随着电力电子技术的发展,高速永磁无刷直流电机应用前景越来越广阔,有较大的研究价值,对其电磁性能进行准确的分析和设计具有重要的经济价值和理论意义。本文主要是围绕着永磁无刷直流电机,尤其是高速永磁电机的磁路、电路性能的分析、铁耗和温升的计算、优化设计、控制系统和样机制造和实验等做了大量的工作: 对电机的磁路进行分析设计:从磁路结构入手,分析了定子铁芯、转子铁芯和永磁体的各种结构优劣及其选型、选材的根据;讲述了场路结合的分析计算方法;给出了极数、槽数、绕组、转子参数、定子参数和轴承的参数确定方法。 对永磁无刷直流电机的电路进行分析:从电机磁场分析入手,根据齿磁通分析计算了电枢绕组的感应电动势;根据此电动势的波形,推导了三相六状态控制时,电动势的电路计算模型,重点推导了电动势平顶宽度小于120度电角度时的电路模型,指出换相前电流波形出现尖峰脉冲的原因,该模型考虑了电感对高速电机性能的影响;给出了基于能量摄动法计算绕组电感的方法。 高速永磁无刷直流电机内的损耗尤其是铁耗较大,根据经验系数来计算铁耗的传统方法已显得力不从心,如何准确计算高速永磁无刷直流电机内的铁耗是困扰电机工作者的一个难题,本文根据Bertotti铁耗分立计算模型,进一步推导了考虑电机内旋转磁化对铁耗的影响的铁耗计算模型,其各项损耗系数是由铁芯材料在交变磁化条件下的损耗数据通过回归计算得到。通过实际电机的计算和实验测试,表明此计算模型有较高的准确度。随着电机内损耗的增大,温升也是一个重要问题,为了了解电机内的温度分部,防止局部过热,本文建立了基于热网络法永磁无刷直流电机的温升计算模型,并对电机进行了温升计算,计算结果和实际测量基本一致。 本文确立了永磁无刷直流电机的电磁计算方法,建立了优化设计的数学模型,编制了程序,用遗传算法成功地对高速永磁无刷直流电机的效率进行了优化,给出了优化算例,并做出样机,通过对优化前后的方案做出样机并进行比较实验,优化后测量损耗有了较大的减小。 对永磁无刷直流电机控制系统中的几个关键问题进行了研究:位置检测技术、三相逆变电路中的功率管压降和控制系统换相角问题,它们都对电机的性能有很大的影响。本文着重分析了霍尔位置传感器原理、选型及在电机中的安装应用;功率管压降对起动电流、功率的影响问题;控制系统提前或滞后换相对电机电流,输出性能的影响,提出适当提前换相有利于电机出力。 做出永磁无刷直流电机样机并进行实验研究,主要包括高速永磁无刷直流电机、内置式永磁无刷直流电机、高压永磁无刷直流电机的设计、性能分析、样机制作、实验分析等。建构了对样机进行发电机测试、电动机测试、损耗测量的实验平台,通过在测试时使用假转子的方法成功分离出了电机铁耗和机械损耗,实验测量结果和计算结果基本一致。 总之,通过对永磁无刷直流电机的磁路、电路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁无刷直流电机的设计理论和分析方法,并通过样机的制造和实验,进一步的验证了这些理论和方法的准确性,这对永磁无刷直流电机的设计和应用有很好的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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随着全球汽车保有量的与日俱增,能源危机和环境污染正逐渐成为制约世界汽车工业发展的瓶颈。而新兴的混合动力汽车(HEV)在节能和排放上的优越性正逐步体现出来。由于采用“油、电”配合的方式来驱动车体,其所搭载电动机及其驱动控制系统的研究则成为混合动力汽车研发中的关键技术之一,它直接决定着整车的动力性,燃油经济性和排放指标。 论文首先比较了常见的几种电动汽车的性能,概括了混合动力汽车的优点,介绍了混合动力汽车电机及其控制系统技术的发展现状;其次探讨了几种常用交流电动机的性能优劣,由于永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,本文混合动力汽车传动系统选用永磁同步电机;根据混合动力汽车所搭载电动机在功率和扭矩上的要求以及永磁同步电机在结构上的特点,选取了发动机电机系统的结构布置形式;论文建立了永磁同步电动机的数学模型,分析了永磁同步电动机矢量控制的原理;设计了基于TMS320F2812DSP的永磁同步电动机矢量控制系统,详细阐述了功率驱动电路,速度及位置检测电路,电流反馈及过流保护电路,CAN通讯模块等系统中重要的组成单元;软件采用模块化的结构,阐述了关键子程序如电流采集、位置检测程序和SVPWM产生子程序。 最后,搭建了实验平台,对硬件进行了调试和修改,通过样机及系统台架试验,取得了大量的实验数据,检验了所设计样机的特性,发现其制作过程中的不足,并实现了电机控制系统的闭环控制,从而达到了对混合动力汽车用永磁同步电动机控制系统的探索与研究的目的。
上传时间: 2013-05-23
