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直流电机调速控制

  • 高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的研究.rar

    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。

    标签: 无刷直流 电机转子 涡流损耗

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:zl123!@#

  • 基于ARM感应电机数字控制器的设计

    感应电机具有可靠性好、结构简单、耐腐蚀、效率好、结构紧凑、价格低廉和体积小等优点,成为工业伺服控制的主要传动装置然而,感应电机又是一个多变量、强耦合的非线性系统,磁链和转矩的非线性耦合及参数时变,使得感应电机的控制十分复杂,特别是在实际电机控制系统中,还需要考虑硬件和周围环境等多种因素的干扰,致使实现高性能的感应电机控制系统更加困难 本文研究感应电机的高性能控制策略,综述了感应电机高性能控制策略的发展历程和感应电机模糊控制的发展现状,分析了实际电机控制系统控制器选型中各个嵌入式微处理器的基本性能和优缺点在给出三相坐标系和二相坐标系中的感应电机数学模型之后,从理论上阐述了模糊控制和矢量控制的基本原理,针对传统的PI控制器参数整定繁琐,系统鲁棒性差的缺点,论文将模糊控制技术应用于感应电机的变频调速,采用CRI推理法,设计了一种参数自整定模糊PI矢量控制器,利用Matlab对基于模糊PI控制的感应电机控制系统进行了仿真,并对采用两种控制器实现的感应电机调速控制系统进行了比较、分析仿真结果表明模糊控制的控制性能优于常规的PI调节器 论文对基于ARM的感应电机数字控制技术进行了系统研究,阐述了采用LPC2214ARM微处理器构成数字感应电机变频调速系统的方法,给出了一种高性能感应电机的数字实现方案,详细介绍了系统硬件结构的组成及软件模块的功能,并给出了主要算法的参考代码,为实际电机控制器的选型和开发提供了一个新的思路

    标签: ARM 感应电机 数字控制器

    上传时间: 2013-08-03

    上传用户:sy_jiadeyi

  • PWM调速的C语言程序编写

    实现PWM的电机调速功能,很实用,需要的可以参考一下。

    标签: PWM C语言 调速 程序编写

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:520

  • 基于TMS320F240的开关磁阻调速系统设计

    · 摘要:  以四相8/6极、5.5KW开关磁阻电动机(SRM)为研究对象,设计了一种结构简单、性能可靠的开关磁阻电机调速(SRD)系统.该系统采用TMS320F240为主控单元,详细介绍了功率电路和控制器的结构组成和工作原理,采用了改进型的不对称半桥结构的功率变换器,并针对EXB841的不足之处加以改进.实验表明此系统不仅结构简单,而且运行效果良好.  

    标签: 320F F240 TMS 320

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:离殇

  • 基于光码盘传感器的直流电机测速

    ·摘 要:采用光电式和码盘传感器对直流电机进行测量,其结果简单易于实现,测量准确度高。

    标签: 传感器 直流电机 测速

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:chenjjer

  • 基于DSP的三相无刷直流电机调速系统的研究

    ·【英文题名】 Research of Speed Regulate System of Three Phase BLDCM Based on DSP 【作者中文名】 刘桂芬; 【导师】 孟庆春; 【学位授予单位】 辽宁工程技术大学; 【学科专业名称】 控制理论与控制工程 【学位年度】 2007 【论文级别】 硕士 【网络出版投稿人】 辽宁工程技术大学 【网络出版投稿时间】 2006-01-02 【

    标签: DSP 三相 无刷直流电机 调速系统

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:leileiq

  • 单片机原理和应用实验电子教材

    单片机原理和应用实验电子教材 第一章 MCS—51 实验系统安装与启动§ 1.1 MCS51实验系统安装与启动……………………… 2§ 1.2 DVCC系列实验系统实验调试有关说明…………… 2第二章硬件实验§ 2.1 实验项目实验一 8031 单片机P3、P1口应用……………………3实验二工业顺序控制………………………………… 4实验三8255 控制交通灯……………………………… 6实验四简单 I/O口扩展实验………………………… 7实验五A/D 转换实验………………………………… 8实验六D/A 转换………………………………………… 9实验七串并转换实验……………………………………11实验八定时/计数器8253A应用………………………12实验九8279 键盘显示实验……………………………13实验十微型打印机打印字符、曲线、汉字……………14实验十一 步进电机控制……………………………………15实验十二小直流电机调速实验……………………………16实验十三电子音响…………………………………………17实验十四继电器控制实验…………………………………18实验十五数据存贮器和程序存贮扩展实验………………19§ 2.2 软件清单实验一 8031 单片机P3、P1口应用……………………21实验二工业顺序控制……………………………………21实验三8255 控制交通灯…………………………………23实验四简单 I/O口扩展实验……………………………25实验五A/D 转换实验……………………………………25实验六D/A 转换…………………………………………26实验七串并转换实验……………………………………27实验八定时/计数器8253A应用…………………………28实验九8279 键盘显示实验………………………………29实验十微型打印机打印字符、曲线、汉字………………31实验十一步进电机控制………………………………………34实验十二小直流电机调速实验………………………………41实验十三电子音响……………………………………………42实验十四继电器控制实验……………………………………43实验十五数据存贮器和程序存贮扩展实验…………………44

