双三相永磁同步电机直接转矩控制的研究,双三相永磁同步电机直接转矩控制的研究,
上传时间: 2019-07-10
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永磁元;自n交流电机被认为是21 世纪最有发展前途和广泛应用前景的电子控能电貌。本书着重对永磁无踊3支流电机与控制技术的定要问题进行较深入的研究分析和介绍,包指无刷3主流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较;元刷直流电机数学模搜;计及绕组电感的特性与参数计算方法;分数糟集中绕组和多相绕组;不肉相数绕组连接和导通方式的分析与比较:气隙磁通密度的计算:反电动势波形和反电动势计算z 霍尔传感器位置分布~规律分析和确定方法:无剿宽流电机设计要素前选择;±蔡尺寸基本关系式考虑电感影响的修正;应粘性思尼系数确定电机主要尺寸的方法;整数槽和分数槽绕组元崩豆豆流传Z板的电枢反应:转短波动及其抑制方法;齿槽转矩及其削弱方法:宠剿直流电机基本控制技术E 元传感器控制技术;低成本正弦波控鹅技术:总相元麟直流电机与控制等。2秘书同时综合介绍国内外元;到直流电机与控制技术最新进展动态和研究成泉。每章后附有相关参考文献,便于读者跟踪和进一步深入研究。本书遵循理论研究与实用技术相结合的编写原则,可供即将从事或正在从事与元刷直流电机有关的研究开发、设计、生产、控制和应用的科技人员、管理人员,以及大专院校教师、学生和研究生参考。
标签: 永磁无刷直流电机
上传时间: 2022-04-10
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随着近年来传动系统的发展,多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域中。为了提高多电机传动系统的动态和稳态性能,以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求,多电机同步控制方法的研究也变得越来越重要。目前,有许多方法用来研究多电机同步控制策略,本文采用的是偏差耦合控制方法,利用模糊PID作为速度同步补偿器的控制算法,使用遗传算法来整定PID的参数范围,解决了多电机同步控制系统中多电机速度的同步控制问题。本文首先分析了多电机同步控制的原理及其特点,根据偏差耦合控制策略的优点,确立了基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略,提出了模糊PID补偿器的设计方法。其次,利用罗克韦尔实验室现有的设备,构造了一个与生产现场类似的试验环境,设计了电机同步控制系统的实验平台。在单个永磁同步电动机调速系统的基础上,实现了多电机同步控制。基于实验平台,分别对硬件和软件部分进行了设计,其中包括控制系统网络的组建和硬件连线的设计和对运动控制模块进行组态以及运动控制梯形图的编制。根据本文设计的多电机同步控制方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时,使系统获得了较好的跟随性能及同步跟踪精度。经过Matlab的仿真以及实验结果说明了本文设计的控制算法的有效性和实用性。最后,总结了所做的研究工作,并对多电机同步控制系统中存在的其它问题进行了简单的分析,以及对未来研究方向进行了阐述。关键词:多电机同步控制;:模糊PID;遗传算法;永磁同步电动机;偏差耦合控制
标签: 模糊PID补偿器
上传时间: 2022-06-18
上传用户:zhaiyawei
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
上传用户:kingwide
永磁无刷直流电机是近年来随着电力电子技术的发展和新型永磁材料的出现而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机,由于采用了高性能的永磁材料和电子控制技术,它具有单位体积转矩高、转矩惯性比小,起动转矩高,调速特性好等优点,因而在航空航天、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备及家用电器等方面都获得了广泛的应用.该文讨论了永磁无刷电机的电磁分析方法,提出了场路结合的分析方法并阐述了其原理,并以此对永磁无刷直流电机的电磁性能进行了分析.该文着重于电机的设计,结合了ANSYS有限元计算软件与AutoCAD的二次开发技术建立了一套较完整和实用的CAD软件,并以此软件为基础,设计制造了外转子低速电机的样机并对之进行了实验测试,并将测试结果与通过软件计算的结果进行了比较与分析.
