双作用双定子凸轮转子叶片电动机转矩脉动分析

基于等宽曲线双定子液压电动机的思想,将传统的凸轮转子叶片电动机改进为双定子结构.通过对双作用双定子凸轮转子叶片电动机的结构分析及工作原理介绍,在传统的凸轮转子叶片电动机的基础上,计算了这种新型液压电动机的理论排量,并由此推导出多作用凸轮转子叶片电动机理论排量的基本公式.分析了该液压电动机在转子转过不同角度时的瞬时转矩值,通过计算得出了内、外电动机在不同的组合方式下的转矩及转矩脉动系数.结果表明:内、外电动机不同的组合方式可以输出多种不同的转矩,且2个内电动机和1个外电动机组合工作时的转矩脉动最小,2个外电动机和1个内电动机组合工作时的转矩脉动最大.     

双作用双转子叶片马达的转矩特性

提出了双转子叶片马达,一个壳体内有内、外两个马达,可通过不同的连接方式输出四种不同的转矩.分析了马达四种工作状态时的瞬时转矩及转矩脉动,当马达差动连接时转矩脉动最小,当两个马达共同工作时转矩脉动最大.研究了不同叶片个数时马达的瞬时转矩,讨论了叶片个数与转矩脉动之间的关系,结果表明:当叶片数为4的奇数倍时转矩脉动的理论值为零;当叶片数为2的奇数倍时会产生一定的转矩脉动;当叶片数为4的偶数倍时会产生较大的转矩脉动.     

平衡式双定子泵流量脉动理论分析

为了解平衡式双定子泵的输出性能,分析了1个作用周期内不同叶片数对泵流量脉动性的影响,得到了叶片数与瞬时流量之间的数学关系,并进一步探讨了双定子泵的起始相位角对内、外泵单独工作和滞后角对内、外泵联合工作流量脉动的影响.分析与计算结果表明:作用数为偶数且在1个作用周期内的叶片数≤9时,偶数叶片输出流量的脉动性较小,叶片数9的奇数叶片输出流量的脉动性较小.研究结果为平衡式双定子泵的设计提供了理论依据.     

轴向柱塞泵流量脉动主动控制方法及仿真研究

针对轴向柱塞泵流量脉动大且难以控制的问题,提出了一种通过机械安装减小轴向柱塞泵脉动的主动控制方法。机械安装中将2个柱塞泵的吸油口相连,2个柱塞泵的排油口相连,柱塞泵轴端装有同步带轮并用同步带连接,以实现柱塞泵错相位并联。从轴向柱塞泵流量基础理论入手,以降低轴向柱塞泵流量脉动为目的,对2个奇数(偶数)柱塞的柱塞泵错相位并联安装时的脉动进行了分析,并与单个奇数(偶数)柱塞泵流量脉动进行了对比,在此基础上通过Matlab对轴向柱塞泵的瞬时流量进行仿真。结果表明:2个奇数(偶数)柱塞的柱塞泵错相位并联安装时,瞬时流量增加了2倍,脉动减小且为单个柱塞泵脉动的1/4。该方法可为提高液压系统稳定性研究提供参考。     

双侧驱动轴向柱塞马达负载启动特性分析

为研究双侧驱动轴向柱塞马达的启动特性,介绍了双侧驱动马达的工作原理,理论分析并推导了启动时驱动转矩和各种阻力矩的计算公式,建立了双侧驱动轴向柱塞马达的液压仿真模型,分析了空载、定负载、延迟启动等工况下的启动特性.结果表明:空载启动时,双侧驱动轴向柱塞马达比普通轴向柱塞马达启动转矩波动小,达到平稳运行的时间更短,启动平稳性更优;定负载启动时,负载值越大,转矩波动越大,平稳运行时转矩脉动越明显,双侧驱动轴向柱塞马达的启动转矩峰值远低于普通轴向柱塞马达,转矩脉动量更小;延迟启动时,双侧驱动轴向柱塞马达对于负载变化的响应速度更快,其转矩波动情况与定负载启动时基本一致.     

平面式并联齿轮马达研究

介绍了平面式并联齿轮马达的的结构原理;对齿轮径向力及输出转速和转矩的脉动进行了分析。结果表明：该马达扭矩输出齿轮所受径向力平衡,同等输出转矩下,空转齿轮所受径向力减少一半;在取奇数齿时,马达输出转速和转矩的均匀性显著提高,脉动频率增加一倍,该马达兼具结构简单和性能优越的特点。     

平衡式三排轴向柱塞泵流量脉动的研究

介绍了平衡式三排轴向柱塞泵的工作原理,得出了两种能实现液压力平衡的平衡式三排轴向柱塞泵结构,并对柱塞数量及分布对其流量脉动的影响进行了研究。结果表明,三排(内排、中排和外排)的柱塞数均为偶数或分别为奇数、奇数和偶数,各排柱塞相互交错排列,且内排、中排和外排的排量或流量分配为1∶1∶2时,平衡式三排轴向柱塞泵有较小的流量脉动,泵的结构也较紧凑合理。     

三作用多泵多马达输出转速和转矩的理论分析

为了实现定量泵可输出多种流量、定量马达输出多种转矩和转速的功能,设计了双定子结构的新型泵和马达,并提出了多泵多马达传动理论.在一定的马达进出口压差条件下,通过三作用双定子泵(马达)的不同连接以及泵和马达的多种组合连接,对泵的不同输出流量、马达输出转矩和转速进行了计算分析.结果表明,通过改变泵和马达的连接方式及其组合连接方式,在一定的范围内可以对马达的转矩和转速、泵的输出流量进行调节和控制,从而拓宽了元件的适用领域.     

