基于Magnet的六相感应电动机建模及仿真研究

在Magnet环境中建立六相感应电动机模型,并采用梯形波相电流对其驱动;分析了转矩电流和转子电流的关系,表明梯形波相电流实现了励磁电流和转矩电流的分立控制;对电磁场进行2D瞬态磁场仿真,分析了等磁势分布情况、磁感应强度波形、稳态电磁转矩和转矩电流的关系;添加Motion单元,对电动机的启动性能进行2D动态仿真。仿真结果表明,电动机空载和负载运行时电磁转矩响应速度快,无明显电磁转矩脉动和转速脉动,说明采用梯形波相电流驱动电动机的方法切实可行,仿真参数设置合理,为最终实现电动机的性能优化提供了参考。     

交流伺服电动机的转矩控制

交流伺服电动机是应用于伺服驱动领域的一类永磁交流电动机，一般可分为两大类，反电势为方波的直流无刷电动机和反电势为正弦波的永磁同步电动机，永磁同步驱动比无刷直流驱动可获得更小的转矩脉动，是高情能交流伺服驱动的最佳选择，永磁同步电动机的转矩控制是伺服运行的基础，本文从永磁同步电动机转矩控制原理出发，全面地综述了各种典型的转矩控制方案，并重点地研究了平均转矩和瞬时转矩控制技术。     

无刷直流电机磁场定向控制策略研究与实现

针对目前存在的无刷直流电机转矩脉动这一突出问题,介绍了无刷直流电机转矩脉动及抑制机理,提出采用磁场定向控制策略,以降低无刷直流电机的转矩脉动.给出了控制策略及实现方法,并建立系统仿真模型,将基于磁场定向控制与传统方波线电压控制的控制系统进行对比仿真研究,仿真表明基于磁场定向控制的无刷直流电机控制系统性能更好,转矩脉动更小.以STM32F103B为核心设计了磁场定向控制无刷直流电机控制系统,实测的电机相电流为近似正弦波,转速波动小,电机运行平稳.     

SPWM型逆变器驱动感应电机电压谐波分析和脉动转矩仿真

文章在SPWM型逆变器驱动感应电机仿真的基础上,分析了输出电压谐波分布的特点和幅值的变化规律。并对变频器供电下感应电机输出转矩进行了研究,得出了转矩脉动频率和谐波之间的关系。结果表明基于SPWM供电会产生较大的转矩脉动,影响电机运行性能。     

基于无传感器控制技术的永磁同步电机驱动系统转矩控制

传统方法在进行永磁同步电机驱动控制时,存在电机驱动转矩脉动大,频率不恒定的问题.为此,本文引入无传感器控制技术,对电机驱动系统转矩进行控制.仿真实验表明,本文方法能够大幅降低驱动系统转矩脉动,保证了开关频率恒定,实用性强.     

无刷直流电机转矩脉动抑制研究

在电力电子技术发展的研究中,无刷直流电机系统具有转矩电流比高、转速高、动态性能好、可靠和易于控制等优点,在中小功率驱动场合应用广泛;但缺点是换相转矩脉动大,一定程度上制约了无刷直流电机的应用。为提高电机精度和稳定性,针对无刷直流电机换相转矩脉动的问题,采用补偿方法,分析了HPWM-LON调制方式对无刷直流电机换相转矩脉动的影响,提出了一种直接面向转矩脉动的补偿方法,建立了Psp ice仿真模型,通过对仿真结果的分析和比较,得出了这种转矩脉动补偿方法能有效的抑制转距的脉动,提高性能精度,消除了转矩脉动产生的噪音。     

步进电机细分驱动电磁转矩分析

步进电机运行时存在低频振荡、高频容易失步等缺点,采用细分驱动方法可以有效提高步进电机的运行性能.步进电机的运行性能主要由电磁转矩决定.为了研究细分数对步进电机细分驱动运行性能的影响,推导了电磁转矩随细分数变化的函数关系式.通过对步进电机细分驱动与整步驱动时瞬时电磁转矩、总有效转矩及总有效转矩的方差的比较分析,得出了细分驱动可使步进电机总有效电磁转矩增加、转矩波动幅度减小、转矩波动频率增大等结论,细分驱动可提高步进电机的运行效率和平稳性,克服步进电机运行时的共振现象.研究结果表明步进电机细分驱动能够有效地克服低频振荡、高频失步等缺点,扩大了步进电机的应用范围,具有实际应用价值.     

