环形行波超声电机非工作模态的影响及检测

为了研究非工作模态振型对环形行波超声波电机运行性能的影响,在参考理想环形行波超声波电机接触模型的基础上,将相邻高阶模态振型与工作模态振型相结合,构建新的接触模型,并采用解析法推导非工作模态影响下的环形行波超声波电机的输出特性.结果表明:电源频率距离工作模态频率越远,非工作模态振型占比越高;相同预压力和负载情况下,非工作模态振型占比越高,转矩转速波动越厉害;轻载时预压力越大,转速转矩波动越大,重载时情况与轻载时相反.由理论和试验分析可知,非工作模态振型对电机输出的影响较大且比较复杂,研究成果有助于为环形行波超声波电机的控制方案设计提供有价值的参考.     

双机振动系统的自同步过程分析与试验研究

以双机反向回转驱动振动系统为研究对象,将两电机的转速与激振器间的相位差作为指标对双机驱动振动系统的自同步过程进行分析与试验研究.通过对比相位差的变化发现电机部分对自同步过程的影响最为重要,其次是激振器部分,最后为振动体部分.仿真与试验结果表明:两激振器的初始相位差和两电机的初始转速对实现双机的自同步运动几乎没有影响;在满足同步性条件时,不同供电频率的两电机可以实现同步;当两激振器质量不同时,质量大的激动器相位落后质量小的激动器;当两激振器回转中心至机体质心距离不等时,距离大的激振器相位落后距离小的激振器;可通过调节电机供电频率来减小由电机参数、激振器质量及电机安装位置等内部扰动导致的相位差,使双机实现同步运动.     

双弯曲行波旋转型超声波电机的设计

根据超声换能器的原理及设计理论,研究圆柱定子双弯曲行波型超声波电机的驱动机理及设计方法.分别测试激励频率、驱动电压和预压力对超声波电机样机转速特性的影响.结果表明,输入信号频率偏离谐振频率越大,转速下降越多,频率可调范围较小,同时电机转速对输入信号频率变化较为敏感;电机的输出转速随驱动电压变化趋势有明显的近似线性关系;预压力对超声波电机的输出特性有较大的影响.     

圆环定子驻波型步进超声波电机的设计

设计一种可渊步距的圆环定子驻波型步进超声波电机,样机的工作频率为36.3 kHz,空载转速为10r·min-1,在一个周期的激励信号作用下,电机转子转过的角度为0.001 65°.利用ANSYS软件,对所设计的电机样机的圆环定子进行仿真分析,研究激励频率、输入电压和预压力对转速的影响.结果表明:电机的转速会随着激励频率...     

基于相关性相位提取的超声电机频率控制技术

为了解决温度和负载的变化容易引起超声电机转速波动,以及基于转速反馈的闭环控制因转速传感器安装体积和成本在某些特种场合应用受限的问题,提出一种基于相位差信息反馈的频率闭环控制方法:首先,根据电机各类相位差对温度和负载变化的敏感程度,优化选择了相位差反馈量的类型;其次,针对系统机械噪声以及驱动器谐波对相位差计算结果的影响,利用改进的相关性相位提取方法准确提取驱动电压和孤极电压的基频相位差信息;最后,分别就超声电机运行过程中温度和负载变化的情况,给出了相应的频率闭环控制方案。实验结果表明,所提出的方法能有效降低温度以及负载变化导致的转速波动,可提升电机所在系统的转速稳定性。由于其只需采样两路电压信号,故易于工程实现。     

行波型旋转超声电机定子振动特性仿真

为了了解定子直径为60 mm的行波型旋转超声电机定子的振动特性,采用有限元分析的方法,在有限元软件ANSYS10.0中对其进行了模态、谐响应、瞬态仿真分析.得到了其模态频率及振型;振幅及阻抗随频率的变化关系;定子齿端质点的椭圆运动轨迹的形成过程,及其输入电流随时间的变化规律.     

风力发电机定子振动测试及响应分析

为了解决大型风力发电机组的振动和噪声问题,以某直驱型风力发电机为研究对象,使用加速度传感器对发电机定子在运行状态下的轴向加速度进行了测试。随后利用有限元软件建立等效模型,进行模态分析和响应分析,得到发电机定子的固有频率、振型和共振频率值,并将有限元仿真结果与测试结果进行分析。实测结果表明,在运行过程中,发电机定子在6点钟方向的轴向加速度远大于9点钟方向的轴向加速度,并且轴向加速度在发电机转速为9.5 r/min时达到峰值,模拟结果表明,发电机定子的响应频率为23 Hz,该频率为电机轴向加速度最大值相对应基频的3倍,并且在该频率下,发电机定子6点钟和9点钟方向的位移比值与实测加速度比值接近。该研究可为风力发电机的实际运行、振动测试和仿真模拟提供参考。     

纵扭型超声电机的实验研究

为提高纵扭型超声电机工作的稳定性,利用超声电机驱动实验平台和一台直径45mm的纵扭型超声电机,研究了预压力和驱动信号的变化对电机性能的影响。结果显示,预压力、两相驱动信号的幅值、频率和相位差等因素的变化会引起电机定子纵、扭振动相位差的变化,进一步引起电机转速和转矩的变化,使得电机不能稳定工作。通过对这些现象进行分析,认为将纵、扭共振频率调整得尽量一致,并采用调相调速有利于电机稳定工作。     

电机定子虚拟样机建模与模态仿真研究

根据电机定子的结构特点及定子叠片和机座通风隔板对振动的影响分析,采用Pro/E软件建立了YKSL1730电机定子虚拟样机模型,导入V isualNastran仿真软件中进行模态仿真研究,得到定子的固有频率和三个典型频率区域振型,分析了在不同定子内径下定子的固有频率情况,仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义.     