上传时间: 2013-06-14
上传用户:jiangfire
动力传动中的直线往复运动往往是通过旋转运动在传动装置的作用下实现的。因此,频繁的高速和低速的传递运动装置的较好选择是直线开关磁阻电机(LSRM)。但是,这种电机很少得到运用,这是因为LSRM的数学模型很难准确建立,它的固有的牵引力脉动(类似于旋转开关磁阻电机的转矩脉动)也很难克服,因而控制起来比较困难。随着电力电子技术和数字技术的发展,直线开关磁阻电机以其简单结实的电机结构、优越的性能和经济指标,近年来受到学术界的极大关注,不少大学和研究机构都开展了研究工作,取得了一定的成就。本文在“通过先进的控制策略简化机械装置”的指导思想下,结合目前国际学术界的最新研究成果,对直线开关磁阻电机的理论、结构设计和系统仿真进行了一系列的研究。 本文从最基本的理论公式推导出直线开关磁阻电机的数学模型,并在此基础上结合具体参数进行电机的结构设计,分析了各参数的静态特性,推导出动态方程和传递函数,建立了非线性动态模型,利用该模型进行系统的动态特性分析,给出仿真结果;对系统进行优化,提出了一种简单可行的参数选择方法。仿真结果表明,其动态响应性能明显提高。在分析常用功率变换器的基础上,引进软开关技术,用来降低电机的损耗和脉动。采用TMS320VC33进行数据处理,给出了与DSP相连接的相关检测电路。 为了降低和消除开关磁阻电机的脉动和噪声,本文利用滑模变结构控制具有快速响应和对外部变化不灵敏等优点,设计了LSRM滑模变结构控制系统。仿真结果表明,其效果明显。 本文研究的目的在于把直线电机的结构和开关磁阻电机的原理和控制方式结合起来,对直线开关磁阻电机进行深入的分析,并在动态特性上进行较多的理论和仿真分析,在保持开关磁阻电机固有的优点上,进一步简化电机的结构,使之能在一些特殊场合使用,以提高整个传动系统的效率。 研究结果表明,直线开关磁阻电机的结构十分简单,控制策略相对成熟,因而直线开关磁阻电机的研究和推广运用是很有前途的。
上传时间: 2013-06-20
上传用户:lo25643
传统的电梯门机采用的是直流或交流旋转电机来实现。前者调速性能好,但由于存在换向器、电磁火花和干扰,可靠性差;后者虽然电机结构相对简单,但控制复杂,性能差。两者都需要通过一些复杂的传动机构将电机旋转运动转换为直线运动以实现电梯门的开/关。 本文设计了一种采用扁平型直线感应电机驱动的电梯门机及其微机控制系统,提出了一种适用于该系统的恒压调频(CVVF)控制方式并设计了开/关门运行曲线;另外,通过Maxwell2D有限元软件分析了电机的磁场和起动推力特性。论文中给出了样机的实验结果,其性能已达到预定的要求。
上传时间: 2013-06-15
上传用户:zgu489
永磁无刷直流电动机是一种集电机和电子一体化的高新技术产品,它以其体积小、重量轻、惯量小、控制简单和动态性能好等优良特性,被广泛应用于工业、交通、消费电子、航空航天、军事等领域,对永磁无刷直流电动机的研究具有十分重要的意义。 通常的永磁无刷直流电动机由永磁同步电动机、逆变器以及安装在转子轴上的位置传感器构成。逆变器的驱动信号与转子位置信号同步从而保证在任意的速度下定子绕组电流与转子磁场同步。 本文系统研究了永磁无刷直流电动机本体及驱动控制系统,取得了有价值的研究成果。 1)本文查阅了大量的文献资料,全面总结和分析了永磁无刷直流电动机的研究现状,阐述了永磁无刷直流电动机的运行和控制机理。 2)在分析永磁无刷直流电动机的性能与运行原理的基础上,设计了以PIC16F877A单片机为核心的永磁无刷直流电动机调速系统,并进行了实验研究。 3)利用Matlab/Simulink对永磁无刷直流电动机系统建立动态仿真模型,结合实验所得参数进行仿真,结果证明所建仿真模型的正确性和有效性。 