永磁無刷直流電機(jī)是近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī),由于采用了高性能的永磁材料和電子控制技術(shù),它具有單位體積轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)矩慣性比小,起動轉(zhuǎn)矩高,調(diào)速特性好等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及家用電器等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用.該文討論了永磁無刷電機(jī)的電磁分析方法,提出了場路結(jié)合的分析方法并闡述了其原理,并以此對永磁無刷直流電機(jī)的電磁性能進(jìn)行了分析.該文著重于電機(jī)的設(shè)計(jì),結(jié)合了ANSYS有限元計(jì)算軟件與AutoCAD的二次開發(fā)技術(shù)建立了一套較完整和實(shí)用的CAD軟件,并以此軟件為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)制造了外轉(zhuǎn)子低速電機(jī)的樣機(jī)并對之進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,并將測試結(jié)果與通過軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較與分析.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 電磁分析
上傳時間： 2013-06-14
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該文以籠型轉(zhuǎn)子型式的無刷雙饋電機(jī)為對象,對無刷雙饋電機(jī)的運(yùn)行原理、設(shè)計(jì)理論和控制方法等方面進(jìn)行了深入的研究,最后研究了智能控制在無刷雙饋電機(jī)上的應(yīng)用.主要包括以下幾方面: 1.介紹了無刷雙饋電機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀. 2.研究了無刷雙饋電機(jī)的原型及發(fā)展,基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理.建立無刷雙饋電機(jī)的穩(wěn)態(tài)方程,推導(dǎo)出其功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式,探討了無刷雙饋電機(jī)的特性. 3.在運(yùn)行原理和特性分析的基礎(chǔ)上研究了無刷雙饋電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn),確立無刷雙饋電機(jī)的設(shè)計(jì)原則,編制無刷雙饋電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)程序,據(jù)此研制了無刷雙饋電機(jī)樣機(jī).并進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn). 4.對無刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),建立了無刷雙饋電機(jī)的網(wǎng)路模型、轉(zhuǎn)子速模型、同步速模型.構(gòu)建了無刷雙饋電機(jī)的Simulink仿真模型.并對其進(jìn)行仿真分析. 5.在比較無刷雙饋電機(jī)傳統(tǒng)控制策略后,提出適于無刷雙饋電機(jī)的智能控制方法.建立了功率因數(shù)模糊控制系統(tǒng).
上傳時間： 2013-04-24
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該文應(yīng)用集成電路設(shè)計(jì)以及單片機(jī)控制的各種知識,根據(jù)電動機(jī)的工作特性對三相電動機(jī)智能保護(hù)器進(jìn)行了比較深入的研究.利用功能強(qiáng)大的單片機(jī)技術(shù),完成智能保護(hù)器的硬件電路設(shè)計(jì),并編制完整的電動機(jī)保護(hù)程序,最終實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過載等多種保護(hù)功能,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)保護(hù)器的許多缺陷.這種產(chǎn)品由于功能完善且可靠性高,必定會給配電控制系統(tǒng)帶來好處,可以帶來巨大的社會效益,另一方面也能為產(chǎn)品的制造廠家?guī)砜捎^的經(jīng)濟(jì)效益.
上傳時間： 2013-06-03
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傳統(tǒng)的整流裝置是電網(wǎng)污染的主要來源,三相電壓型PWM整流器具有輸出電壓恒定、能實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行的特點(diǎn),甚至可以實(shí)現(xiàn)電能回饋電網(wǎng).該文主要研究了三相電壓型PWM整流器,內(nèi)容包括下列方面:原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、控制策略和硬件實(shí)現(xiàn).建立數(shù)學(xué)模型是研究三相PWM整流器的有效手段.分別在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了低頻和高頻數(shù)學(xué)模型.該文主要對電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關(guān)于PWM整流器的控制策略進(jìn)行了研究.電壓矢量定向控制包括間接電流控制和直接電流控制,該文分別介紹了它們的原理.關(guān)于直接電流控制,建立了它的仿真模型,并介紹了數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的方法.由于電網(wǎng)電壓的諧波會惡化PWM整流器的工作性能,所以研究了改良的方法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.直接功率控制方法的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快、抗干擾性能好.該文介紹了瞬時功率的概念、直接功率控制的原理和電壓矢量選擇的方法.由于傳統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)表是引起無功功率控制效果差的主要原因,所以提出了改造開關(guān)狀態(tài)表的方法.仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此方法的有效性.最后,對電壓矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比較研究.關(guān)于硬件方面,介紹了主電路LC參數(shù)的計(jì)算方法、二階有源濾波的設(shè)計(jì)方法、DSP2407的主要功能、IPM的驅(qū)動與保護(hù).