双排式轴向柱塞泵的流量脉动分析

针对轴向柱塞泵为降低流量脉动率而采用奇数柱塞使流量调节范围有限的问题,采用双排柱塞设计轴向柱塞泵,并对双排式轴向柱塞泵的结构及流量脉动特性进行研究.计算、仿真和实验结果表明:在缸质量和体积增大不多的前提下通过增加工作柱塞排数,可使泵的排量增大、流量脉动率减小、流量调节范围扩大.推导出的双排式轴向柱塞泵的理论流量计算公式经过计算机仿真和实验验证与实际接近.     

斜盘式轴向柱塞液压马达低速稳定性仿真

建立了斜盘式轴向柱塞液压马达系统摩擦扭矩非线性的数学模型，采用计算机仿真的手段，研究了摩擦扭矩、漏泄系数、油液压缩率等因素对液压马达的低速稳定性的影响，获得了液压马达低速时瞬时角排量的脉动率变化规律，由此，为改善油马达的低速稳定性对管理者应采取什么样的措施提出了建议．     

A New—style Permanent—magnet Motor with Double—stator Structure

A new-style direct drive motor with double-stator structure is proposed. The structure and principle of the permanent-magnet (PM) brushless motor are discussed. On the basis of numerical calculation, the cogging torque waveforms of the prototype rrmtor when staggering two stators are analyzed. The method that can reduce torque ripple making use of the structure features of this motor is investigated. The results of numerical calculation and experiment indicate that designing motor with this kind of structure is a good seherne for increasing the power density.     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.     

基于神经网络的永磁同步电动机转矩脉动补偿

永磁同步电动机的转矩波动补偿多采用转矩估计方法，但在不同电机运行点和电机参数不断变化的情况下，准确估计瞬时转矩非常困难．因此提出了采用径向基函数神经网络作为转矩波动补偿器的永磁同步电动机伺服控制方法．利用神经网络在线逼近非线性因素和外部干扰，对转矩波动进行补偿，然后根据反步控制方法得到神经网络权值调整规则和控制器输出．采用数字信号处理（DSP）进行了实验研究，结合神经网络和Backstepping的优点实现永磁同步电动机的转矩波动补偿．仿真和实验结果证明，采用上述方法可以实现不同转矩脉动的补偿。     

无刷直流电机换相转矩脉动抑制的研究

分析了无刷直流电机产生转矩脉动的原因,设计了自抗扰控制器来抑制无刷直流电机的转矩脉动的发生.以控制器本身的状态观测器检测系统的相电流脉动,通过控制器本身的非线性状态反馈控制器对检测电流脉动误差值进行补偿,从而抑制电流的波动.采用双闭环控制抑制转矩脉动的发生.仿真结果表明,设计自抗扰控制器抑制了系统干扰引起的超调量.反馈能够完全地被快递跟踪.设计的控制系统使无刷直流电机的转矩脉动值为9%左右.因此,自抗扰控制系统能够更好地抑制无刷直流电机转矩脉动的产生.     

W型永磁电机转矩脉动分析与抑制方法

针对永磁同步电机转矩脉动偏大时电机输出性能较差的问题,对W型永磁同步电机的转矩脉动进行详细分析并研究其抑制方法。首先利用等效磁路法与洛伦兹力定律,推导出电机转矩脉动解析式,基于解析式对W型磁极的位置参数进行优化,并利用有限元软件仿真验证;然后利用转子极面偏心的方法进一步削弱电机转矩脉动,并分析最优偏心距。研究表明,当W型磁极布置位置合适时,电机具有良好的输出特性;通过转子极面偏心,电机转矩脉动降低12％,齿槽转矩与气隙磁密谐波含量大幅降低,电机性能显著提升。     

永磁无刷直流电动机直接转矩控制研究

永磁无刷直流电动机起动转矩大,其转矩脉动也大,电动机运行时会产生很大的噪声和振动.为了减小转矩脉动,设计了永磁无刷直流电动机的直接转矩控制方案,直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量,实现对电磁转矩的直接控制.基于Matlab/Simulink软件,建立了控制系统仿真模型,仿真结果表明该方法可以较好地抑制电动机的转矩脉动,提高系统控制性能.     

无刷直流电机无位置传感器控制下的转矩波动抑制新策略

永磁无刷直流电机位置传感器和转矩波动的存在限制了它的应用范围．为扩大无刷直流电机在精度较高的伺服系统中的应用，提出在实现无位置传感器控制的同时，减少转矩波动的新策略．无刷直流电机转子位置与电机的电压、电流之间以及电机电流与转子位置、转矩之间都存在着一定的非线性对应关系，通过对两个径向基函数(RBF)神经网络按自适应训练算法进行训练，训练后的两个RBF神经网络分别实现了无刷直流电机转子位置和最大转矩运行时参考电流的在线估计．根据估计的参考电流对绕组的实际电流进行调节，最大限度地抑制了因电流波形不理想引起的转矩波动，为无刷直流电机在高性能伺服系统中的应用提供了保证．实验结果表明了此控制策略的有效性．     

开关磁阻电动机转矩算法研究

针对开关磁阻电动机在传统控制方式下转矩出现严重波动的问题,提出了控制开关磁阻电动机的直接转矩算法,通过查询开关表选取合适的电压矢量来控制磁链大小和方向,把转矩作为直接控制量。首先,从直接转矩算法理论出发,基于Matlab/Simulink平台分别设计了直接转矩控制和电流斩波控制下的系统仿真模型;其次,在开关磁阻电动机模型和电动机负载一致的情况下,将直接转矩算法仿真结果与电流斩波算法比较;最后,通过硬件实验平台验证直接转矩算法的可行性。该研究表明,直接转矩控制下转矩脉动可以得到良好的抑制,拓宽了开关磁阻电动机的应用领域。