基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。     

超声马达的调相调速控制系统

分析了超声马达调相调速的机理 ,提出了基于单片机控制的超声马达调相调速系统 ,并且对该系统的重要环节进行了原理研究 ,设计了实用的压频变换移相控制电路、功率驱动放大电路及反馈检测电路。实验表明 ,该系统具有低速起动平滑 ,线性度好 ,无需换向开关 ,调相调速范围宽等优点。此外该系统对谐振频率实施在线搜索跟踪 ,保证了超声马达的优良性能不变     

基于SVPWM的单相电机变频调速系统研究

针对传统单相电机多采用调压、变级以及压频比等控制策略,其速度控制效果性能差、控制精度低、调速范围小等问题,提出了电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,并对此策略在单相电机变频调速系统中的应用进行了仿真研究。通过试验分析,表明采用磁场定向控制理论的SVPWM变频调速控制策略能加快电机调速系统的响应速度,稳定性好,精度高,具有较强的鲁棒性,对提高其运行质量和节能具有较高的应用价值。     

纵弯复合模式直线型超声波电机研究与实验

研究了纵-弯模式直线型超声波电机的驱动机理,设计制作了一台输出大力矩的纵-弯复合模式直线型超声波电机样机,并进行了实验测试,绘制了在一定的预压力、预紧力和驱动电压时候激励频率与速度的关系曲线,在一定的预紧力、预压力和激励频率下驱动电压与速度的关系曲线以及预紧力、激励频率和驱动电压一定情况下预压力与速度的关系曲线,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,这种新型结构电机充分体现了超声波电机良好的性能特点,特别是能输出较大的转矩,具有良好的应用前景。     

无位置传感器无刷直流电机数控调速器设计

本文在分析无位置传感器无刷直流电机反电动势检测方法的基础上,设计了硬件检测电路和基于单片机的无刷直流电机数控调速器,并介绍此数控调速器的检测及控制单元,并详细介绍了此控制方案的反电动势检测方法的实现以及单片机生成PWM信号控制驱动桥路的设计,设计中还添加了配套的上位机软件。经验证,调速器能够完成电机调速、电源电压欠压保护、过流保护、速度显示以及上位机控制等一系列功能。     

液体媒质超声波电机的特性仿真与实验研究

为了深入研究液体媒质超声波电机的转速特性，通过阐述电机运行过程中将超声振动所产生的能量由液体传递给转子，从而驱动转子旋转这一能量传递的基本过程，揭示了液体中的雷诺切应力是电机声流场的驱动力．然后，以此为基础，对液体声流场进行了系统的理论解析，并将声流场同电机转速联系起来，针对电机转速与驱动频率、驱动电压、液体环境和转子半径之间的关系进行了Madab仿真与实验研究．比较分析仿真与实验结果可知，二者具有很好的一致性，验证了本文假设的合理性和仿真方法的正确性．     

超声压电马达用驱动电路的设计

设计一种适应性较广低成本的压电马达驱动电路,通过实验设计并制作出频率可调式小型化压电马达驱动控制电路,能够输出两双路电信号(相位差为90°)。驱动控制行波型压电马达,输出频率范围在0-58kHz,输出电压可以通过改变变压器的匝数比进行调节(100-200V)。通过实验证实了这种驱动电路能够满足压电马达驱动的要求。     

直线超声电机非线性模型辨识

针对直线超声电机具有很强的非线性，理论建模困难，提出采用辨识方法建模. 首先分析了直线超声电机在不同驱动条件下的阶跃响应，提出将直线超声电机速度模型简化为带纯延迟的一阶惯性系统，驱动频率和相位差对电机动态参数的影响转化为所建模型时间常数、系统增益和延时间参数的变化. 然后用最小二乘法辨识出模型参数与驱动频率和相位差之间的函数关系，建立了直线超声电机的调频、调相控制非线性模型，为直线超声电机高精度控制提供了模型依据. 最后，通过比较直线超声电机阶跃响应的实测值与仿真值，验证了所建模型的有效性.     

基于电流解耦的异步电机V/F控制补偿方法

针对异步电机恒压频比(V/F)控制低速性能不理想的问题,提出了一种新颖的定子电阻压降的补偿方法.该方法在对定子电流进行解耦的基础上,根据异步电机低频运行时简化的等值电路和矢量图,采用一种基于力矩电流的标量补偿方法对定子电阻压降进行补偿,并结合转差频率补偿,以实现电机低频时的自动转矩提升.该方法有效改善了异步电机V/F控制时的低速性能,保证低频运行时依然能获得额定磁通和相应的转矩.基于Saber软件的仿真结果表明:采用补偿方法后,电机能够带额定负载稳定运行在2 Hz工况下,电机的带负载能力有明显的提高,补偿后的机械特性略有上扬.