无刷直流电动机矢量控制系统的研究

针对方波驱动的无刷直流电动机有输出转矩脉动较大的问题,根据无刷直流电动机非线性、多变量、强耦合的特点,建立了以id=0为控制策略的无刷直流电动机矢量控制系统。把传统PI控制与模糊控制相结合,对速度环设计了一种模糊PI控制器, 利用模糊控制对PI控制器参数进行自整定。利用MATLAB/Simulink搭建了无刷直流电动机矢量控制系统仿真模型,分别对传统PI控制器和模糊PI控制器作用下的矢量控制系统进行仿真研究。仿真结果表明模糊PI控制器性能的优越性,提高了控制系统的动态性能和静态精度。以SH79F1611为控制核心,搭建了无刷直流电动机矢量控制系统的硬件实验平台,实验结果验证了控制方案的可行性。     

制作简易直流电动机

为了演示“磁场对通电导线的作用力”实验,设计了简易直流电动机.该简易直流电动机是将绕成不同形状的导线放置在磁场中,通过线圈的旋转,即可演示磁场对通电导线的作用.     

一种新型直流混合型HTSCFCL的实验研究

在研究直流混合型高温超导限流器和失超型桥式高温超导限流器原理的基础上,提出了一种新型单相直流混合型高温超导限流器.实验表明该限流器有较好的限流能力,MATLAB仿真结果也表明该限流器模型设计参数准确,限流效果明显.说明新型直流混合型高温超导限流器对限制短路电流和提高系统的稳定运行具有十分重要的意义.     

新型动磁式直线压缩机电机的改进设计

研制了一种新型直线压缩机驱动用动磁式直线振动电动机。建立了电动机磁路物理模型,并对电动机动子动力学模型进行了求解,得到了电磁驱动力的基本要求,分析了电动机参数对动子运动特性和电动机性能的影响。运用电磁场有限元方法对动磁式直线电动机电磁场模型求解,磁通分布揭示了电磁力产生机理,分析并优化了不同于传统直线电机的设计方式。数据分析揭示了动磁式直线电动机力-位移-电流之间的关系,为压缩机和电动机控制系统设计奠定了基础。     

永磁无刷直线直流电机及其选用

本文在简明介绍永磁无刷直线直流电机工作原理的基础上，阐述了正确选择永磁无刷直线直流电机的方法。     

高温超导磁浮系统中直线电机的电流瞬时值法气隙磁场分析

弄清楚磁浮系统中直线电动机初、次级间的磁场分布非常重要,因为弄清了它,分析直线电机的初、次级间所受的推力及法向力情况就更容易了.本文采用次级为导板型三相双层绕组直线电动机从初级绕组中空间上离散的行波电流理论出发,用电流瞬时值方法讨论长初级直线感应电动机运行时不考虑纵向端部效应初、次级之间的气隙磁场.分析得出气隙变化及气隙为定值时气隙磁场沿初、次级相运运动方向上的分布表达式,最后以实验测量结果验证了推导结论,表明推导的合理性,对高温超导磁浮系统中用于驱动的直线电机的设计有参考作用.     

介绍一种演示共振、驻波的自制实验仪器

工科大学物理课是一门实践性很强的理论课,围绕课堂教学组织演示实验,引导学生观察基本的实验现象,能激发学生的学习兴趣,起到投石激浪的作用.这里介绍一种演示受迫振动、共振,以及多种形式驻波的自制实验仪器,供兄弟院校同行参考.(一)受迫振动、共振演示如图1所示,一台微型直流电动机固定在     

超导直流限流断路器研究

针对柔性直流电网的短路故障电流上升速度快、幅值大的特点,基于超导材料的特性,提出一种基于电阻型超导限流单元产生过零点的直流限流断路器拓扑。在理论分析的基础上,结合超导带材在直流冲击试验下的电阻变化情况,建立了电阻型超导限流单元的等效模型。在分析超导直流限流断路器工作原理的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了系统仿真模型,对该拓扑进行验证。仿真结果表明,该超导限流断路器对直流系统稳态运行无影响,系统发生短路故障后,能够迅速限制和分断短路电流,提高了柔性直流电网运行的可靠性。     

高温超导磁悬浮列车视景仿真系统

文中介绍研究开发的高温超导磁悬浮车的视景仿真系统.首先研究了视景仿真的体系结构,接着用3DMAX构建了视景仿真的三维场景,然后根据高温超导磁悬浮车的运行特性建立仿真所用的simulin模型,最后用过Visual C++编制用户界面.演示结果表明,该系统能较好地展示了世界上首辆载人高温超导磁悬浮车及其在轨道上的运行情况和...     

基于单片机的直流电动机的信号采集系统设计

装甲车辆起动过程中,直流电动机部分容易发生故障,传统的电机诊断方法都是定期制定维修计划,这种检修方式容易造成维修不足、维修过量以及盲目维修的问题,为了深入分析电动机故障发生时的参数信息的变化,构建一套能够采集电机运行参数的系统,对采集电枢电流和振动信号进行时频域分析,能够反映故障发生的特点;该系统以STM32103C8T6为主控芯片,设计了电流、振动信号采集电路,信号调理电路,对A/D转换模块、数据存储模块进行了编程实现,能够对直流电动机的电枢电流和振动信号进行实时采集,并将数据保存到上位机中进行后续的调用处理;通过测量对比直流电动机起动过程轴承部位发生不同故障时的电流和振动信号,利用MATLAB仿真实现时域内的信号显示,并在MATLAB平台中,编程实现了振动信号的时频域分析;仿真结果表明,该采集系统能够准确测量信号,具有成本低,体积小,精度高等优点,能够为故障特征提取提供较好的数据基础。     