4)在Matlab下对永磁无刷直流电动机可能会出现的各种故障进行了仿真研究,表明了永磁无刷直流电动机具有良好的容错性能。 5)基于磁路法设计了一套永磁无刷直流电动机的电磁设计程序,给出了计算实例。 6)给出了计及齿槽影响的永磁无刷直流电动机电感参数的解析计算,与有限元法计算结果对比,表明此方法的正确性和精确性;在星形连接的两两导通方式下,分析计算得到计及绕组电感的永磁无刷直流电动机的平均电流稳态电路模型,结果表明计及电感参数的电枢电流较小,转速相应降低;推导出了在三角形连接的两两导通方式下,计及绕组电感的相电流解析式。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:熊少锋
本课题的研究工作主要围绕机床用永磁交流伺服电动机设计展开,所做的主要工作包括以下几个部分: 首先,钕铁硼永磁材料导电率较高、耐热性能较差,当电机气隙磁场谐波含量较大时,永磁体中就会感应出涡流形成涡流损耗导致永磁体发热。因此,有必要对转子永磁体内的涡流进行计算和分析。本文分析了永磁同步电动机转子永磁体内涡流产生的原因,建立涡流的数学模型并推导出永磁体涡流损耗的计算公式。用ANSOFT有限元软件建立电动机的物理模型进行电磁场求解,结合路的计算公式算出永磁体的涡流损耗。 其次,运行平稳性是伺服电动机的一项重要的性能指标,而转矩波动的大小直接影响运行平稳性。本文分析了机床用永磁交流伺服电动机转矩波动产生的原因,运用转矩波动计算公式结合ANSOFT有限元软件,计算比较相同功率、相同极数不同槽数时,电动机的转矩波动情况。通过比较计算出的转矩波动百分比的大小,选择所设计电动机的极槽配合,以提高机床用永磁交流伺服电动机的运行性能。 最后,完成机床用永磁交流伺服电动机基本结构尺寸以及电磁参数的选取,利用有限元软件,分析计算气隙长度变化对失步转矩倍数和永磁体用量的影响,以及永磁体宽度对气隙磁密波形的影响,以此合理选择气隙长度和永磁体的宽度,使电动机的性能更优良。在上述研究的基础上,本文设计了一台0.9kW,8极36槽的机床用永磁交流伺服电动机样机,并对其性能进行了测试,测试结果表明,电机的性能指标达到了预期的要求,证明了电机设计过程理论分析计算的正确性。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:脚趾头
高速电机由于转速高、体积小、功率密度高,在涡轮发电机、涡轮增压器、高速加工中心、飞轮储能、电动工具、空气压缩机、分子泵等许多领域得到了广泛的应用。永磁无刷直流电机由于效率高、气隙大、转子结构简单,因此特别适合高速运行。高速永磁无刷直流电机是目前国内外研究的热点,其主要问题在于:(1)转子机械强度和转子动力学;(2)转子损耗和温升。本文针对高速永磁无刷直流电机主要问题之一的转子涡流损耗进行了深入分析。转子涡流损耗是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口引起的气隙磁导变化所产生的。首先通过优化定子结构、槽开口和气隙长度的大小来降低电流空间谐波和气隙磁导变化所产生的转子涡流损耗;通过合理地增加绕组电感以及采用铜屏蔽环的方法来减小电流时间谐波引起的转子涡流损耗。其次对转子充磁方式和转子动力学进行了分析。最后制作了高速永磁无刷直流电机样机和控制系统,进行了空载和负载实验研究。论文主要工作包括: 一、采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小、以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响。