舒振杰[1]2003年在《永磁无刷直流电动机实验平台的设计与实现》文中研究指明本文介绍了永磁无刷直流电动机的数字控制原理，设计并实现了永磁无刷直流电动机调速系统与伺服系统实验平台，完成了上位机监控软件与下位机DSP控制软件的设计和调试，并在实验平台基础上对伺服系统控制策略进行了实验研究。研究结果表明：本实验平台易于使用，性能可靠，对提高实验研究水平与提高实验效率效果明显。
王亚平[2]2005年在《基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机调速系统实验平台的研究》文中进行了进一步梳理本文设计并实现了小功率永磁无刷直流电动机无位置传感器控制的调速系统平台,作为实验装置使用。 在实验平台的硬件设计中,微处理器采用TMS320F240数字信号处理器(DSP);逆变器采用智能功率模块(IPM),整个实验平台硬件结构紧凑、工作可靠。 在控制策略设计中,提出了基于反电势法的无刷直流电动机无位置传感器控制方案;电机的起动方式采用预定位起动方式,简化了起动程序,能够保证电机转子在任何位置都能可靠起动。 本实验平台的软件设计结构合理,功能完善,占用系统资源少,仅仅采用了一个通用定时计数器T1就实现了PWM输出、信号采集时序、电流环和速度环周期产生、移相时间控制等功能。 最后,对实验平台进行了实验研究,给出了电流和转速的实验波形,实验结果较为理想;表明实验平台设计合理,易于使用,性能可靠,对提高实验研究水平与提高实验效率效果明显。
夏红峰[3]2008年在《基于DSC控制的永磁无刷直流电动机在电梯门机系统中的应用》文中研究说明本文的主要任务是完成电梯门机控制系统的设计与研制。本人通过成功开发出的基于16位数字信号处理器(DSC)的门机驱动板,来控制永磁无刷直流电动机(BLDCM)的正常运转,最终组成一套高性能的电梯门机伺服系统。本文第一章对电梯门机系统的各个组成部分及运行曲线做了一定的介绍;第二章对BLDCM的结构、工作原理以及数学模型进行了详细的解析;第叁章对电梯门机运行曲线及转速控制系统的设计给出了优化意见,同时建立电机仿真模型;第四章完成了电梯门机系统控制板的硬件设计;第五章完成了电梯门机系统上下位机的软件设计,并通过MATLAB软件对电机进行仿真运行;第六章完成了实验部分,并对各个测试内容的结果进行了分析与比较。第七章则对全文进行了总结与展望。文章最后还对整套电梯门机系统控制板的硬件抗干扰设计与软件可靠性设计提出了几点需要注意的地方。
欧阳中盈[4]2007年在《基于DSP的直流无刷电机控制系统研究》文中研究指明本文设计并实现了永磁无刷直流电动机控制的调速系统平台,作为实验装置使用。在硬件设计中,微处理器采用TMS320LF2407数字信号处理器(DSP),逆变器采用智能功率模块6MBP50RA060(IPM),整个实验平台硬件结构紧凑、工作可靠。本实验平台的软件设计结构合理,功能完善,占用系统资源少,采用了一个通用定时计数器T1就实现了PWM输出、电流环和速度环信号采集、正反转控制等功能。基于TMS320LF2407的电机控制系统采用双闭环(电流环和速度环)的控制方案。完成了控制系统硬件电路的设计,其中包括:叁相逆变电路,驱动电路的设计,保护电路设计,位置检测电路,电流检测电路。完成了控制方案的软件程序设计,包括:主程序,A/D采样程序,电流调节程序,速度计算程序,速度调节程序以及捕获中断等程序的设计。最后,对实验平台进行了实验研究,给出了电流和转速的实验波形,实验结果较为理想,表明实验平台设计合理,性能可靠,对提高实验研究水平与提高实验效率效果明显。并在实验波形分析的基础上,给出了实验结论,实验证明本文所提出和研制的直流无刷电机调速系统运行性能良好。