微型无刷直流电机位置系统的过程控制

为了实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用微型无刷直流电机驱动螺旋天线单元转动来到达预定的辐射相位。设计了一种新型微型无刷直流电机位置控制系统,构建了比例滑模面-超螺旋二阶滑模控制器用于速度控制,利用结合速度剖面策略的PID控制算法实现了转动位置的中间过程控制。建立了基于Simulink的系统仿真模型,验证了方案的可行性,并构建了FPGA硬件实验平台。仿真和实验结果均表明,微型无刷直流电机驱动天线单元精确按照预设的速度剖面曲线运行,在50 ms控制周期内转动角度达到180°,中间控制过程的位置跟踪误差和平衡位置处的残余震荡误差均小于±3°。     

基于DSP的无刷直流电机新型转矩脉动抑制策略

无刷直流电机在换相时,非换相相绕组电流会产生脉动,绕组电流的脉动会引起输出转矩的脉动。研究无刷直流电机换相转矩脉动问题,是为了获得无刷直流电机更优的转矩输出特性,提高控制系统的稳定性和控制精度。通过分析换相转矩脉动的成因,在传统PWM_ON_PWM三相全桥调制方式的基础上,加入新型相电流预测控制算法,调节关断相和开通相电流下降和上升的速率,从而抑制相电流的脉动。利用DSP实现算法,验证了算法的可行性,通过实验数据和波形的对比分析,PWM_ON_PWM调制策略与电流预测算法相结合的控制算法可以有效抑制换相引起的转矩脉动。     

A novel configuration for a brushless DC motor with an integrated planetary gear train

This paper presents a novel configuration of a brushless DC (BLDC) motor with an integrated planetary gear train, which provides further functional and structural integrations to overcome inherent drawbacks of traditional designs. The effects of gear teeth on the magnetic field and performance of the BLDC motor are investigated. Two standard gear profile systems integrated on the stator with feasible numbers of gear teeth are introduced to reduce the cogging torque. An equivalent magnetic circuit model and an air-gap permeance model are applied to analytically analyze the magnetic field, while the validity is verified by 2-D finite-element method (FEM). Furthermore, the motor performance is discussed and compared with an existing design. The results show that the present design has the characteristics of lower cogging torque and torque ripple than the conventional design, which is of benefit to the widely applications on accurate motion and position control for BLDC motors.     

基于模糊控制算法的纯电动汽车空调控制器的研发

纯电动汽车迅速发展,要求其空调系统也急需跟进。根据纯电动汽车特点,开发出一种纯电动汽车空调控制器系统,设计了空调控制器的电源模块,阐述了使用无位置传感器控制压缩机无刷直流电机的原理,研发了一种过流检测电路。提出了一种新型控制方法,即：在考虑整车负载的基础上,使用多输入变量模糊控制算法对汽车空调压缩机电机进行控制,同时兼顾了乘员的舒适性与汽车的动力性。结果表明这种空调控制器运行良好,达到了预期效果。     

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统。该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速。以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动。     

广东科学中心高温超导磁悬浮车设计与制作

广东科学中心交通世界展馆的高温超导磁悬浮车演示模型,由支架、永磁轨道、超导磁悬浮小车、直线电机和控制系统构成。∞形轨道长19m,包含直线、圆曲线、缓和曲线、坡道,轨道沿线布置直线电机线圈和光电传感器。磁悬浮小车为两节联挂,每节小车车体由两个低温液氮容器和一个直线电机动子组成,每个液氮容器中包含6块YBCO超导块材。磁悬浮小车可以在轨道上连续运行,自控系统能够对小车进行启动、加速、减速、定位停车等运行控制,运行模式分自动行驶和手动操作两种。     

Optimal brushless DC motor design using genetic algorithms

This paper presents a method for the optimal design of a slotless permanent magnet brushless DC (BLDC) motor with surface mounted magnets using a genetic algorithm. Characteristics of the motor are expressed as functions of motor geometries. The objective function is a combination of losses, volume and cost to be minimized simultaneously. Electrical and mechanical requirements (i.e. voltage, torque and speed) and other limitations (e.g. upper and lower limits of the motor geometries) are cast into constraints of the optimization problem. One sample case is used to illustrate the design and optimization technique.     

基于直流无刷电机的汽车EPS系统控制器开发

为了改善转向系统助力性能和降低系统功耗,基于直流无刷电机,研究了电动助力转向系统的结构组成与工作原理,采用Freescale 微控制器MC56F8346作为主控芯片,开发了汽车电动助力转向系统控制器。将控制器分为控制电路和驱动电路两部分,设计了转矩、电流等信号采集电路、霍尔位置传感器的转子位置信号捕捉电路及驱动电路。试验结果表明,所开发的控制器静态功耗低,动态响应快,能够满足电动助力转向系统对转向灵活性、轻便性及可靠性的需求。     

无电刷法拉第模型电动机的动力学原理

法拉第电动机使用电刷改变流经转子线圈中电流的方向,若无电刷的情况下法拉第电动机似乎不能维持转动.事实上无电刷法拉第模型电动机在人为给转子线圈初始角动量的情况下却可以不停地转动.提出了转子线圈转轴跳动假设,给出无电刷法拉第模型电动机转动的动力学解释,并得到实验验证.