永磁轮毂电机目标驱动力SVPWM柔性控制

在对永磁轮毂电机进行目标驱动力控制时,采用直接转矩控制会产生很大的转矩脉动,常规的矢量控制因控制器的高频开关信号和定子磁链圆逼近算法造成高频次的电磁转矩脉动.针对上述问题,通过分析矢量控制理论和空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,综合最小二乘法误差优化原理,对矢量控制系统中的SVPWM模块进行改进,设计出一种SVPWM柔性控制器.最后使用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,在同一设定工况下,对比了直接转矩控制、常规SVPWM控制、SVPWM柔性控制的仿真效果.结果表明:SVPWM柔性控制技术优于直接转矩控制和常规SVPWM控制,降低了转矩动态变换时的脉动幅度和频次.上述方法提高了永磁轮毂电机的控制精度,具有良好的动态性能.     

基于动态换向策略的开关磁阻电机控制方法

针对开关磁阻电机(SRM)的自身结构造成的转矩脉动问题以及驱动系统的抗干扰能力,提出了一种基于改进的动态换向策略与改进小波神经网络(WNN)的控制器方案。基于直接瞬时转矩控制(DITC)系统设计了一种动态的换向策略,减少关断以后的相电流,增加开通相电流的被激励程度,进而抑制系统的转矩脉动。此外基于小波神经网络改进了速度控制器,并将系统的输出转矩引入,使得系统能更好地应对扰动,增强系统的鲁棒性。仿真结果表明,与传统直接瞬时转矩控制和基于小波神经网络的转矩控制相比,转矩脉动减少了22.12％到64.14％,负载突变后静态误差仅为0.02r/min到0.01r/min,可以有效减弱转矩脉动且系统的抗扰能力显著提高。     

基于自适应神经模糊推理系统的永磁同步电机直接转矩控制

为减小永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动,提高系统的稳态精度和动态响应,设计了一种自适应神经模糊推理系统速度控制器,使电动机转子速度快速跟随给定值,并给出了详细的实现方法。仿真实验结果表明,具有ANFIS速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

Reduction of torque ripple and mechanical vibration of spindle motors in hard-disk drives using a sinusoidal driver

Mechanical vibration and acoustic noise are major obstacles in the development of high-density and high-spindle-speed hard disk drives. Torque ripple caused by the electrical driver is the main source of vibration and noise. This paper proposes a novel driver for spindle motors in hard disk drives based on the principle of position sensorless vector control. To reduce torque ripple, the proposed driver feeds the spindle motor in sinusoidal driving mode by which the sinusoidal current of the motor can be obtained. Experimental results of the proposed driver demonstrate the better driving performance in startup condition and fine sinusoidal current in steady state. Vibration testing shows significant improvement in the attenuation of vibration: the dominant vibration modes can be reduced to one tenth compared to that of a conventional driver. In addition, the mechanism of inducing torque ripple from time-harmonic currents is analyzed and the relationship between induced torque ripple and exhibited vibration modes is examined.     