陈颖[5]2006年在《稀土永磁无刷直流电动机设计与分析》文中研究表明稀土永磁无刷直流电动机采用高磁能积的稀土永磁材料，同时采用电子换向技术去掉了电刷，使得它具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高、运行特性优良等特点，从而广泛应用于航空航天、精密仪器、工业控制等许多对电机运行性能要求较高的场合。因此，对稀土永磁无刷直流电机的研究具有重要的意义。本文对稀土永磁无刷直流电动机设计方法和分析方法进行了研究： 永磁电机设计计算中传统的一般采用比较简单的磁路法，用磁钢工作图计算静态及动态的工作点，这显然不能满足精确性的要求。本文采用了场路结合的方法，首先利用磁路法对电机进行初步设计，然后建立有限元分析模型对电机的参数和性能进行精确分析，采用这样的方法不但可以满足精确性要求，同时可以缩短设计周期。 本文把有限元方法引入到了对电机性能影响较大的重要系数(如空载漏磁系数、电枢计算长度、计算极弧系数和气隙系数等)及性能参数反电动势、电磁转矩、电感的计算中。以电机内磁场有限元分析为基础的设计结果体现了较高的精确度；同时，由于在大功率、高转速的永磁无刷直流电动机中，电流受漏感的影响从而改变了电机的性能，因此漏感的作用不容忽视。本文推导了稀土永磁无刷直流电动机漏电感计算的有限元方法，引入了电机等效电阻系数，并针对电磁转矩脉动和齿槽转矩脉动的产生的原因，给出了多种有效的抑制方法，使电机设计更为合理。最后介绍了电机测试平台的搭建和具体的测试方法，以验证用户关心的电机性能参数在电机设计中的正确性。
邱少锋[6]2006年在《电动助力转向无铁心永磁无刷直流电机控制系统研究》文中指出电动助力转向是现代汽车转向系统发展的必然趋势,它已经成为现代汽车零部件的“高新技术产品”。而作为目前电动助力转向系统中大多数采用的直流电机,由于其固有的缺点使得它越来越不能满足于现代汽车电子技术的飞速发展。无刷直流电机的出现为电动助力转向的发展带来了新的机遇,它不仅具有几乎直流电机的全部优点,同时还具有一系列无可比拟的优势,特别是采用无铁心永磁无刷直流电机代替普通直流电机,不失为今后电动助力转向发展的一种全新思路。本文首先对轴向磁场无铁心永磁无刷直流电机的结构与工作原理进行了简要分析,建立了无铁心永磁无刷直流电机的数学模型,探讨了无铁心永磁无刷直流电机调速控制方案,并重点分析了转矩脉动产生的原因以及抑制转矩脉动的方法。在详细探讨无刷直流电机控制系统设计方法的基础上,根据电动助力转向无刷直流电机控制系统的要求,引入PID调节器的原理与方法,提出了电流闭环控制策略。建立了电动助力转向无刷直流电机控制系统的仿真模型,并进行了仿真结果分析。本文开发了以TMS320LF2407为核心、以IR2130为前置驱动电路的电机控制系统,编写了模块化的控制软件,提出了硬件可靠性保护措施以及软件抗干扰技术。并在此基础上进行了发电机实验、空载实验以及负载实验,测量并记录了大量实验波形与数据,并对实验数据进行了图形化处理,最后分析了实验结果。实验结果表明,本文提出的无铁心永磁无刷直流电机控制系统方案是可行的,采用无铁心永磁无刷直流电机作为助力电机的电动助力转向系统,机械特性良好,效率较高,系统可靠性强,对电动助力转向系统的发展具有一定借鉴作用。
吕航[7]2014年在《对转结构永磁无刷直流电动机有限元分析及分数槽应用》文中研究说明本文所研究的课题来源于山西省自然科学基金项目“变频器供电时永磁同步电动机转矩脉动的减小及优化设计”,研究内容为针对舰船螺旋桨驱动用对转结构永磁无刷直流电动机(DR-PMBLDCM)进行计算和分析。对转结构永磁无刷直流电动机在继承传统电机优点的同时具备独特优势,在水下推进器等对于平稳性要求较高的领域具备广阔应用前景。由于永磁无刷直流电机(PMBLDCM)的结构与运行机理具有特殊性,这使得它在理论分析与工程设计计算上仍然存在着很多问题与不完善的地方,目前关于DR-PMBLDCM的理论分析还十分欠缺。