電動油泵在國外高中檔汽車中已有廣泛應用,在國內,一些國產汽車也開始使用電動燃油泵,目前油泵電機普遍采用有刷直流電機,從而帶來壽命短、可靠性低、EMC性能差等不利影響。本論文基于實際需要,采用Magneforce/BIDC軟件,設計了一臺無刷直流電機油泵電機代替原有有刷直流電機,以期改善原有電動油泵的運行性能,提高可靠性,延長使用壽命。文中給出了兩種滿足性能指標的方案,并對它們的工作特性及額定運行性能作了比較。并就其中一種方案(四極六槽結構)研究了磁鋼極弧寬度、超前導通角對電機性能的影響,以及一系列設計參數對定位轉矩的影響。之后,論文采用了ANSOFT/MAXWELL軟件對樣機進行了磁場分析,得出了樣機在一個電周期內空載和負載時的磁場分布規律。另外論文采用了ANSYS軟件,分析了樣機的溫度場分布。 為了進一步分析無刷直流油泵電機的可靠性,論文建立了帶霍爾位置傳感器的無刷直流電機的Simulink仿真模型,并利用該仿真模型對無刷直流電機所可能發生的故障進行了仿真研究。仿真了無刷直流電機常見的包括電機本體、逆變器及位置傳感器在內的三類故障運行情況,在理論上對各個故障仿真結果進行了詳細分析,并在樣機上實驗驗證了仿真結果,這對進一步提高無刷直流電機的故障診斷水平及提高電機的可靠性具有重要的指導意義。 論文還根據樣機的性能參數及實際應用的需要,研制了一臺基于ML4425的無刷直流電機無位置傳感器控制器。實驗證明,該無位置傳感器控制無刷直流油泵電機可以取代原有的有刷電機,滿足實際應用的需要。
上傳時間: 2013-05-29
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隨著無刷直流電機在工業控制和家用電器等領域中的應用越來越廣泛,其傳統的帶位置傳感器無刷直流電機控制呈現出越來越多的局限性,由此,無位置傳感器控制便應運而生,特別是“反電勢”法無位置傳感器控制逐漸受到了人們的青睞,并成為無刷直流電機控制系統的研究熱點及發展主流。 論文在詳細介紹了無刷直流電機的運行原理及數學模型的基礎上,對反電勢過零檢測法無位置傳感器控制的原理以及過零檢測電路的設計進行了詳細的分析和研究。由于在零速或低速時電機反電勢為零或很小,基于反電勢的控制方法都需要特殊的起動技術,本文在分析常有起動方法的優缺點的基礎上,提出了一種新的起動方法一轉子位置閉環起動法,該起動方法包括轉子零初始位置檢測、轉子位置閉環加速以及切換至反電勢法運行三個步驟,并通過仿真和實驗證明,與傳統的三段式起動方法相比,該起動方法具有更優良的起動性能。同時,本文還對反電勢法無位置傳感器控制的檢測誤差及干擾影響進行了系統的理論分析,并提出了相應的誤差補償及干擾抑制措施。 最后,確立了以MC56F805為核心的無刷直流電機無位置傳感器控制系統的硬件系統,搭建了相應的硬件實驗平臺。在Codewarrior集成開發環境下完成了整個無刷直流電機無位置傳感器控制系統的軟件設計。實驗證明,所研制的試驗軟硬件平臺能很好地完成無刷直流電機無位置傳感器控制功能,控制系統結構簡單、響應快速、可靠性高。
上傳時間: 2013-07-21
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在永磁無刷直流電機中,即使電樞繞組不通電,由于水磁體產生的磁場同定子鐵芯的齒槽相互作用而產生轉矩,即齒槽定位力矩。定位力矩使電機輸出轉矩波動,產生振動和噪聲。影響齒槽轉矩的因素很多,如齒槽的數量、齒槽形狀、斜槽角度、磁鋼的極弧系數以及輔助凹槽等等,因此,準確計算定位力矩較為復雜。本文利用麥克斯韋張量法來分析定位力矩,為電機設計提供理論參考。文中闡述了齒槽力矩產生機理,綜述了抑制齒槽轉矩的方法,探討了抑制齒槽轉矩的發展趨勢。 本文以永磁無刷直流電機為對象,利用Ansoft有限元仿真軟件,通過有限元分析對改變槽口寬度、定子斜槽、改變極弧系數和定子沖片增加輔助凹槽對定位力矩的影響進行了研究。深入分析了沖片輔助凹槽對抑制永磁無刷直流電機定位力矩的作用,因為沖片面加輔助凹槽的方法,生產中便于加工,對電機性能影響很小。結果表明,同一沖片上在對稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果,而以沖片中心線對稱地加兩個輔助凹槽時,輔助凹槽角度不同作用不同。對不同沖片,適合的輔助凹槽角度也是不同的。 最后對這幾種抑制定位力矩的方法進行優化組合,找出了一個最優的抑制永磁無刷直流電機定位力矩的方案。
上傳時間: 2013-06-18
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盤式永磁無刷直流電動機的設計可以借鑒圓柱式無刷直流機和一般盤式電機設計的方法,但又有其獨特的特點.本文主要研究的盤式永磁無刷直流電機的電磁分析與設計.考慮到盤式電機特殊的磁場形式,本文從磁場分析方法入手,研究了盤式永磁無刷直流電機的電磁設計特點,比較了與普通圓柱式電機之間的異同,并給出了一個電磁設計程序.
