基于模块化的无轴承永磁同步电机控制软件设计

为使无轴承永磁同步电机( BPMSM)控制和调试更方便,设计了模块化的控制系统软件程序.在阐述BPMSM转子悬浮原理的基础上,给出其电磁转矩方程和悬浮力方程,在论述BPMSM数字控制系统功能框图的基础上,提出模块化设计的控制系统软件结构,并给出其各模块的具体实现方法.最后给出DSP中的2种临界资源管理机制,以确保整个软...     

无轴承永磁同步电机转子悬浮原理与解耦控制

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,分析和推导了径向悬浮力和径向悬浮力绕组中电流及永磁体等效电流之间的关系,采用转子磁场定向控制策略对无轴承永磁同步电机径向悬浮力进行解耦控制,并在电机不同负载情况下设计了数字控制系统.采用TMS320LF2407 DSP研制了数字控制控制系统硬件,并开发软件.实验结果表明,电机空载运行在3000 r/min时,转子径向位移振动幅值小于100μm,电机在0~3000 r/min时,能够实现转子快速稳定悬浮和运转.     

无轴承永磁同步电机转子磁场定向控制系统研究

无轴承永磁同步电机是具有磁悬浮轴承优点的一种新型电机；在阐述了无轴承永磁同步电机工作原理基础上，采用转子磁场定向控制策略，推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机旋转部分数学模型；根据无轴承电机解耦控制的要求设计了无轴承永磁同步电机转子磁场定向矢量控制系统，并以数字信号处理器TMS320LF2407为核心，研制了矢量控制系统的硬件和软件。实验结果表明：电机工作在0～3000r/min范围内，转子悬浮稳定且电机转速连续可调。     

基于瞬态有限元永磁同步电机静止位置检测策略

无传感器控制的永磁同步电机在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,本文针对该情况提出了一种基于瞬态有限元分析的转子位置和永磁极极性检测的策略和方法.以两相凸极永磁同步电机为例,通过对永磁同步电机瞬态磁场的有限元分析,考虑铁心饱和与注入信号瞬态特性的影响,提出一种对转子位置非常敏感的组合电感的计算算法,并给出基于该组合电感的转子位置和永磁极极性检测的策略和优化转子位置检测的方法.计算结果表明,该方法能在电机静止和低速时,快速准确地判断出转子位置和永磁极极性.     

基于EKF的双Y移30°六相PMSM无速度传感器控制系统研究

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的双Y移30°六相永磁同步电动机(PMSM)无速度传感器控制方法.本系统建立了六相双Y移30°绕组永磁同步电动机的数学模型和状态空间方程.通过选取dq旋转坐标系下的定子电流、电机转速和转子位置作为状态变量,选取定子电压和电流作为输入、输出向量,构建了EKF观测器.在dq旋转坐标下采用扩展卡尔曼滤波器获得转速和转子位置,并利用TMS320F2812型DSP芯片实现全数字控制.该方法不需要对多相永磁电机的结构作任何改变,同时适用于凸极和隐极永磁同步电机,在很宽的速度变化范围内都有较高的位置估计精度.实验表明该方法使系统具有更加良好的控制性能.     

一种新型的基于高频电压注入的永磁同步电机转子位置观测方法

提出了一种简单但有效的永磁同步电机转子位置观测的新方法.该方法通过在电机定子绕组中注入高频电压,利用电机的凸极效应,通过对电机绕组端电流的处理计算,准确地估算出电机的转子位置.还提出了在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法.仿真结果显示了所用方法的有效性和可行性.     