并且研究的DR-PMBLDCM样机齿槽转矩幅值偏大,十分有必要从电机结构设计的层面上,以抑制齿槽转矩为目的对其进行改进。因此,为精确有效地针对DR-PMBLDCM进行计算分析,本文完成了以下研究工作：1.在有限元分析软件Ansoft/Maxwell2D环境下建立DR-PMBLDCM模型,求解了DR-PMBLDCM的静态特性与动态特性,对运算结果进行了分析,针对电机动态转矩脉动做出了改进。2.本文提出了气隙径向磁密函数法,并采用该方法使用Matlab/Simulink基本运算模块与电力模块,建立了DR-PMBLDCM的Simulink模型。最后将仿真结果与有限元计算结果进行了比对,该模型为以后的DR-PMBLDCM性能与控制策略研究奠定了基础。3.对DR-PMBLDCM应用了分数槽技术以减小样机齿槽转矩波动幅值。在考虑径向不平衡磁拉力、槽极数组合可能性等诸多限制条件下,制定了几种适合样机的分数槽方案。在Maxwell2D环境下分别进行了齿槽转矩抑制效果的验证,给出了适合样机的最佳分数槽绕组方案。4.对DR-PMBLDCM进行基于气隙比磁导法与等效磁路法相结合的解析计算。以许-克变换法为基础,结合样机各部分等效磁路的求解工作得到了气隙磁通密度的分布函数的解析结果。将解析计算结果与有限元法计算结果进行比对,证明了解析计算的正确性和可行性,并对两者存在的差异做出了原因分析。5.搭建了DR-PMBLDCM的综合性能测试平台,测试了样机在不同负载等级下相对转速平衡性、电动机端输出转矩、电动机端工作效率、机身温度随连续运行时间的稳定性。使用样机的Simulink模型分别就对应负载等级进行仿真,将实验测试结果与仿真结果进行比对,并给出了两者间差异的原因分析。
刘彬[8]2004年在《舵机用无刷直流电机控制系统研究》文中指出本课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)，旨在研究基于数字信号处理器(DSP控制器)的舵机用270V高压双余度稀土永磁无刷直流电动机控制系统，以实现无人飞行平台飞控系统的精确可靠控制。 论文首先分析了无刷直流电动机控制系统基本构成、工作原理，研究了无刷直流电动机动态数学模型、双闭环无刷直流电动机控制系统动态数学模型及其基本控制策略，设计了一套由纯硬件构建的舵机用48V双余度稀土永磁无刷直流电动机控制系统，并进行了实验测试。在此基础上，提出了基于DSP控制器的舵机用270V高压双余度稀土永磁无刷直流电动机控制系统设计方案，并对系统进行了仿真。论文应用全桥式逆变电路解决了系统270V高压直流驱动设计，采用TMS320LF2407A DSP芯片为主控单元，实现了系统硬件电路小型化、低功耗设计及系统双余度结构设计。 测试结果表明系统满足设计技术指标要求。该技术不仅可以应用于舵机，还可应用于其他各种驱动控制设备，具有广阔的应用前景。
孙晓霞[9]2006年在《永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究》文中认为永磁无刷直流电动机是一种集电机和电子一体化的高新技术产品，它以其体积小、重量轻、惯量小、控制简单和动态性能好等优良特性，被广泛应用于工业、交通、消费电子、航空航天、军事等领域，对永磁无刷直流电动机的研究具有十分重要的意义。通常的永磁无刷直流电动机由永磁同步电动机、逆变器以及安装在转子轴上的位置传感器构成。逆变器的驱动信号与转子位置信号同步从而保证在任意的速度下定子绕组电流与转子磁场同步。本文系统研究了永磁无刷直流电动机本体及驱动控制系统，取得了有价值的研究成果。1)本文查阅了大量的文献资料，全面总结和分析了永磁无刷直流电动机的研究现状，阐述了永磁无刷直流电动机的运行和控制机理。2)在分析永磁无刷直流电动机的性能与运行原理的基础上，设计了以PIC16F877A单片机为核心的永磁无刷直流电动机调速系统，并进行了实验研究。