上傳時間： 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機(jī)體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計(jì)算機(jī)及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動車電動機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn).可以預(yù)見,隨著永磁材料和電力電子器件的價格的進(jìn)一步降低,以及無刷直流電機(jī)驅(qū)動的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)將在很多場合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,在對永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個整體了解的基礎(chǔ)上,針對復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機(jī)研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實(shí)現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機(jī)弱磁恒功率控制運(yùn)行機(jī)理和難點(diǎn);其次,對采用復(fù)合式永磁無刷直流電機(jī)本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運(yùn)行,獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,驗(yàn)證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 恒功率 弱磁控制
上傳時間： 2013-04-24
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無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī).隨著無刷直流電機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,無位置傳感器控制方法的優(yōu)勢也越來越明顯,特別是"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制方法已經(jīng)發(fā)展成為最實(shí)用的無位置傳感器控制方法.論文在介紹常用的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制原理.深入研究了三種反電勢過零檢測方法,設(shè)計(jì)了反電勢過零檢測電路,并對檢測電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析,給出了補(bǔ)償方法.以變頻空調(diào)壓縮機(jī)用無刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計(jì)了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹 電路各個組成部分,同時介紹了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施.論文介紹了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制常用的起動方法,深入討論了"三段式"起動技術(shù),對"三段式"起動技術(shù)中轉(zhuǎn)子預(yù)定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對外同步加速過程中出現(xiàn)的超前換相和滯后換相現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究.提出了一種新的利用反電勢過零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電機(jī)最佳換相邏輯的方法,這種方法不但可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,而且在電機(jī)起動過程中,使外同步到自同步的切換更加容易.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這種方法的正確性.
標(biāo)簽： 電勢 無刷 直流電機(jī)控制
上傳時間： 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機(jī)是一種先進(jìn)的集電力電子變換器與永磁電機(jī)本體于一體的機(jī)電一體化系統(tǒng),它既具備交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的一系列優(yōu)點(diǎn),又具備直流電動機(jī)運(yùn)行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多特點(diǎn).正是由于這些原因,自上世紀(jì)末起,逐漸形成永磁無刷直流電機(jī)的研究熱潮.在此背景下,本文以此為課題,對永磁無刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了一些理論分析和實(shí)踐應(yīng)用.本文首先在綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢,提出了目前存在的一些問題.介紹了永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,推導(dǎo)出永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型.針對永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動,本文詳細(xì)分析了各種調(diào)制斬波方式對注入電機(jī)電流以及轉(zhuǎn)矩脈動的影響,比較分析各種斬波方式下系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出一種有利于減少轉(zhuǎn)矩波動的斬波方式.同時,本文還提出了一種回饋制動的方式,進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能,節(jié)約能源.在大型永磁電機(jī)磁極設(shè)計(jì)中,通常采用多塊磁鋼來組成勵磁磁極.考慮到磁鋼本體的分散性和加工誤差,本文從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),提出了一種磁鋼優(yōu)化配置方法,保證每個磁極中各段磁鋼產(chǎn)生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,從電機(jī)本體設(shè)計(jì)角度上提高系統(tǒng)性能.本文在理論分析基礎(chǔ)上,以單片機(jī)和功率智能模塊為硬件平臺,實(shí)現(xiàn)了一套多相永磁無刷直流電機(jī)系統(tǒng).針對理論分析,進(jìn)行了各種方案的比較分析,經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果和仿真分析結(jié)果,進(jìn)一步支持了論證了理論分析正確性和實(shí)用性.同時,對于實(shí)際應(yīng)用中的一些問題,本文也做了一些工作,提出一些分析和改進(jìn).
