双绕组无刷直流电机控制技术研究

本文从双绕组电机的物理结构、数学模型及其仿真模型入手,实现电机的双余度控制,并用模糊PID算法实现电机的转速控制,最后讨论了其在制冷设备中的应用前景。     

航空高速双绕组无刷直流电机的建模仿真

为了研究航空高速双绕组无刷直流电机(DW-BLDCM)的工作特性和各种控制策略的合理性,利用Simulink和电气系统模块库相结合,采用模块化的方法,对DW-BLDCM调速系统进行了建模和仿真。该方法针对带斩波的脉宽调制(PWM)逆变器驱动高速DW-BLDCM建模分析的难点,将电机的数学模型与电路拓扑模型相结合,从而有效地解决了带电力电子装置的复杂电机控制仿真问题。仿真结果符合理论分析,并给出了相应的试验结果,结果验证了该方法的有效性和可行性,为航空高速DW-BLDCM伺服控制系统的设计、开发和调试提供了一个有效的平台。     

无刷直流电机绕组通电方法分析

三相无刷直流电动机绕组常采用两种基本工作方式 :180°电型和 12 0°通电型。 180°通电型电机绕组利用率最高 ,但带来了转矩脉动 ;12 0°通电型绕组利用率低一些 ,但可以减弱绕组带来的转矩脉动 ,本文提出了介于两者之间的第三种通电型式 ,其基本原理如下 :把 180°通电型的相绕组导通时间减小一些 ,小于 180°,或把 12 0°通电型导通时间加大一些 ,大于 12 0°,这样我们就能得到一种新的导通方式 ,先三相导通 ,每相导通角小于 180° ,再两相导通 ,使一相停止导通的时间小于 6 0°,然后反向三相导通再反向二相导通。在这种新的方式中 ,即…     

航空大功率双绕组无刷直流电机的建模仿真

阐述了应用于下一代多电飞机伺服系统的双绕组无刷直流电动机控制系统。为了验证航空高速双绕组无刷直流电机的工作特性和各种控制策略的合理性,在建立双绕组无刷直流电机的数学模型的基础上,提出了双绕组无刷直流电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,采用模块化的设计方法,把各个功能子模块和s函数相结合,搭建了双绕组无刷直流电机伺服控制系统仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用积分分离的PI控制,电流环采用纯比例P控制。给出的实验结果验证了仿真结果分析的正确性。该仿真模型准确的实现了由于换向造成的电枢电流动态变化的模拟。为航空高速双绕组无刷直流电机伺服控制系统的设计、开发与调试提供了一个有效的平台。     

无槽无刷直流电机及其前期设计

无槽无刷直流电机采用杯形绕组，没有齿槽效应。本文阐述了这种电机的前期设计方法，包括绕组和磁钢的形式选择、二者的配合原则，电机主要尺寸的新算法；并且提出了“优先气隙磁密法”来直观地选择合理的气隙磁密，确定电机的各个结构尺寸，保证较高的磁钢利用率。     

双余度无刷直流电机电枢绕组结构对比

建立了双余度无刷直流电机的数学模型,初步确定了定子绕组采用半球缠绕结构和隔槽嵌放结构情况下电机余度之间的耦合关系。在Ansoft Maxwell环境下针对两种结构的双余度无刷直流电机余度间耦合情况做了进一步分析验证,证明两种结构下余度间耦合程度的一致性。另外,通过对两种结构样机的实际测试和对比,证明了两种结构双余度无刷直流电机机械特性的一致性。两种结构具有相同的余度间耦合程度以及相同的机械特性,在部分对功率密度以及磁热耦合要求较低的场合具有通用性。     

双余度无刷直流电机控制系统

介绍了余度技术及其在电机设计中的应用,针对航空双余度无刷直流电机控制系统,分析了双余度电机的基本结构形式、控制系统结构与工作原理、控制方法等。     

无槽绕组无刷直流电机的转矩分析

基于磁悬浮控制力矩陀螺用水磁无刷直流电机不但要求有好的驱动能力，而且需有小的转短脉动，以利于电磁轴承的可靠运行，文中从理论和试验上，对无齿槽水磁无刷直流电机的转短进行分析，特别强调了无齿糟电机霍尔元件的放置对电机转短的影咱。     

双凸极无刷直流电机的静态特性

一、引言 双凸极无刷直流电机是在双凸极永磁电机基础上发展起来的一种新型无刷直流电机[1—4],电机的结构和制造工艺都非常简单,因而可靠性高、成本低。电机的基本结构与开关磁阻电机类似,其定、转子均为凸极齿槽结构,定子和转子铁芯均由硅钢片迭压而成,定子上装有集中电枢绕组和励磁绕组,转子上无绕组,空间相对的定子齿上的绕组串联构成一相。图1是一台三相12/8     

