低速电动车用双永磁无刷直流电机协调控制的研究

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永磁无刷直流电机及其控制

永磁无刷直流电机及其控制

永磁无刷直流电机及其控制一、本文概述永磁无刷直流电机(Permanent Magnet Brushless DC Motor,简称BLDC)是一种结合了直流电机与无刷电机优点的先进电机技术。

本文将对永磁无刷直流电机及其控制技术进行详细的阐述和探讨。

我们将概述永磁无刷直流电机的基本原理和结构特点,包括其与传统直流电机的区别,以及为何在现代工业和家用电器等领域得到广泛应用。

接着,我们将深入探讨永磁无刷直流电机的控制策略,包括位置传感器控制、无位置传感器控制以及先进的电子控制技术,如微处理器和功率电子器件的应用。

我们还将分析永磁无刷直流电机的性能优化和故障诊断技术,以提高其运行效率和可靠性。

我们将展望永磁无刷直流电机及其控制技术的发展趋势,并探讨其在未来可持续能源和智能制造等领域的应用前景。

通过本文的阐述,读者可以对永磁无刷直流电机及其控制技术有更为全面和深入的理解。

二、永磁无刷直流电机的基本原理永磁无刷直流电机(Permanent Magnet Brushless DC Motor,简称BLDC)是一种结合了直流电机与无刷电机优点的电机类型。

其基本原理主要依赖于磁场与电流之间的相互作用,以及电子换向器的无刷换向技术。

磁场与电流相互作用:永磁无刷直流电机中,永磁体(通常是稀土永磁材料)被用来产生恒定的磁场。

当电流通过电机的电枢(也称为线圈或绕组)时,电枢会产生一个电磁场。

这个电磁场与永磁体的磁场相互作用,导致电机转子的旋转。

无刷换向技术:与传统的有刷直流电机不同,永磁无刷直流电机使用电子换向器代替了机械换向器。

电子换向器通过控制电流在电枢中的流动方向,实现了电机的无刷换向。

这种技术不仅提高了电机的效率,还降低了维护成本和噪音。

控制策略:为了精确控制电机的转速和方向,永磁无刷直流电机通常与电子速度控制器(ESC)一起使用。

电子速度控制器可以根据输入信号(如PWM信号)调整电枢中的电流大小和方向,从而实现对电机转速和方向的精确控制。

低速永磁无刷直流电机控制系统的研究

低速永磁无刷直流电机控制系统的研究

低速永磁无刷直流电机控制系统的研究孙佃升1夏需强2(1.滨州学院自动化系,滨州256603;2. 中国天然气管道局设计公司东北分公司,沈阳 110031)摘要:本文叙述了低速永磁无刷直流电机控制系统的硬软件设计。

在此基础上给出了控制低速永磁无刷直流电机运行的程序总框图。

实验表明,此系统能够很好的实现无刷直流电机的运行控制。

关键词:低速无刷直流电机控制系统Study on Control System of Low Speed BLDCMSUN Dian-sheng1 XIA Xu-qiang2(Department of Automatization, Binzhou University, Binzhou 256603,China;Northeast Subsidiary Design Company of China Petroleum Pipelion Bureau,Shenyang 110031,China) ABSTRACT: This paper introduced the hardware and software design of the low speed BLDCM control system. In this foundation, the paper also design the procedure total diagram of the software which control the BLDCM.The experiments show that the control system has an excellent capability to control the BLDCM..KEY WORDS:low speed;BLDCM;control system1引言目前,杆驱螺杆泵式抽油机在油田生产中应用普遍。