上傳時間: 2013-07-15
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本課題來源于重點航空研究項目——某型飛機電動舵機用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機的研制,進行雙余度無刷直流電機的控制技術及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會效益和經濟效益.論文介紹以AT89C51單片機與SG3525脈寬調制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機試驗器的系統硬件結構,并對PWM調速控制、功率驅動輸出及GAL邏輯綜合等電路進行分析,提出并設計了電流截止負反饋電路實現電機堵轉和起動時的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實時多任務操作系統的軟件工程化技術.按照控制設計、編程、測試、試驗等規范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達到軟件的高可靠性和強壯性.無刷直流電機是典型的強電與弱電相結合的系統,并且飛機系統的電磁環境復雜,本文對系統的干擾源、傳播途徑等問題進行了研究,并提出相應的軟、硬抗干擾措施使系統性能達到總體設計要求.
上傳時間: 2013-07-21
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本文首先介紹無刷直流電機原理及其常用的控制方法。在建立了無刷直流電機數學模型的基礎上,構建了MATLAB環境下控制系統的仿真模型,并對各個仿真模塊進行了分析。設計了無刷直流電機控制系統的硬件電路。該控制系統以Motorola公司的MC68HC908JL3單片機為核心,功率變換電路采用三菱公司IPMPS21246-E模塊。介紹了電路的各個組成部分,給出了控制系統中采用的軟硬件抗干擾措施。針對雙閉環無刷直流電機調速系統,深入研究了基于串級PI控制的控制策略,給出了參數選擇方法,并進行了仿真分析。根據所設計的硬件電路及采用的控制策略,編制了相應的控制系統軟件。系統軟件由物理層和應用層組成。物理層的程序模塊是基本的硬件功能實現模塊,包括啟動按鍵讀入模塊、ADC模塊、故障顯示模塊、中斷模塊。應用層程序調用物理層程序模塊,通過一定的算法邏輯,實現整個系統軟件的功能。最后對無刷直流電機控制系統進行了調試。給出了系統運行中的電壓、速度和電流等信號的實測波形,并進行了分析。調試結果表明,該系統穩定可靠,具有良好的調速性能,達到預期的效果。
上傳時間: 2013-07-11
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本文對高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細設計方案。在此基礎上,完成了整個系統的硬件電路設計和軟件程序的編制,并對電源裝置的硬件和軟件進行了調試和修改。在分析原理的基礎上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環節對該系統的主電路進行了闡述,同時探討了該電源系統實現大容量的解決方案,即采用多個電源模塊并聯運行。本文還探討了多個電源模塊并聯運行時的自動均流技術,并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調節環節上,詳細分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關電源具有輸出電壓可調、輸出電流大、紋波小等特點,而且還具有換檔、遠程控制等功能。它主要用于各種直流電機性能測試,實驗結果表明它基本達到設計要求,從而驗證了理論分析的正確性,具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-07-31
