基于等效电流模型的永磁多自由度电机位置检测方法的研究

提出了一种新的永磁体磁场建模方法及三自由度电机转子的位置检测方法。根据分子环流假说和毕奥-萨伐尔定律将圆鼓形永磁体等效为相应的电流模型,从而得到永磁体的静磁场,再经过一定的坐标变换,将静磁场变为运动的旋转磁场,并通过一组霍尔传感器获得永磁体的实时位置。通过对永磁体的磁场建模进行仿真验证,并且与多项式近似法进行误差的对比,从而验证方法的可靠性。     

多自由度运动电机永磁转子位置实时检测系统

针对目前在多自由度电机研制中遇到的转子位置检测的精准度和实时性较差的问题,介绍一种具有普遍意义的新型的永磁转子偏转式三自由度电机转子位置检测的方法。为了实现转子在三个方向偏转的检测,提出了一种通过4个霍尔传感器检测转子磁场的非接触式检测方法,并通过建立偶极子模型确定磁体位置和磁场的关系来实现对磁场测量数据的逆向分析求解,最后结合算法对下位机和上位机进行编程,搭建了三自由度电机转子位置检测的实验平台来检测转子位置。通过具体实验数据对比分析可知,该方法有效实现了对转子位置的实时检测,为进一步的研究和实验提供了借鉴和参考。     

永磁电机转子位置检测方法

电机起动过程中转子位置检测对于电机可靠运行起着重要作用,因此需在电机运行前检测转子位置,以确保电机顺利起动。为此提出一种在电机零速状态下,基于电压高频信号注入法检测电机转子初始位置方法。先通过坐标变换法得到三相电流表达式,确定转子位置范围,进而用线性近似法得到转子位置信息;再通过电机磁路饱和效应明确转子极性,确定转子准确位置;最后通过仿真实验,验证该方法可准确检测转子位置信息,并具有结构简单、误差小的优势。     

基于马鞍形磁场的永磁直线电机位置解算方法

针对直线电机转子位置检测低成本和较高精度的要求,提出了一种基于马鞍形磁场来获得位置信息的方法及实现过程。分析了永磁体表面的磁场分布特征,指出了利用马鞍形磁场分布曲线来解算位置信息的优点,提出了根据马鞍形磁场推算位置信息的算法流程:先测得错开相位的2条马鞍形曲线数据,划分为4个象限后建立数据库;位置检测时,运用区间搜索算法寻得实际角度所在区间;再根据精度要求,采用合适的插值算法计算得到待解算的角度。仿真结果表明:基于马鞍形磁场的位置解算,能较好地得到直线电机转子的位置信息。     

混合驱动式永磁多自由度电机磁场及转矩分析

针对目前多自由度仿生电磁驱动研究所面临的问题,提出了一种新型的采用液质悬浮模式的混合驱动永磁多自由度电机。文章详细介绍了电机的结构及工作原理,建立和提出了适合于该电机的磁场和转矩计算方法;采用解析法和有限元法对电机气隙磁场进行对比分析,分析结果相互验证。最后对该电机大范围运动和精细运动的转矩特性进行了计算和仿真。研究结果表明该电机结构的合理性,并为电机进一步的优化及实验提供理论及数据支持。     

基于多传感器的永磁球形电动机转子两自由度位置检测研究

设计了一种应用于球形电动机的新型位置检测系统,该系统可以更加准确地控制球形电动机。同时进一步改进了测量与检测球形电动机转子位置的算法,并进行了仿真验证。     

基于气隙磁场测定的永磁球形电动机位置检测方法研究

为了准确控制球形电动机,设计了球形电动机位置检测系统。用分布式磁偶极子法分析了置于转轴上的作为磁源的永磁体运动在检测区域范围内检测点磁场强度变化情况,提出了利用三维磁感应强度传感器获取的磁场参数求解球形电动机转子位置的算法,并对该算法进行了仿真验证。仿真结果表明该方法能够满足球形电动机位置检测的需要,为球形电动机的闭环控制打下基础。     

永磁多自由度电机磁场和转矩特性的计算与分析

本文在介绍一种新型结构的永磁多自由度电机的基础上,详细阐述了其结构和工作原理,给出了线圈电流的计算公式,采用三维有限元法仿真得到了电机转子在不同位置下的磁密和磁感应强度并进行了对比分析。同时基于三维有限元法仿真分析了在不同大小的线圈电流下和不同的线圈位置下所产生转矩大小以及可以使转矩最大化的线圈最佳位置,以及电机在两种旋转运动方式下的转矩大小。仿真计算结果证明了该电机实现多自由度运动的可行性和优越性,其结果可为进一步的研究和实验设计提供借鉴和参考。     

