永磁無(wú)刷電機(jī)工程設(shè)計(jì)方法及振蕩特性的研究.pdf

1、永磁無(wú)刷電機(jī)由于其可靠性高、轉(zhuǎn)矩密度大、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中擁有廣闊的應(yīng)用空間和良好的發(fā)展前景。近年來(lái)，永磁無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)的研究取得長(zhǎng)足發(fā)展，同時(shí)也對(duì)永磁無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)的性能提出更高的要求，其中，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和噪音問(wèn)題成為影響其廣泛應(yīng)用的主要障礙。本文以理論分析和實(shí)驗(yàn)研究為手段，針對(duì)永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的性能要求，對(duì)永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)展開(kāi)研究工作。
　　為了對(duì)永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析研究，全面分析考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)

2、參數(shù)和所涉及的若干基本問(wèn)題，建立了永磁無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在該模型的基礎(chǔ)上，總結(jié)了繞組參數(shù)變化的相似規(guī)律，提出比電阻常數(shù)(g)、端部自感常數(shù)(Λ)、比自感常數(shù)(λ11end11)、比互感常數(shù)(λ12)及比電勢(shì)系數(shù)常數(shù)(e)等的比參數(shù)概念，可以方便快捷的對(duì)永磁無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行基本特性預(yù)測(cè)和繞組設(shè)計(jì)，尤其適用于已有定轉(zhuǎn)子鐵心沖片有限模具電機(jī)的系列化改型設(shè)計(jì)，形成方波驅(qū)動(dòng)表面磁鋼型BLDCM系列產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)方法。通過(guò)對(duì)樣機(jī)

3、的實(shí)驗(yàn)和預(yù)測(cè)對(duì)比，證明該方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
　　永磁無(wú)刷電機(jī)中，定位轉(zhuǎn)矩造成振動(dòng)、噪聲以及控制的困難等不利因素，影響了電機(jī)性能的提高。本文給出了用于分析具有分?jǐn)?shù)槽極比結(jié)構(gòu)的永磁無(wú)刷電機(jī)的簡(jiǎn)單模型，通過(guò)解析分析解釋了消除定位轉(zhuǎn)矩的機(jī)理。借助于該模型解析分析了由于轉(zhuǎn)子永磁體不對(duì)稱引起的定位轉(zhuǎn)矩的影響和由于永磁體磁動(dòng)勢(shì)幅值和相位誤差造成的影響，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析一致，研究成果對(duì)提高無(wú)刷直流伺服電機(jī)的性能和減小定位轉(zhuǎn)矩具

4、有實(shí)用意義，并取得了實(shí)際效果。
　　永磁無(wú)刷電機(jī)由于結(jié)構(gòu)上的原因，在運(yùn)行時(shí)存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。矩形波驅(qū)動(dòng)時(shí)，換相電流急劇變化可能使電機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的振動(dòng)和噪音。本文通過(guò)對(duì)不同齒槽結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的徑向不平衡電磁力的定量分析比較，研究了因此對(duì)振動(dòng)和噪音的影響。探討了電壓超前控制的最佳超前角的算法及其實(shí)現(xiàn)方法。提出基于轉(zhuǎn)子位置推測(cè)值及電路中的正弦表的低噪音控制方法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī))是自動(dòng)