型中引入的冲压影响修正系数,给出了详细的推导过程和明确的计算方法,从而使传统的经验修正方法得到改善。 在旋转电机中,除交变磁化外,同时还存在大量的旋转磁化。本文对旋转磁化的物理机理进行了初步探讨,分析了旋转磁化条件下的损耗特点,系统介绍了当前铁磁材料旋转磁化性能以及旋转磁化损耗实验测量和理论计算的方法和手段。 在以上铁耗理论的基础上,充分考虑铁心的非线性及磁滞特性,本文建立了一般条件下的铁心动态电路模型,并将该模型应用于异步电动机铁心等效电路中,推导了异步电动机动态铁耗的分离等效电阻。以一台三相异步电动机为样机,采用以上铁耗的动态分离等效电阻,有效地对电机铁耗进行了分离,从而为深入研究电机的动态铁耗特性提供了便利。 论文最后以一台永磁无刷直流电机为例,对电机的运行特性以及铁心损耗进行了分析计算。分析中应用场路结合法,建立了永磁无刷电机换流等效电路模型,采用镜像法建立了深槽无刷电机电枢反应分析模型;在电机铁耗分析中,推导了考虑旋转磁化的电机铁耗工程计算模型,对样机铁耗进行了理论计算,并通过构建实验平台,对旋转磁化条件下的样机空载铁耗进行了测量,最终理论值与实测值吻合良好,证明了上述方法的有效性。
上传时间: 2013-07-02
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无刷电机 霍尔传感器 反电动势 控制 原理:无刷直流(Brushless Direct Current, BLDC)电机是一种正快速普及的电机类型,它可在家用电器、汽车、航空航天、消费品、医疗、工业自动化设备和仪器等行业中使用。 正如名称指出的那样,BLDC 电机不用电刷来换向,而是使用电子换向。BLDC 电机和有刷直流电机以及感应电机相比,有许多优点。其中包括:
上传时间: 2013-11-24
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该书籍系统地介绍了无刷电机控制系统的基本理论、基本方法和应用技术。全书分为3部分共10章,主要涉及电机的数据建模和矢量控制(FOC)技术、三相电源逆变器PWM技术,直接转矩控制、三相永磁电机的无传感器控制技术。还有相应的MATLAB仿真建模并进行了仿真分析,对初学者和系统学习电机控制的学者有很好的帮助。
上传时间: 2022-07-02
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该文主要研究的是感应电动机无速度传感器矢量控制变频调速及参数辨识.首先,利用坐标变换的方法推导出感应电动机在两相殂止和两相同步旋转坐标系中的数学模型,并对电机动态特性进行了仿真.用矢量控制理论和电压解耦的方法建立了转差型电压乔量解耦控制系统.利用神经网络的方法和模型参考自适应(MRAS)的方法实现转速辨识,仿真结果验证了辨识方法是可行的.利用系统固有了硬件资源(如PWM逆变器、微机控制系统)发出一定规则的脉冲实现电动机参数的静态测试,仿真结果表明它能为矢量控制系统提供较高精度的电机参数,具有一定的实际意义.为了实现电机转速高速响应的目标,用大规模数字信号处理器DSP产现系统控制,文中给出了控制思想.
上传时间: 2013-04-24
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电动车辆是公认的清洁有效的城市交通工具.它集光、电、化学科学的最新技术于一体,是车辆、电子驱动系统、化学电源、计算机、新能源、新材料等勤务员技术中最新成果的集成产物.在各种车辆驱动系统中,就电动车辆在环保领域内的竞争力而言,燃料电池系统及其技术具有很大的发展潜力.在其关键技术:燃料电池技术和动力电子驱动技术方向,目前开发的方向主要是高功率密度、轻量化、高可靠性和低成本的燃料电池系统.燃料电池系统的关键控制部件是空气压缩机,这是除燃料电池之外的最昂贵的部件.该文介绍的是为美国Ecostar电子驱动系统公司研制的、用于驱动新型燃料电池汽车的空气压缩机的永磁无刷直流电机.该电机的研究开发的主要目标是:高密度,低成本.
上传时间: 2013-04-24
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直线电动机直接驱动运动设备,省略了机械转换机构,完全消除机械传动元件的速度和加速度的物理极限,具有长行程、低惯量、高精度、快响应和高速度等特征,是先进加工中心的标志。90年代中期以后,直线驱动技术在超精密定位领域中得到了广泛的应用,吸引了越来越多的研究机构和人员投入到这一领域中来。 永磁直线同步电机与普通的直线异步电机相比,具有效率高、输出力矩大、体积小、易于控制等优点,极大地提高了进给系统的快速响应性和运动精度,成为新一代超精密机床中最具有代表的技术。永磁直线同步电机伺服控制系统将是当前和今后直线电机发展应用的一个方向。 本文以直线电机理论为依据,以现有的实验设备及新的实验方法为基础,设计了永磁直线同步电动机控制系统,分析了永磁直线同步电机控制系统中存在的难点,并对直线电动机控制系统的控制性能进行了初步的实验研究。 首先,介绍了永磁直线同步电机的结构、工作原理、相关控制策略,对直线电机控制难点进行了探讨。在此基础上,设计了永磁直线同步电机的控制系统的总体方案。 然后针对永磁直线同步电机控制系统的主要难点,分为位置检测技术,硬件系统设计和软件系统设计三个方面对控制系统进行分析。根据永磁直线同步电机的特点,提出一种简易的初始位置检测方法,并设计了检测电路。该方法基于线性霍尔元件,基本上不增加控制系统成本,安装简便,效果良好。在普通的三相逆变电路的直流侧添加DC/DC电力电子电路。这样的做的好处是根据系统需求输出直流电压,减少谐波。由于传统的基于前后台工作机制的电机控制软件存在响应不及时、不稳定等弊病,提出了基于嵌入式实时操作系统机制上编写电机控制软件。 最后基于样机和控制器做了相应试验,分析了试验结果,并提出了存在的问题和下一步的工作展望。
上传时间: 2013-06-20
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随着国民经济的飞速发展,传统的电机已无法满足当前工程的要求,其作用也由过去简单的起停控制、提供动力上升到要求对其速度、位置、转矩等进行精确的控制,并能实现快速加速、减速、反转以及准确停止等,使被驱动的机械运动符合于集的要求。在集成电路、现代电子技术及控制理论飞速发展的今天,电机控制技术也得到了飞快的发展,电机控制器也由模拟分立元件构成的电路向数模混合、全数字方向发展。本论文主要研究了FPGA芯片在电机控制器中的应用。 论文首先对无刷直流电机系统进行了综合性论述。对系统的组成、及系统中主要部分:如位置传感器、逆变器和功率器件、供电直流电源进行了较详细的说明;并且提出了与本研究相关的控制机理和实施方案。 其次,论文对FPGA芯片的特点及配置电路、以及以FPGA-FLEX10K10为核心的控制器电路的组成进行了较详细的论述;同时对超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)的特点和应用进行了研究;并提出了应用FPGA芯片对电机速度进行控制的系统构成及工作原理。 论文还对FPGA芯片与DSP芯片共同完成电机控制的方案进行了论述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了电机控制器的设计、制造和调试,并在此基础上分析研究了利用此控制器对无刷直流电机进行调速控制的方法;两种控制器共同工作,组合方便、功能强大,适合在高精度、高效、宽变速控制的应用场合下,可对电机实现精度更高、策略更复杂的控制。 论文最后还对在具体产品中的应用效果及行了简单分析。
上传时间: 2013-08-04
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