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统

讨论了一种采用DSP芯片TMS320LF2407实现无传感器永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的方案。文章简单介绍了永磁同步电机的数学模型和矢量控制的基本原理,给出了在无位置传感器的情况下电机转子位置信号的确定方法,讲述了采用id=0的对凸极式转子磁路结构的无传感器永磁同步电动机的控制方法,说明采用高速数字信号处理器易于实现复杂的矢量控制算法,可以有效的解决电机的强耦合特性。     

预定位控制的数控装备伺服控制系统研制

针对传统三闭环控制方法无法满足一些高性能位置伺服控制的场合,提出一种预定位的永磁同步电机位置伺服控制方法.该方法通过位置给定与位置反馈进行比较,一旦转子旋转至给定位置,就对电机通一个与给定位置角度一致的电压矢量,将转子准确定位在给定位置.将该方法与PID控制相结合,可以实现永磁同步电机快速、平稳、准确的定位.通过实验验证了该方法的有效性.将该方法运用到磨面机控制当中,证明了该方法的实用性.     

永磁同步电机高频信号注入法启动过程可靠性研究

为了提高高频信号注入法永磁同步电机无速度传感器控制的起动性能,提出了一种转子极性判断的简便方法。根据永磁同步电机作电动机运行时的电磁转矩特性,分析得出电机转矩电流与转子极性间的关系,进而对用来估算转子角度的误差提取信号作了极性校正。实验结果表明,与传统高频信号注入法相比该方法确保了算法解的收敛性,角度观测结果能准确跟踪实际转子位置,不致因为解的不确定性而使电机进入失稳状态,有效提高了电机无速度传感器控制启动时的可靠性。     

改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制

针对五相永磁同步电机低速运行时,逆变器会输出不连续电流,产生转矩脉动;电机高速运行时,产生大量定子谐波电流,转速跟随能力和转矩平稳性受到影响.为保证五相永磁同步电机在全速域的快速平滑切换,提出了改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制策略.针对滑模控制中存在的抖振问题,提出改进指数趋近律,并将新型趋近律应用于一种非线性...     

无轴承永磁同步电机数控系统设计与实现

综合考虑无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生的各种因素，导出了径向悬浮力和转矩数学模型，采用转子磁场定向控制策略，设计了无轴承永磁同步电机解耦控制系统．基于TMS320LF2407 DSP设计了数字控制系统硬件，开发了相应控制软件．研究结果表明：采用转子磁场定向控制策略，实现了无轴承永磁同步电机转矩和径向悬浮力之间解耦控制．研制的数字控制系统参数调整方便，性能参数满足无轴承永磁同步电机控制要求．     

1 000 kN电机转子压铸机的研究及应用

针对传统的电机转子压铸设备水平低、电机转子铸铝质量不稳定等问题，研制和开发了1000kN电机转子压铸机，用于Y80～Y160电机转子投影面积内的各种电机转子的压铸．该压铸机完成了转子压铸生产工艺的全过程，实现了全流程机械自动化生产。     

基于极坐标的异步电机新型参数辨识方法

在异步电机矢量控制系统中,电机参数的准确性严重影响着系统的控制性能。利用极坐标方法,研究了一种异步电机新型参数辨识的方法。系统的电压、电流、频率、相位角均能够通过软件来实现。基于SVPWM算法,向电机施加相应电压信号,并利用极坐标方法,简化了参数计算过程,即通过直流斩波实验、单相实验和空载实验实现对电机定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感以及互感的测试。实验结果证明,该辨识方法得到的参数准确性高,且模型简单,计算量小,易于实现。     

异步电动机转子参数的自校正辨识方法的研究

转子参数的变化对异步电机调速系统的动静态性能有很大的影响。基于自校正方法设计了一种新的转子电阻的辨识算法。并通过仿真和实验 ,将这种算法与直接公式法进行了比较。在对自校正辨识算法进行研究时 ,主要分析了算法中参数 kp、 ki、电阻初始设定值、转速和负载转矩的变化对辨识效果的影响。讨论了负载转矩和转速对转子电阻辨识精度产生影响的原因。并且给出了该辨识算法的适用范围。实验结果证明了自校正辨识算法的有效性 ,特别是在大负载的情况下该算法可以准确地辨识出转子电阻     

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

针对纺织机械设计了一台可带额定负载异步起动的高速永磁同步电动机.利用有限元方法对电机进行了磁场分析,准确计算了空载漏磁系数和计算极弧系数,并与磁路计算相结合得出初步设计方案.着重研究了定子绕组参数、转子槽形、导条材料和永磁体尺寸等对电机起动转矩和牵入同步特性的影响.当所设计电机永磁体轴向长度比电机长度短5 mm时,平均...     