双无刷直流电机同步系统的仿真研究

针对双无刷直流电机同步控制系统运行中由于负载扰动造成同步性能差的问题,建立了无刷直流电机和同步控制系统的数学模型,在比较各种同步控制控制方式和控制算法的基础上,提出了在偏差耦合控制方式下采用变论域自适应模糊PID控制算法对偏差进行补偿调节的双无刷直流电机改进控制方案,并与采用常规PID和模糊PID算法的方案进行了比较。通过仿真结果和结论分析,表明采用变论域自适应模糊PID控制算法的偏差耦合控制系统可提高同步精度,优于采用常规PID和模糊PID算法的系统。     

无刷直流电机调速系统的IMC-PID抗饱和控制

针对无刷直流电流电机双闭环调速系统转速调节器存在的非线性饱和特性,提出一种IMC-PID抗饱和控制方案。首先根据内模控制原理设计出转速环和电流环的IMC-PID控制器,然后引入可行性参考输入的概念,设计出基于条件技术的转速环IMC-PID抗饱和控制器,最后为验证IMC-PID抗饱和控制器的可行性,将该控制器应用于无刷直流电机双闭环调速系统中。仿真结果表明:该控制器不仅具有的良好的抗干扰性和鲁棒性,而且改善了系统的动态性能,有效抑制了饱和现象的影响。     

无刷直流电机模糊PI控制系统设计

无刷直流电机具有非线性、强耦合的特点,在电机控制领域被广泛研究。根据传统软件控制器运行速度慢、精度低、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的无刷直流电动机模糊自适应PI控制系统。该系统以FPGA为主控芯片,用Verilog HDL硬件描述语言对控制器内各个功能模块进行设计,实现整个系统的全硬件化,充分发挥了FPGA执行速度快、抗干扰能力强、灵活度高、拓展性强的特点。系统采用转速、电流双闭环控制。转速环采用模糊自适应PI控制算法,改善了传统PID响应速度慢、超调大等缺陷。通过仿真与实验对比分析,该系统响应速度快、超调小、稳态精度高、运行稳定。     

无刷直流电动机的无速度传感器数字控制系统设计

设计了一种无刷直流电动机BLDCM(BrushLess DC Motor)无速度传感器变频调速系统.以数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)为数字控制器、智能功率模块IPM(Intelligent PowerModule)为功率逆变器组成硬件系统,采用反电势过零检测法进行电子换向,实现了BLDCM的无速度传感器转速跟踪.介绍了功率驱动主电路,交、直流变换部分采用单相桥式不控整流电路,以提高逆变电路所需的直流电压.通过检测关断相的反电势过零点来获得转子的位置信号,以控制绕组电流的切换,驱动电动机运转.论述了转速与电流反馈信号的检测.使用T法测转速;采用霍尔电流传感器检测直流侧母线电流;系统中转速和电流均由PID控制器进行调节.控制系统软件由主程序和中断程序组成,给出了系统软件的流程图.实验结果表明,系统调速性能良好.     

基于DSP的无刷直流电机无传感器控制系统设计

针对以往无刷直流电动机反电势法无传感器控制系统存在的一些问题，设计了一种基于数字信号处理器（DSP）的无刷直流电动机无传感器控制系统，详细介绍了系统的控制方案。实验结果表明，系统和硬件和软件设计合理，具有良好的调速性能。     

无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法

为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型.在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型:退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系.进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测.仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障.     

无位置传感器无刷直流电机的控制策略

研究了无位置传感器无刷直流电机的控制方法，深入分析了反电势法的原理以及起动等技术要点，在完成实验系统后进行控制实验，并对实验数据和波形进行分析。结果表明，通过调节电机的外施电压可方便平稳地调节电机转速，并且整个控制系统工作正常。     

永磁无刷直流电机驱动系统的动态模型

具体分析逆变器—永磁无刷电机系统的工作过程以及此系统的一种动态模型 ,在此模型中 ,只要给出任一时刻转子的位置信号和电机的一些参数 ,就可以推测下一时刻的相电流、转矩等波形     

基于DSP的无刷直流电机控制系统研究

本文以提高无刷直流电机的控制性能为目的,设计了以数字信号处理器（DSP)TMS320F2812为核心的电机控制系统。为了能够对控制系统进行合理的设计,先对无刷直流电机控制原理进行了分析,在此基础上设计了针对无刷直流电机的双闭环控制系统,并从硬件和软件两个方面完成了系统的设计。结合MATLAB对控制系统进行建模仿真实验,然后分析了空载和带载情况下仿真波形的变化,验证了此调速控制系统具有启动稳定迅速、调速性能好以及控制精度高等优点,具有很高的实用价值。     

无位置传感器无刷直流电机三闭环控制系统

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在传统的转速电流双闭环控制的基础上,增加了功率抑制闭环,构成三闭环控制系统,针对换相转矩脉动提出了分阶段控制策略,有效减小了电机换相转矩脉动和母线换相电流脉动。首先建立无位置传感器无刷直流电机模型,给出功率抑制闭环的控制方法以及数学公式。然后建立三闭环控制模型,通过仿真结果验证了理论分析的结论。最后通过实验验证此控制策略可以将样机转矩抑制在额定转矩附近波动,无明显换相转矩脉动产生。结果表明,与传统的控制方法相比,提出的方法抑制换相转矩脉动的效果更佳。