在現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)中，矢量控制原理以及空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)使得交流電機(jī)能夠獲得和直流電機(jī)相媲美的性能。永磁同步電機(jī)（PMSM）是一個(gè)復(fù)雜耦合的非線性系統(tǒng)。本文在Matlab/Simulink環(huán)境下，通過對(duì)PMSM本體、d/q坐標(biāo)系向a/b/c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等模塊的建立與組合，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果證明了該系統(tǒng)模型的有效性。
標(biāo)簽： MatlabSimulink PMSM 永磁同步電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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橫向磁通電機(jī)是近些年來出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注，但我國對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號(hào)：2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)，克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，對(duì)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算、分析，找出功率因數(shù)偏低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制，對(duì)理論成果進(jìn)行驗(yàn)證，并力爭(zhēng)樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破，部分指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理，并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場(chǎng)的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大，因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊，無法采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)分析。在電磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢(shì)，空載漏磁系數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，討論了橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對(duì)參數(shù)的影響。本文特別針對(duì)橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問題進(jìn)行了分析，找出了功率因數(shù)偏低的原因，提出了相應(yīng)的改善方法和建議，對(duì)橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果，完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真，克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來的誤差。最后，通過與樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的對(duì)照研究，驗(yàn)證和完善分析方法，并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 磁通 永磁同步電動(dòng)機(jī) 性能分析 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)屬于軸向磁場(chǎng)電機(jī)，目前，該類電機(jī)在國外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機(jī)和大力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)己廣泛應(yīng)用于機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品中。由于該類電機(jī)具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子無損耗、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、轉(zhuǎn)矩/重量比大、低速運(yùn)行平穩(wěn)、可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)，其在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電動(dòng)車、電梯、家用電器等場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景，是一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置。 本課題作為國家863計(jì)劃項(xiàng)目《新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)及集成技術(shù)》2002AA324020中的一部分，該項(xiàng)目的主要工作是進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)釹鐵硼永磁電機(jī)——盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與集成技術(shù)研究，開發(fā)出一種新型釹鐵硼永磁電機(jī)，解決相應(yīng)的整機(jī)設(shè)計(jì)和集成技術(shù)問題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)是在盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，將無鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應(yīng)用到其中，從而使得電機(jī)的質(zhì)量大為減輕，功率密度提高，振動(dòng)噪聲降低，效率提高。 基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)其磁路結(jié)構(gòu)和電磁負(fù)荷分布與傳統(tǒng)電機(jī)完全不同，常規(guī)電機(jī)的某些設(shè)計(jì)規(guī)則不能直接應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)電機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，本文主要針對(duì)這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)進(jìn)行了分析與計(jì)算。分析了不同結(jié)構(gòu)Halbach陣列下的氣隙磁場(chǎng)，以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，給出了初步的樣機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)樣機(jī)的加工工藝進(jìn)行了探討，在總結(jié)、借鑒相關(guān)電機(jī)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)自身的特點(diǎn)，編制了一套電磁計(jì)算程序，該程序還有待通過大量樣機(jī)的試驗(yàn)，來總結(jié)和完善。 我國稀土資源豐富，然而，由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的問題，國產(chǎn)永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)至今未能大量應(yīng)用。與此同時(shí)，高性能的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及系統(tǒng)大量依靠進(jìn)口，我國每年進(jìn)口的工程裝備當(dāng)中，僅數(shù)控機(jī)床因國產(chǎn)電機(jī)和系統(tǒng)不能滿足要求而每年需要進(jìn)口的就達(dá)22億美元以上。本項(xiàng)目的完成將改變這類產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口的局面，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢(shì)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分巨大的。
標(biāo)簽： HALBACH 陣列 永磁同步電動(dòng)機(jī) 分
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象，采用變壓變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機(jī)效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機(jī)安全運(yùn)行，有時(shí)甚至還會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場(chǎng)合，無傳感器控制將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。它通過測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等可測(cè)量的物理量，通過特定的觀測(cè)器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制，并對(duì)閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機(jī)無傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿意的性能。
標(biāo)簽： 滑模觀測(cè)器 永磁同步電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī)，其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來驅(qū)動(dòng)沒有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過某一頻率，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析，在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法，對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測(cè)量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測(cè)方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明，所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽： 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種性能優(yōu)越、但結(jié)構(gòu)特殊的電動(dòng)機(jī)。作為一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置，其應(yīng)用范圍遍及航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力，提出了一種省卻了鐵心的雙轉(zhuǎn)子、單定子結(jié)構(gòu)盤式無鐵心永磁同步電機(jī)，進(jìn)一步減輕了電機(jī)的質(zhì)量并消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)都離不開電機(jī)電磁場(chǎng)的計(jì)算。不同于傳統(tǒng)的圓柱式徑向磁通電機(jī)，盤式無鐵心電機(jī)是軸向磁通電機(jī)，外加其無鐵心的結(jié)構(gòu)，決定了該電機(jī)的磁場(chǎng)呈三維、開域分布。對(duì)它的電磁場(chǎng)分析，不能采用對(duì)待徑向磁通電機(jī)的化為二維磁場(chǎng)的分析方法。 本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容分為兩部分：(1)在盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)上，建立其磁場(chǎng)三維模型，由三維有限元法計(jì)算三維電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果，并總結(jié)出盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布規(guī)律。 (2)在磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，將Halbach型永磁體陣列的理論應(yīng)用到磁鋼設(shè)計(jì)中來，提出磁鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，研究出適合于盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的磁鋼結(jié)構(gòu)，以獲得理想的磁場(chǎng)波形和磁密值。 本文首先從磁路計(jì)算的方法入手，通過磁路計(jì)算分析出盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。其后直接運(yùn)用三維有限元法求解該電機(jī)的電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場(chǎng)分布，本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)、不等厚軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)并將Halbach陣列的理論應(yīng)用到盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的磁剛結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡(jiǎn)化磁鋼的加工工藝，將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結(jié)合，提出了最經(jīng)濟(jì)、有效的改進(jìn)型Halbach永磁體陣列，給出具體磁鋼尺寸，并運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)各種磁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行結(jié)果仿真。
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 磁場(chǎng)分析 磁鋼
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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較高性能的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新電機(jī)參數(shù)，文章中采用一種在線辨識(shí)永磁同步電機(jī)參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識(shí)方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行的，通過MATLAB/SIMULINK對(duì)基于最小二乘法的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明這種電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地更新電機(jī)控制參數(shù)。 關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī);參數(shù)辨識(shí);最小二乘法
標(biāo)簽： 最小二乘法 參數(shù)辨識(shí) 仿真研究
上傳時(shí)間： 2013-06-06
上傳用戶：685
·永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器經(jīng)歷了模擬式、模擬數(shù)字混合式的發(fā)展后，目前已經(jīng)進(jìn)入了全數(shù)字的時(shí)代。全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器不僅克服了模擬式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺點(diǎn)，還充分發(fā)揮了數(shù)字控制在控制精度上的優(yōu)勢(shì)和控制方法的靈活，使伺服驅(qū)動(dòng)器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且性能更加可靠。現(xiàn)在，高性能的伺服系統(tǒng)大多數(shù)采用永磁交流伺服系統(tǒng)，其中包括永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器兩部分。后者由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)
標(biāo)簽： PMSM nbsp 永磁同步 伺服電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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·永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)功率主回路的設(shè)計(jì)
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 伺服系統(tǒng) 主回路 功率
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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·基于Matlab/Simulink 的永磁同步電機(jī)(PMSM )矢量控制仿真
標(biāo)簽： nbsp Simulink Matlab PMSM
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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