基于转动惯量自检测的永磁电机位置响应研究

探讨了负载转矩、轴联转动惯量等因素对同步电机控制系统位置响应的影响。研究表明,负载增加将延缓位置环响应,需要提高调节器比例系数以加快响应过程。随着转动惯量增加,调节器比例系数必须下降,以保证系统获得接近临界阻尼响应过程。合适设置位置响应误差限,对提高位置响应性能具有现实意义,文中给出其设置方法。为使系统对负载转动惯量具有适应性,提出在线转动惯量检测法,以实现电机轴联转动惯量在线检测,其检测精度满足工程需要,能够实现在轴联转动惯量变化时调节器参数的自调整,系统可以获得优异的位置响应。     

永磁球形多自由度电机研究进展综述

简述了永磁球形多自由度电机的优越性能,首次提出了永磁球形多自由度电机的分类,重点介绍了国内外的永磁球形多自由度电机最新研究进展和研究中遇到的问题,并探讨了永磁球形多自由度电机的发展前景和趋势。最后在三维有限元软件环境中对一种永磁球形三自由度电机的转矩特性进行了仿真计算,给出了仿真结果,对电机转矩特性进行了分析和讨论。     

基于磁网络模型方波永磁电机气隙磁场的研究

对于方波无刷直流电动机来说,如何保证电机低速运行时转速的平稳是调速电机运行的难点之一,反映在设计上乃是如何有效地设计气隙磁场波形,减小定位转矩。文章针对面向气隙磁极结构的永磁电机,根据磁通管原理形成了永磁电机的等效磁网络,把细分的思想应用于永磁体模拟,建立了永磁体较为精确的网络模型,对影响方波无刷直流电动机气隙磁场及定位转矩的几个参数进行了深入探讨及磁场计算,为永磁电机的设计及动态性能仿真提供了一种有效的分析方法。     

多极横向磁场电机三维有限元模型与分析

横向磁场电机 (TFM)是一种新型电机,具有输出力密度大、电磁负荷解耦、设计灵活等特点。但是该种电机磁路比较复杂,无法用二维方法对磁场进行精确分析,而需采用三维方法。文章推导了应用标量磁位对含有电流的区域进行三维分析的方法,并基于该方法利用软件对一台多极TFM样机进行分析。针对样机的结构特点,对电机模型作较大简化,从而大大降低了建模和计算的时间,提高了分析效率。     

基于磁场解析模型与遗传算法的轴向磁通永磁电机多目标优化设计

针对基于有限元法(FEM)的常规优化方法存在计算量大、耗时长的问题,提出一种磁场解析模型与遗传算法相结合的轴向磁通永磁电机(AFPMM)多目标优化设计方法,该方法能够在保证一定计算精度的前提下快速实现电机的优化设计.首先,将AFPMM从复杂的三维模型等效为二维模型,通过子域法得到了电机的磁场解析模型,利用麦克斯韦张量法...     

一种新型直流永磁球形电机位置检测方法的研究

针对当前球形电机研制中遇到的定子和转子间接触摩擦力过大的问题,以及在转子三维位置检测中实时性和准确性难以实现的困难,提出一种被动3自由度球关节的设计思想,即可以采用双轴倾角传感器和旋转编码器分别检测出相应的角度,并通过分析计算,可以有效地确定转子永磁体的位置.最后通过仿真结果可知,该方法可以实现对转子的位置检测.     

永磁电机外漏磁场有限元处理方法

以轴向磁场磁通切换型永磁电机为例,提出一种基于永磁磁通幅值的电机外围漏磁有限元处理方法,即电机有限元模型外围空气罩尺寸的确定方法。研究表明该方法可以在计算时间和精度之间实现最优化,同时可以推广到双凸极电机等定子永磁型电机的有限元分析。     

横向磁场永磁电机性能研究

基于电机转矩和功率因数方程研究的基础,提出了一种依据电、磁负荷等参数解释横向磁场高转矩密度和低功率因数性能特点的新观点。该方法清晰、明确地给出了电机转矩密度和功率因数同电、磁负荷,漏磁,结构参数以及矢量控制的关系。结论对于同类电机设计及其性能与控制方式的分析具有一定的指导意义。     

横向磁场永磁电机性能研究

基于电机转矩和功率因数方程研究的基础，提出了一种依据电、磁负荷等参数解释横向磁场高转矩密度和低功率因数性能特点的新观点。该方法清晰、明确地给出了电机转矩密度和功率因数同电、磁负荷，漏磁，结构参数以及矢量控制的关系。结论对于同类电机设计及其性能与控制方式的分析具有一定的指导意义。     

基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算

游标永磁电机是一种基于磁场调制原理的新型电磁传动装置,适用于船舶推进、风力发电等低速大转矩的应用场合。准确计算游标永磁电机的磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。关于电机解析磁场计算,该文讨论和比较了一极一槽模型和精确子域模型。以表贴式游标永磁电机为研究对象,在气隙子域建立拉普拉斯方程,在槽子域和永磁体子域建立泊松方程,根据分离变量法直接求解。模型建立在二维