標(biāo)簽： 多相 無刷 直流電機(jī)控制
上傳時間： 2013-08-04
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本文對永磁無刷直流電機(jī)恒功率弱磁研究進(jìn)行了較為全面的從仿真到實(shí)驗(yàn)、從理論到實(shí)踐的深入研究,同時對傳統(tǒng)面貼式永磁無刷直流電機(jī)和復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁無刷直流電機(jī)進(jìn)行了詳盡地理論分析,系統(tǒng)地提出了關(guān)于復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機(jī)一套較為完善的理論.本文首先從BLDCM的導(dǎo)通規(guī)律和繞組結(jié)構(gòu)入手,真實(shí)模擬了傳統(tǒng)面貼式永磁無刷直流電機(jī)弱磁調(diào)速的物理過程,并獲得其在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率模式下的解析表達(dá)式.從而直觀的反映了BLDCM的弱磁機(jī)理,獲得了影響其恒功率速度范圍的關(guān)鍵參數(shù).借鑒復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在永磁同步電機(jī)恒功率弱磁中的成功運(yùn)用,將這種結(jié)構(gòu)引入永磁無刷直流電機(jī)中,并完成了兩臺不同磁阻形式和功率、電壓等級的原型樣機(jī)的研制.針對原有d、q軸法的局限性,提出了真實(shí)模擬永磁無刷直流電機(jī)導(dǎo)電方式的場路結(jié)合法實(shí)現(xiàn)對永磁無刷直流電機(jī)的弱磁分析.在場路結(jié)合法分析的基礎(chǔ)上,提出了磁阻段提高恒功率速度范圍的真實(shí)原因,并進(jìn)一步提出了采用永磁段、磁阻段雙d軸錯角以擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍的新思想,并在實(shí)踐中驗(yàn)證了這種雙軸空間錯角技術(shù)的有效性.從而為復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)運(yùn)行性能優(yōu)化提供了新的可供選擇的調(diào)節(jié)手段.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-08-02
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艦船、飛機(jī)、移動通訊、石油鉆井平臺等獨(dú)立系統(tǒng)中有許多交直流電力并存的場合，需要實(shí)現(xiàn)發(fā)供電系統(tǒng)的小型化、高功率密度、高可靠性以及高品質(zhì)。常規(guī)的電勵磁發(fā)電機(jī)因?yàn)閹в须娝⑹构╇娤到y(tǒng)的運(yùn)行安全存在隱患，并且勵磁機(jī)的使用增加了電機(jī)的體積和損耗。為使系統(tǒng)節(jié)能高效，本文設(shè)計(jì)并制作了應(yīng)用于獨(dú)立交直流電力系統(tǒng)的交直流永磁同步發(fā)電機(jī)。永磁電機(jī)定子上帶有三套三相繞組，一套繞組用于提供交流電力，其余的兩套繞組相位互差30度電角度，接整流器為直流負(fù)載供電。文中對電機(jī)的設(shè)計(jì)以及電機(jī)的基本性能進(jìn)行探討。為了減小永磁發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率，在電機(jī)的交軸與電機(jī)的永磁磁極尾部之間加一軟磁材料，通過增加電機(jī)負(fù)載時的交軸電抗壓降，來改善電機(jī)的電壓調(diào)整率。 首先，針對永磁電機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性，應(yīng)用二維有限元法計(jì)算電機(jī)的電磁場以確定電機(jī)的主要尺寸，并討論了不同軟磁材料尺寸對電機(jī)的影響。文中還根據(jù)電磁場的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)用傅立葉級數(shù)計(jì)算了電機(jī)的空載感應(yīng)電動勢以用于預(yù)測電機(jī)的性能，使用能量攝動法計(jì)算了計(jì)及飽和、槽影響下的電機(jī)電感參數(shù)。考慮到永磁材料的溫度性能問題，應(yīng)用電磁場和溫度場耦合的方式計(jì)算了電機(jī)穩(wěn)態(tài)時的溫度場。 然后，為了了解永磁同步發(fā)電機(jī)的主要電磁關(guān)系，研究了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了考慮漏磁時具有三套互差一定電角度三相繞組的永磁發(fā)電機(jī)在dq0坐標(biāo)系下的方程，可以看到，在dq0坐標(biāo)系下電機(jī)的電感參數(shù)為常數(shù)。