3)利用Matlab/Simulink对永磁无刷直流电动机系统建立动态仿真模型，结合实验所得参数进行仿真，结果证明所建仿真模型的正确性和有效性。4)在Matlab下对永磁无刷直流电动机可能会出现的各种故障进行了仿真研究，表明了永磁无刷直流电动机具有良好的容错性能。5)基于磁路法设计了一套永磁无刷直流电动机的电磁设计程序，给出了计算实例。6)给出了计及齿槽影响的永磁无刷直流电动机电感参数的解析计算，与有限元法计算结果对比，表明此方法的正确性和精确性；在星形连接的两两导通方式下，分析计算得到计及绕组电感的永磁无刷直流电动机的平均电流稳态电路模型，结果表明计及电感参数的电枢电流较小，转速相应降低；推导出了在叁角形连接的两两导通方式下，计及绕组电感的相电流解析式。
王晓洲[10]2009年在《基于永磁直流无刷电机的电动飞行器舵系统的设计》文中研究说明飞行器在空中的运行方向由舵的姿态决定,控制舵姿态的系统称为舵系统。之前的模拟式的电动舵系统由于采用了大量的模拟元件使其抗干扰性较差、快速性不高,使得一些先进控制方法无法应用到实际的控制系统中。因此随着对舵系统机动性要求的提高以及数字化处理器的出现,设计出一套数字化电动舵机伺服系统就变得必要和可能。传统的舵机采用直流电机。有刷直流电机由于结构上存在机械式的电刷和换向器,导致电机转速和安全性受限制、噪音大。无刷直流电动机具有传统直流电机的机械特性,安全性高、方便控制等优点。近年来,现代电力电子技术进步和永磁材料的发展促进了直流无刷电机的发展。围绕提高舵系统的动态响应水平和整体性能,本文提出了一种基于永磁无刷直流电动机的电动舵伺服系统,并从控制方法、系统实现等方面进行研究。舵机系统属于转角位置伺服系统,因此针对其系统控制特性,本文控制系统采用位置环、速度环和适用于无刷直流电动机的直接转矩控制相结合的控制方法。首先建立了系统模型。在对舵系统建立数学建模后,在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型。分别在系统有扰和无扰的情况下,实际位置信号均能在指定范围跟踪不同类型的给定信号。证明了该方案符合舵系统设计要求。最后提出了基于叁菱公司的型号为PS21867的智能功率模块和TMS320F2812为控制核心的系统实现方案。设计、搭建了硬件实验平台,对样机进行调试。初步验证了方案的可行性。
参考文献：
[1]. 永磁无刷直流电动机实验平台的设计与实现[D]. 舒振杰. 浙江大学. 2003
[2]. 基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机调速系统实验平台的研究[D]. 王亚平. 浙江工业大学. 2005
[3]. 基于DSC控制的永磁无刷直流电动机在电梯门机系统中的应用[D]. 夏红峰. 浙江工业大学. 2008
[4]. 基于DSP的直流无刷电机控制系统研究[D]. 欧阳中盈. 北京交通大学. 2007
[5]. 稀土永磁无刷直流电动机设计与分析[D]. 陈颖. 湖南大学. 2006
[6]. 电动助力转向无铁心永磁无刷直流电机控制系统研究[D]. 邱少锋. 华中科技大学. 2006
[7]. 对转结构永磁无刷直流电动机有限元分析及分数槽应用[D]. 吕航. 太原理工大学. 2014
[8]. 舵机用无刷直流电机控制系统研究[D]. 刘彬. 西北工业大学. 2004
[9]. 永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究[D]. 孙晓霞. 浙江大学. 2006
[10]. 基于永磁直流无刷电机的电动飞行器舵系统的设计[D]. 王晓洲. 哈尔滨工业大学. 2009
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