Reduction of torque ripple and mechanical vibration of spindle motors in hard-disk drives using a sinusoidal driver

Mechanical vibration and acoustic noise are major obstacles in the development of high-density and high-spindle-speed hard disk drives. Torque ripple caused by the electrical driver is the main source of vibration and noise. This paper proposes a novel driver for spindle motors in hard disk drives based on the principle of position sensorless vector control. To reduce torque ripple, the proposed driver feeds the spindle motor in sinusoidal driving mode by which the sinusoidal current of the motor can be obtained. Experimental results of the proposed driver demonstrate the better driving performance in startup condition and fine sinusoidal current in steady state. Vibration testing shows significant improvement in the attenuation of vibration: the dominant vibration modes can be reduced to one tenth compared to that of a conventional driver. In addition, the mechanism of inducing torque ripple from time-harmonic currents is analyzed and the relationship between induced torque ripple and exhibited vibration modes is examined.

     

六相感应电动机谐波转矩脉动研究

为了研究梯形波相电流控制下六相感应电动机的运行性能,对六相梯形波相电流进行了傅里叶分解,将其分解为基波电流和一系列谐波电流,然后分别计算各次谐波电流产生的不同谐波磁势。有限元分析结果表明,六相感应电动机消除了一般电动机中最明显的由5次和7次谐波电流所产生的转矩脉动。     

基于MATLAB非理想反电动势无刷直流电机仿真

通常无刷直流电机的反电动势通常不呈理想梯形波,为了对非理想反电动势无刷直流电机进行建模,结合转速稳定下无刷直流电机反电动势波形具有周期性的特点,针对转速稳定时的一个电气周期内的反电动势波形进行分析,在满足狄利克雷条件下,提出了一种基于傅里叶级数展开的复杂非理想反电动势无刷直流电机建模方法。在MATLAB中采用该方法对非理想反电动势无刷直流电机建模,并对不同驱动方式下非理想反电动势无刷直流电机的转矩波动进行仿真。最后,分析并比较了8种不同驱动方式下的仿真结果,为非理想反电动势无刷直流电机驱动设计提供参考。     

Modeling of a synchronous reluctance machine accounting for space harmonics in view of torque ripple minimization

The paper deals with modeling of synchronous reluctance motor (SynRM) accounting for all phenomena responsible for torque ripple. Based on winding function approach, the proposed model consists in computing self and mutual inductances considering no sinusoidal distribution of stator windings, slotting effect and no sinusoidal reluctance variation caused by the rotor saliency. Then, optimal current waveforms are determined for each rotor position by solving a second order equation to reduce torque ripple. These currents are used within a vector control scheme. Satisfactory agreement between simulation and experimental results is obtained.     

新型两相TFPM两种控制方式的建模与仿真研究

横向磁场永磁电机具有高转矩密度等优点,但其转矩脉动严重地影响了输出转矩特性。提出一种改进的直接转矩控制方法,通过增加电压矢量数量及磁链区域的进一步细分,并重新设计开关表,改变定子磁链和转矩的估测模型及磁链角的获取,使开关频率增加,模型更加精确,转矩脉动减小,电机得到平稳运行。构建横向磁场永磁电机控制系统仿真模型,并与电流滞环跟踪控制进行对比分析。研究结果表明,改进的直接转矩控制减小了转矩脉动,增加了负载转矩和转速最大值,使横向磁场永磁电机工作性能得到提升。     

基于改进离散占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案

传统直接转矩控制的主要缺点之一是产生的转矩脉动较大.采用离散占空比控制技术的直接转矩控制能够在减小输出转矩脉动的同时保持算法简单的特性.提出了离散占空比控制技术的改进方案.分析了零电压矢量在不同转速范围内对转矩的减小作用,并设计了新的选择表.对所提出的基于改进离散占空比控制技术的直接转矩控制系统进行了仿真实验.从仿真结果可以看出,改进的离散占空比控制技术能够进一步减小系统输出转矩的脉动.     

基于转矩分配的开关磁阻电机模糊PI控制系统

针对开关磁阻电动机调速系统显著非线性造成固定参数在常规控制下不能很好适应工况变化以及转矩脉动比较大的问题,设计了基于转矩分配的模糊PI控制器来实现参数在线优化调整,提高系统动态响应,并抑制转矩脉动。仿真结果表明,该系统具有良好的动、静态性能,能有效减小转矩脉动。