基于定子磁场定向的无速度传感器矢量控制

采用定子磁场定向的方法,避免了转子参数对磁通估算的影响．利用改进的磁通积分算法,克服了纯积分器直流漂移和初始值问题,消除了一阶低通滤波器的幅值和相位偏差．利用美国Synopsys公司的Saber软件建立定子磁场定向无速度矢量控制的仿真平台,仿真验证了系统设计的正确性．在初步整定调节器参数的情况下,分别做了高、中、低速下的三个仿真,系统在1200r/min给定时,超调为20％,稳态精度到达1％以内;在5r／min给定时,超调为40％,稳态精度在15％左右,系统具有较宽的调速范围．     

微机控制的无位置传感器无刷直流电机驱动系统

详细介绍了无位置传感器无刷直流电机的微机控制系统，永磁转子的位置检测是通过检测定子绕组的三相端电压来实现的，起动时让电机按照他控式同步电动机方式运行，实现了无刷直流电机在开环控制、转速负反馈控制，电压负反馈加电流正反馈控制３种方式下的运行。     

考虑电磁激励的车用永磁同步电机转子扭振特性

研究了车用永磁同步电机转子系统在电磁激励与机械激励作用下的非线性扭振特性.建立了电磁激励作用下的转子系统机电耦合扭振振动模型,利用多尺度法求解了振动方程,确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性.分别研究了永磁同步电机内功率因数角、极对数、电机运行的磁饱和系数以及转子系统的扭转刚度等对转子系统扭转振动特性的影响.研究结果表明:合理地控制和设计永磁同步电机的电磁与机械参数,可以避开车用永磁同步电机转子系统的扭转振动系统可能出现的跳跃及分岔等不稳定现象.     

大转动惯量负载用感应电机转子起动温升分析

大转动惯量负载用感应电动机是发电厂用于拖动风扇磨煤机旋转的专用感应电动机。由于风扇磨煤机的转动惯量大,使得拖动其旋转的电动机具有转动惯量大、起动电流大、起动时间长等特点,导致该种电动机起动过程的转子发热问题尤为突出。为了提高大转动惯量负载用感应电动机的起动可靠性,以一台国内最大容量的大转动惯量负载用感应电动机为研究对象,采用分点计算与曲线拟合的方法,建立了起动过程中转子铁耗、铜耗以及转子表面散热系数随转速变化的计算模型,利用有限元法对其起动过程中转子部件的损耗和温升进行了计算与分析。结果表明,该电动机的起动时间长达48s,在起动过程中转子铁耗、铜耗以及表面散热系数均随转速而变化,起动完成后转子最高温升达到141.1K。     

反推力吸附的爬壁机器人设计及实验研究

为实现机器人稳定、快速和高效地在不同接触壁面移动,提出了一种采用双旋翼螺旋桨反推力作为前驱动力和壁面吸附力的机器人设计方法. 对爬壁机器人结构和动力系统进行设计,通过对机器人在不同运动状态下的静力学进行分析,得出机器人在旋翼倾角为60°时动力性能最优,并通过机器人在水平状态下牵引力实验得到了验证. 通过在实际操作过程的实验测试,机器人旋翼倾角单度变化运动效果优于旋翼倾角成倍变化. 通过对机器人在水平和垂直壁面吸附力进行实验测量,得出由于结构复杂性大大降低了螺旋桨气动效率. 最后,通过实验验证了机器人在小斜坡和垂直壁面稳定吸附能力.