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v無刷直流電動機具有結構簡單、可靠性高、維護方便、運行效率高和調速性能好等優點,隨著微處理器技術、電力電子技術、控制理論,以及低成本、高磁能積永磁材料的發展,得到越來越廣泛的應用。無刷直流電動機采用無位置傳感器控制,電動機結構更加簡單,應用范圍擴大,相對于有位置傳感器控制優勢明顯。本論文圍繞無刷直流電動機的無位置傳感器控制進行較為系統和深入的研究。 首先,論文從基本電磁定律出發,在分析無刷直流電動機結構和工作原理的基礎上,建立了無刷直流電動機的數學模型,為分析無刷直流電動機無位置傳感器控制奠定基礎。 其次,根據無刷直流電動機反電勢過零檢測原理,對反電勢過零檢測法的各種實現方法進行研究,比較各種實現方法的優缺點,指出它們的適用范圍。在此基礎上,給出帶通濾波法及其簡化電路形式,提出使用帶通濾波器獲取反電勢三次諧波的方法。論文將直流電源負端電壓作為帶通濾波法和帶通濾波三次諧波法的參考電平。 論文對無刷直流電動機無位置傳感器控制中的關鍵問題-起動方法進行研究,在詳細分析“三段式”起動方法的實現過程的基礎上,給出了從外同步到自同步平穩切換的條件。論文在研究無刷直流電動機無位置傳感器控制換相方法的基礎上,提出了一種新的換相方法,提高了電動機運行平穩性和系統穩定性。在帶通濾波三次諧波法中使用該換相方法,無需對三次諧波積分即可得到換相時刻。 濾波器是反電勢法中反電勢過零檢測電路的重要組成部分。論文在分析無刷直流電動機端電壓信號特點的基礎上,給出濾波電路的技術要求,根據濾波器基本設計原理,分別對一階RC無源帶通濾波器和二階RC有源低通濾波器進行電路設計和參數計算,并通過實驗驗證理論分析和仿真結果。這些為通過檢測反電勢過零點獲得可靠的換相信號創造了條件。 論文還分析了無刷直流電動機無位置傳感器控制中產生轉子位置檢測誤差的原因,提出了相應的校正方法。通過分析無刷直流電動機的換相過程,建立了換相狀態的等效電路和數學模型,研究了轉子位置誤差引起的電動機超前、滯后換相現象,及其由此產生的非導通相環流,在理論分析的基礎上,進行了仿真計算,并與實驗結果對照分析。 功率器件的功率損耗分析在逆變器設計和提高控制系統的可靠性方面具有重要作用。論文構建了由IGBT組成的簡化逆變器模型,并進行仿真研究。針對不同的開關頻率和柵極電阻,定量計算了IGBT開關過程中各階段的功率損耗,給出了變化規律,對逆變器的設計具有重要的指導意義。最后,論文研制了基于反電勢過零檢測法的無位置傳感器無刷直流電動機控制系統,控制系統由硬件和控制軟件兩部分組成。硬件部分包括主電源整流濾波電路、控制電源電路、反電勢過零檢測電路、驅動和逆變電路以及保護電路等,控制軟件包括電動機起動模塊(包括定位、加速、切換)、電動機運行控制模塊(包括過零檢測及校正、換相)和各保護功能模塊。對系統進行了調試,并對論文中所分析和提出的各種方法進行了相關的實驗研究,給出了實驗結果。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著世界范圍內的能源危機越來越嚴重,每個國家都投入了極大的熱情開發新型節能型產品,而且整個社會的節能意識越來越高。我國2005年廣東發生的油荒現象已經造成了局部能源恐慌,所以節能問題受整個社會關注的程度越來越高。 我國傳統螺桿泵采油系統的地面驅動部分采用異步電機加變速箱,長期以來存在“大馬拉小車”現象,系統效率和經濟效益低下,耗能非常嚴重。 永磁無刷直流電機在進入21世紀后,以其較高的效率和優異的控制性能保持較高的發展勢頭,已廣泛用于社會生活的方方面面,如比家電行業,汽車行業和工業控制等等。 本文基于ST7MC設計了應用于油田螺桿泵的永磁無刷直流電機驅動系統。通過大量的資料和文獻閱讀,首先從無刷直流電機的結構和原理開始介紹,在建立無刷直流電機的數學模型基礎上,對整個控制系統的硬件和軟件結構進行了詳細說明,給出了正弦波控制策略的頻率和相角估算方法。 基于本控制系統的設計方案完成的6.5KW無刷直流電機控制系統已經成功在油田上試運行,通過大量的負載試驗和井上運行試驗驗證了該系統達到了較高的系統的效率和經濟效益。并取得了預期的節能效果。
上傳時間: 2013-04-24
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用單片機控制直流電機 本設計以AT89C51單片機為核心,以4*4矩陣鍵盤做為輸入達到控制直流電機的啟停、速度和方向,完成了基本要求和發揮部分的要求。在設計中,采用了PWM技術對電機進行控制,通過對占空比的計算達到精確調速的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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