对于2极3槽集中绕组、2极6槽分布叠绕组和2极6槽集中绕组的三台电机的定子结构进行了对比,利用傅里叶变换,得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量,然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算了转子涡流损耗,通过有限元仿真对解析计算结果加以验证。结果表明:3槽集中绕组结构的电机中含有2次、4次等偶数次空间谐波分量,该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗。采用有限元仿真的方法研究了槽开口和气隙长度对转子涡流损耗的影响,在空载和负载状态下的研究结果均表明:随着槽开口的增加或者气隙长度的减小,转子损耗随之增加。因此从减小高速永磁无刷电机转子涡流损耗的角度考虑,2极6槽的定子结构优于2极3槽结构。 二、高速永磁无刷直流电机额定运行时的电流波形中含有大量的时间谐波分量,其中5次和7次时间谐波分量合成的电枢磁场以6倍转子角速度相对转子旋转,11次和13次时间谐波分量合成的电枢磁场以12倍转子角速度相对转子旋转,这些谐波分量与转子异步,在转子保护环、永磁体和转轴中产生大量的涡流损耗,是转子涡流损耗的主要部分。首先研究了永磁体分块对转子涡流损耗的影响,分析表明:永磁体的分块数和透入深度有关,对于本文设计的高速永磁无刷直流电机,当永磁体分块数大于12时,永磁体分块才能有效地减小永磁体中的涡流损耗;反之,永磁体分块会使永磁体中的涡流损耗增加。为了提高转子的机械强度,在永磁体表面通常包裹一层高强度的非磁性材料如钛合金或者碳素纤维等。分析了不同电导率的包裹材料对转子涡流损耗的影响。然后利用涡流磁场的屏蔽作用,在转子保护环和永磁体之间增加一层电导率高的铜环。有限元分析表明:尽管铜环中会产生涡流损耗,但正是由于铜环良好的导电性,其产生的涡流磁场抵消了气隙磁场的谐波分量,使永磁体、转轴以及保护环中的损耗显著下降,整体上降低了转子涡流损耗。分析了不同的铜环厚度对转子涡流损耗的影响,研究表明转子各部分的涡流损耗随着铜屏蔽环厚度的增加而减小,当铜环的厚度达到6次时间谐波的透入深度时,转子损耗减小到最小。 三、对于给定的电机尺寸,设计了两台电感值不同的高速永磁无刷直流电机,通过研究表明:电感越大,电流变化越平缓,电流的谐波分量越低,转子涡流损耗越小,因此通过合理地增加绕组电感能有效的降低转子涡流损耗。 四、研究了高速永磁无刷直流电机的电磁设计和转子动力学问题。对比分析了平行充磁和径向充磁对高速永磁无刷直流电机性能的影响,结果表明:平行充磁优于径向充磁。设计并制作了两种不同结构的转子:单端式轴承支撑结构和两端式轴承支撑结构。对两种结构进行了转子动力学分析,实验研究表明:由于转子设计不合理,单端式轴承支撑结构的转子转速达到40,000rpm以上时,保护环和定子齿部发生了摩擦,破坏了转子动平衡,导致电机运行失败,而两端式轴承支撑结构的转子成功运行到100,000rpm以上。 五、最后制作了平行充磁的高速永磁无刷直流电机样机和控制系统,进行了空载和负载实验研究。对比研究了PWM电流调制和铜屏蔽环对转子损耗的影响,研究表明:铜屏蔽环能有效的降低转子涡流损耗,使转子损耗减小到不加铜屏蔽环时的1/2;斩波控制会引入高频电流谐波分量,使得转子涡流损耗增加。通过计算绕组反电势系数的方法,得到了不同控制方式下带铜屏蔽环和不带铜屏蔽环转子永磁体温度。采用简化的暂态温度场有限元模型分析了转子温升,有限元分析和实验计算结果基本吻合,验证了铜屏蔽环的有效性。
上传时间: 2013-05-18
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