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论文以反应式步进电机为研究对象,应用了先进的FPGA/CPLD技术,设计了一种全数字的步进电机控制系统,通过了仿真、综合和下载的各个程序测试环节,并在实验中得到了良好的应用。 本论文分析了反应式步进电机工作原理以及其具体的控制过程,然后阐述了FPGA的设计原理以及所涉及到的相关芯片,接着对所要应用的硬件语言VerilogHDL方面的知识进行了简要地介绍,这些为论文的具体设计部分提供了理论基础。 本系统针对需要实现对步进电机的调速,设计出了一种符合要求的连续可调的脉冲信号发生器,整个脉冲信号发生器有两个大的模块组成,最后用一个顶层的模块将二者连接起来,并且每个子模块以及顶层的模块都通过了仿真测试。系统采用了模块化的设计思路,为系统的设计和维护提供了方便,同时也提高了系统性能的可扩展性。系统采用一种软件硬化的设计思路,应用了VerilogHDL硬件语言,该语言较容易理解。软件也是采用了目前应用比较广泛的几种。在最后的实物实验中也取得了良好的效果,从而证明了设计的正确性。论文针对VerilogHDL硬件语言的应用技巧以及实际编写程序中经常遇到的问题都做了详细的解释,并提出了几个解决问题的方法;对于如何合理的选择芯片,文章也做了仔细说明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具构成的数字系统现场集成技术,是本系统设计的核心部分,该门技术具有操作灵活、利用广泛以及价廉等特点。该门技术具有旺盛的生命力和广阔的前景,必然推动着整个集成电路产业系统集成的进一步发展。整个系统设计采用了全数字化的控制方案,使系统更加紧凑、更加合理以及经济节约。由于系统的全数字化,使得整个系统运行变得十分可靠,调试也极为方便。作为一种先进技术的应用,论文在很多方面做了新的尝试。
上传时间: 2013-05-20
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设计一种基于数字信号处理器DSP 的无刷直流电动机控制系统。充分利用TMS320C240 DSP 外设接口丰富、运算速度快的特点, 采用PWM方式, 以霍尔传感器作为位置和速度传感器, 实现对无刷直流
上传时间: 2013-04-24
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两相混合式步进电机控制系统的设计,上海大学郭成教授等的作品。不是我的。
上传时间: 2013-06-16
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·摘 要:本文介绍基于计算机并行端口的微型步进电机控制系统。针对双极型两相步进电机,设计了由集成音频功率放大器TDA1521组成的步进电机平衡桥式功率驱动电路;由计算机并行端口的数据端口组成步进电机的脉冲分配器,由软件实现步进电机的脉冲分配、电机的速度控制和断电相位记忆功能,通过对数据端口的扩展实现对6个步进电机的控制。
上传时间: 2013-07-15
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·摘 要:讨论了细分电路在步进电机驱动系统中的应用,阐明了传统电路中设计存在的问题,并提出了改进方法,给出了细分倍数可调的步进电机控制系统的软、硬件的设计。[著者文摘]
上传时间: 2013-07-17
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·摘 要:步进电机适用于在数控开环系统中做执行元件,具有十分广泛的用途。本文从工程应用的角度出发,以TMS320LF2407 DSP芯片作为控制核心.结合专用步进电机驱动器,设计了一套可同时控制8个电机,且具有位移控制和多级调速功能的步进电机控制系统。文中对控制系统中有关以TMs320LF2407 DSP芯片为核心的步进电机控制器的软、硬件设计与开发进行了重点介绍。该控制系统目前已在多个工程项目中得
上传时间: 2013-05-17
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在直流电机控制系统的硬件设计方面,电路以ARM Cortex M3最小系统为核心,主要包括PWM控制输出模块,基于PCF8576芯片的显示模块,基于FT2232芯片的USB转JTAG口模块,LMD18200驱动模块。在软件设计方面,充分利用Luminary公司提供的ARM Cotex M3驱动库,采用十分简易的方法对Cortex进行编程,以控制电机的运转。最后对ARM进行了软件与硬件结合的综合测试。 该控制系统的研制为直流电机在高精度光电技术的应用提供了良好的实验平台。经过试验,验证了系统的可行性,系统的各项功能及控制精度满足设计要求。
标签: ARM_Cortex-M 控制器 直流电机 驱动
上传时间: 2013-06-17
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·基于DSP的无刷直流电机测试系统的设计
上传时间: 2013-06-15
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