這樣，利用這個特性，在對電機(jī)運(yùn)行性能進(jìn)行研究時，可以得到簡化電磁方程。根據(jù)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的方程，得到了電機(jī)的向量圖。 因?yàn)閹в卸嗵桌@組的永磁電機(jī)中含有較多的諧波，而采用dq0坐標(biāo)系下的方程會忽略掉氣隙磁場中的諧波分量，為了對電機(jī)的仿真更加精確，電機(jī)仿真時采用電機(jī)在ABC坐標(biāo)系下的基本電磁方程。應(yīng)用Matlab/SimPowerSystems中的模塊搭建電機(jī)的仿真模型，永磁體的影響用感應(yīng)電動勢來表示。根據(jù)仿真結(jié)果與樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn)，兩者吻合良好。 另外，本文還設(shè)計(jì)了一臺電勵磁的交直流發(fā)電機(jī)，電磁設(shè)計(jì)結(jié)果表明，永磁電機(jī)在體積、重量、效率方面都很有優(yōu)勢。
標(biāo)簽： 交直流 永磁同步 發(fā)電機(jī)
上傳時間： 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機(jī)利用轉(zhuǎn)子上的永磁體激磁，采用電子換相取代機(jī)械換相，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于永磁無刷直流電動機(jī)本身存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動，從而使電機(jī)運(yùn)行性能存在缺陷，限制了它在精密傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文在開發(fā)完成永磁無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對如何減小和抑制自控式永磁電動機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動這一問題，提出了一種混合控制策略：利用原有的六個離散位置信號，在三三導(dǎo)通控制策略的基礎(chǔ)上，融入矢量控制策略，使得電機(jī)在運(yùn)行過程中定子的基波磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢盡量保持在90°左右，來實(shí)現(xiàn)近似正弦波電流驅(qū)動，可以在不增加系統(tǒng)成本的基礎(chǔ)上，較好地抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其正確性，其主要內(nèi)容如下： 第二章主要闡述了永磁無刷直流電動機(jī)的運(yùn)行原理，給出了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，利用Matlab/Simulink軟件建立了電機(jī)及控制系統(tǒng)的仿真模型，并給出了仿真和實(shí)驗(yàn)波形。 第三章介紹基于TI公司TMS320F240PQA芯片的永磁直流無刷電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)主電路、驅(qū)動模塊、電流檢測、過壓保護(hù)等電路作了詳細(xì)的介紹，對設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，搭建了整個系統(tǒng)的硬件平臺。 第四章介紹了常規(guī)的矢量控制技術(shù)，提出了一種混合控制策略的新方法：利用霍爾位置傳感器的六個位置信號，使得電機(jī)在運(yùn)行過程中定子的基波磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢盡量保持在90°左右，從而達(dá)到控制器簡單、轉(zhuǎn)矩脈動降低的目的。并分析了這種控制策略在勻速、加減速情況下的運(yùn)行性能。 第五章在前幾章分析的基礎(chǔ)上，完整給出了混合控制策略的軟件編程方法，并按照模塊化的思想，把軟件分成多個獨(dú)立模塊，并重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)啟動、轉(zhuǎn)速計(jì)算、轉(zhuǎn)子位置計(jì)算、sinθ和cosθ的計(jì)算、PWM輸出等幾個部分，并給出實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證其可行性。
標(biāo)簽： 直流無刷電機(jī) 方法研究 驅(qū)動
上傳時間： 2013-05-30
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