    标签: 单片机原理 实验 电子 教材

    上传时间: 2013-10-15

    上传用户:a296386173

  • 单片机原理及应用实验报告

    单片机原理及应用实验报告:实验1 WAVE软件的学习应用*.1实验2下载软件的学习应用*.2实验3运算指令的应用编程.3实验4 P0口输入、输出实验.4实验5数码管显示5实验6按键的识别*6实验7计算器设计实验*7实验8中断实验8实验9定时器/计数器实验9实验10串行口通讯实验.10实验11直流电机调速实验*.12实验12 IC卡读写实验*13实验13 TLC2543的应用实验*14实验14温度测量及控制实验*.15附录A 伟福仿真器系统概述16附录B STC-ISP-V3.1 界面23附录C 实验板.24

    标签: 单片机原理 实验报告

    上传时间: 2013-11-13

    上传用户:王小奇

  • 程序是我用DSP2812开发的无刷直流电机控制程序

    程序是我用DSP2812开发的无刷直流电机控制程序,程序是在TI公司的BLDC3_1软件的基础上构造的,实现了无刷直流电机的速度环PID控制,并且可以进行无刷直流电机的高级控制算法研究,扩展及其方便。 其中,无刷直流电机控制系统是有HALL传感器的系统,电机是24V3000rpm驱动板是类似TI公司的DMC1500板卡。欢迎交流

    标签: 2812 DSP 程序 无刷直流

    上传时间: 2014-01-10

    上传用户:wsf950131

  • 51单片机基础应用设计C语言实例(400例)合集

    100-24c02记忆开机次数101-24c02存储上次使用中状态102-DS1302 时钟原理103-DS1302可调时钟104-DS1302时钟串口自动更新时间105-1602液晶显示DS1302时钟106-字库ST7920 12864液晶基础显示107-按键 12864显示108-PCF8591 1路AD数码管显示109-PCF8591 4路AD数码管显示11-LED循环右移110-PCF8591 DA输出模拟111-PCF8591 输出锯齿波112-PCF8591 1602液晶显示113-串口通讯114-串口通讯中断应用115-RS485基本通讯原理116-红外接收原理117-红外解码数码管显示118-红外解码1602液晶显示119-红外发射原理12-查表显示LED灯120-红外收发测试121-双红外发射避障原理测试122-1个18B20 温度传感器 数码管显示123-1个18b20温度传感器1602液晶显示124-多个18b20温度传感器1602液晶显示125-超温报警测试126-温度可调上下限1602126-温度可调上下限1602显示127-PS2键盘输入1602液晶显示128-双色点阵1种颜色显示测试129-双色点阵2种颜色显示测试13-双灯左移右移闪烁130-双色点阵显示特定图形131-双色点阵交替图形显示132-双色点阵双色交替动态显示133-热敏电阻测试数码管显示134-光敏电阻测试数码管显示135-自动调光测试136-串转并数字芯片测试137-非门数字芯片测试138-电子琴139-实用99分钟倒计时器14-花样灯140-外部频率测试141-定时做普通时钟可调142-1602液晶显示的密码锁143-实用密码锁144-1602液晶显示的计算器145-秒表146-串口测温电脑显示147-交通灯测试148-点阵模拟电梯上行下行149-点阵流动广告模拟15-PWM调光150-综合测试程序151-12位AD_DS1621与12864液晶152-闪烁灯一153-闪烁灯二154-流水灯A155-51单片机12864大液晶屏proteus仿真156-流水灯B157-数码管显示158-12864LCD显示计算器键盘按键实验159-数码管显示(锁存器)16-共阳数码管静态显示160-数码管动态显示161-数码管滚动显示162-数码管字符显示163-独立按键164-矩阵键盘165-矩阵键盘(LCD)166-用DS1302与12864LCD设计的可调式中文电子日历167-定时器的使用(方式1)168-12864LCD图形滚动演示169-用PG12864LCD设计的指针式电子钟17-1个共阳数码管显示变化数字170-定时器的使用(方式2)171-外部中断的使用172-定时器和外部中断173-开关控制12864LCD串行模式显示174-点阵显示175-液晶1602显示176-12864带字库测试程序177-串行12864显示178-遥控键值解码-12864LCD显示179-液晶12864并行18-单个数码管模拟水流180-液晶12864并行2181-串口发送试验182-串口接收试验183-串口接收(1602)184-蜂鸣器发声185-直流电机调速186-蜂鸣器间断发声187-lcd-12864应用188-继电器控制189-直流电机调速19-按键控制单个数码管显示190-步进电机191-存储AT24C02192-PCF8591T AD实验193-PCF8591T芯片DA实验194-温度采集DS18B20195-EEPROM_24C02196-12864LCD显示24C08保存的开机画面197-红外解码198-12864LCD显示EPROM2764保存的开机画面199-时钟DS1302(LCD)2-IO输出-点亮1个LED灯方法220-单个数码管指示逻辑电平200-宏晶看门狗201-SD卡202-秒表203-普通定时器时钟204-彩屏控制205-彩屏图片显示206-12864+DS1302时钟+18B20温度计207-12864测试程序208-12864串行驱动演示209-12864生产厂程序21-8位数码管显示其中之一210-12864中文显示测试211-LCD12864212-12864M液晶显示(有字库)程序(汇编)213-超声波测距LCD12864显示214-红外遥控键值解码12864液晶显示(汇编语言)215-用DS1302与12864LCD设计的可调式中文电子日历216-中文12864217-中文12864LCD显示红外遥控解码实验218-IO端口输出219-IO端口输入22-8位数码管静态显示其中之二220-流水灯221-数码管显示222-数码管动态扫描演示223-独立按键224-独立按键去抖动225-定时器0226-定时器1227-定时器2228-外部中断0电平触发229-外部中断0边沿触发23-8位数码管动态扫描显示230-外部中断1231-矩阵键盘232-液晶LCM1602233-LCD1602动态显示234-EEPROM24c02235-开机次数记忆236-红外解码LCD1602液晶显示237-红外解码数码管显示238-喇叭239-液晶背光控制24-8位数码管动态扫描原理演示240-与电脑串口通信241-步进电机242-字库LCD12864液晶测试243-液晶数码综合显示244-99秒计时245-99倒计时246-抢答器247-PWM调光248-LED点阵249-直流电机调速25-数码管显示动态数据250-按键计数器251-秒表252-数码管移动253-花样灯254-红绿灯255-音乐播放256-红外收发演示257-普通定时器时钟258-继电器控制259-ps2键盘LCD1602液晶显示26-9累加260-RTC实时时钟DS1302液晶显示261-单线温度传感器18b20262-串口测温263-带停机 步进电机正反转264-步进电机正反转265-AD_DA_PCF8591266-液晶AD_DA_PCF8591267-秒手动记数268-功能感受269-流水登27-99累加270-点亮一个二极管271-用单片机控制一个灯闪烁272-将P1口状态送入P0、P2、P3273-P3口流水灯274-通过对P3口地址的操作流水点亮8位LED275-用不同数据类型控制灯闪烁时间276-用P0口、P1 口分别显示加法和减法运算结果277-用P0、P1口显示乘法运算结果278-用P1、P0口显示除法运算结果279-用自增运算控制P0口8位LED流水花样28-999累加280-用P0口显示逻辑与运算结果281-用P0口显示条件运算结果282-用P0口显示按位异或运算结果283-用P0显示左移运算结果284-万能逻辑电路实验285-用右移运算流水点亮P1口8位LED286-用if语句控制P0口8位LED的流水方向287-用swtich语句的控制P0口8位LED的点亮状态288-用for语句控制蜂鸣器鸣笛次数289-包含单片机寄存器的头文件29-9999累加290-用do-while语句控制P0口8位LED流水点亮291-用字符型数组控制P0口8位LED流水点亮292-用P0口显示字符串常量293-用P0 口显示指针运算结果294-用指针数组控制P0口8位LED流水点亮295-用数组的指针控制P0 口8 位LED流水点亮296-用P0 、P1口显示整型函数返回值297-用有参函数控制P0口8位LED流水速度298-用数组作函数参数控制流水花样299-用数组作函数参数控制流水花样3-IO输出-点亮多个LED灯方法130-9累减300-用函数型指针控制P1口灯花样31-99累减32-999累减33-9999累减34-显示小数点35-数码管消隐36-数码管递加递减带消隐37-数码管左移38-数码管右移38-数码管右移139-数码管右移24-IO输出-点亮多个LED灯方法240-数码管循环左移41-数码管循环右移41-数码管循环右移142-数码管循环右移243-数码管闪烁44-数码管局部闪烁45-定时器046-定时器147-定时器248-产生1mS方波49-产生200mS方波5-闪烁1个LED50-产生多路不同频率方波51-1个独立按键控制LED52-1个独立按键控制LED状态转换53-2按键加减操作53-2按键加减操作数码管显示54-多位数按键加减(闪烁)54-多位数按键加减(闪烁)数码管显示55-多位数按键加减(不闪烁)55-多位数按键加减(不闪烁)数码管显示56-定时器扫描数码管(不闪烁)57-按键长按短按效果58-抢答器59-独立按键依次输入数据6-不同频率闪烁1个LED灯60-按键从右至左输入61-8位端口检测8独立按键62-矩阵键盘行列扫描63-矩阵键盘反转扫描64-矩阵键盘中断扫描65-矩阵键盘密码锁66-矩阵键盘简易计算器67-外部中断0电平触发68-外部中断1电平触发69-外部中断0下降沿触发7-不同频率闪烁多个LED灯70-外部中断1下降沿触发71-T0外部计数输入72-T1外部计数输入73-看门狗溢出测试74-按键喂狗75-喇叭发声原理76-警车声音77-救护车声音78-喇叭滴答声79-报警发声8-8位LED左移80-消防车警报81-音乐播放82-步进电机转动原理83-步进电机正反转84-步进电机按键控制85-步进电机转

    标签: 51单片机 C语言

    上传时间: 2021-11-08

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