螺杆泵式抽油机要求驱动电机提供的驱动力矩大、转速慢、运行平稳。

低速电动汽车用无刷直流电机控制系统_邓攀登_陈永军_徐璐

低速电动汽车用无刷直流电机控制系统_邓攀登_陈永军_徐璐
1. 2 转子初始位置的电感检测方法
永磁无刷直流电机本体由定子铁心、定子绕组、 转子永磁体构成,定子铁心一般采用磁导率较高的 铁磁材料,转子采用永磁体。电机内部磁场的饱和 程度受定子电枢绕组磁势和转子永磁体磁势相对位 置影响,转子永磁体对定子电枢绕组磁势有增磁和去 磁作用,因此电机定子绕组等效电感的变化可以间接 反映转子和定子的相对位置的变化。如图 1 所示是采 用 JK2811 电桥测试仪测量的转子位置和定子绕组等 效电感 L 对应关系图。在一个电周期内,若对定子绕 组通以短时电压矢量,则母线产生的电流脉冲峰值会 随着定子绕组等效电感变化而变化,因此可以通过检 测电流脉冲峰值变化估算电机转子位置[5]。
DENG Pandeng,CHEN Yongjun,XU Lu ( College of Electronics and Information,Yangtze University,Jingzhou Hubei 434023,China)
Abstract: Combined with the application of electric vehicle( EV) drive system,analyzed the performance requirements of brushless DC motors( BLDCM) in the fields of low speed electric vehicles,and discussed the control method of the EV sensorless BLDCM. Designed an EV sensorless BLDCM control system based on dsPIC. Started the motor in closed-loop mode by using inductance method and BEMF zero crossing detecting method,the motor speed range was effectively expanded. The experimental results showed that this control system could meet the requirements of low speed electric vehicle and had application value. Key words: dsPIC; brushless DC motor; low speed EV; position sensorless; inductance method

无刷直流电机的双闭环控制系统研究的开题报告

无刷直流电机的双闭环控制系统研究的开题报告

无刷直流电机的双闭环控制系统研究的开题报告题目:无刷直流电机的双闭环控制系统研究一、选题背景和意义现代工业中,无刷直流电机已经广泛应用于机器人、自动化生产线、风能、水力发电等领域。

无刷直流电机具有体积小、重量轻、高效率、低噪音等优点,已成为当前最为主流的电机之一。

但是,无刷直流电机的特性随负载变化较大,且不能够直接控制转速,因此需要采用闭环控制系统来实现精确控制。

双闭环控制系统引入了位置环和速度环,可实现更精确和稳定的电机控制,因此在工业应用中被广泛采用。

二、研究内容和目标本文旨在研究无刷直流电机的双闭环控制系统,主要包括以下内容:1. 无刷直流电机的基本原理和特性,以及闭环控制系统的基本概念和原理。

2. 双闭环控制系统的设计和实现,包括位置环和速度环的设计和选型,以及PID控制器参数的调整和优化。

3. 基于MATLAB/Simulink的仿真实验,验证双闭环控制系统的性能和稳定性,包括转速响应、转速波动、位置误差等指标。

4. 测试实验,实现双闭环控制系统的实际应用,包括负载响应能力与实际应用环境的适应性等方面的测试和评估。

本研究旨在实现无刷直流电机的双闭环控制系统,提高电机的精度和稳定性,为其在工业应用中的广泛应用奠定基础。

三、研究方法和进度安排1. 研究方法本研究采用理论分析和仿真实验相结合的方法。

首先对无刷直流电机的基本原理和闭环控制系统的基本概念进行理论分析,然后设计双闭环控制系统,采用MATLAB/Simulink进行仿真实验,最后进行实际测试实验。

2. 进度安排第一阶段:文献调研和理论分析。

2019年10月-2019年11月。

第二阶段:设计双闭环控制系统。

2019年11月-2020年2月。

第三阶段:基于MATLAB/Simulink的仿真实验。

2020年2月-2020年4月。

第四阶段:测试实验和性能评估。

2020年4月-2020年6月。

第五阶段:撰写毕业论文。

2020年6月-2020年7月。

电动自行车用BLDCM双模式运行研究的开题报告

电动自行车用BLDCM双模式运行研究的开题报告

电动自行车用BLDCM双模式运行研究的开题报告1. 研究背景电动自行车作为一种环保、经济、便捷的交通工具,受到了越来越多人的青睐。

然而,传统的电动自行车往往存在着电量不足、续航短、助力不足等问题,影响其使用体验。

为了解决这些问题,研究者们通过改进电池、电机等核心部件,不断提高电动自行车的性能。

其中,BLDCM(Brushless DC Motor)作为一种高效、低噪音的电机,近年来在电动自行车领域得到了广泛应用。

另外,电动自行车在使用过程中,往往需要在不同的路况下切换不同的运行模式。

传统的电动自行车运行模式为同步转换,即在行驶过程中切换不同的功率档位。

但是,这种切换方式往往存在着助力不连续、换挡时间长、动力损失等问题,影响了电动自行车的使用效果。

因此,本研究旨在探讨利用BLDCM实现双模式运行的方法,以解决电量不足、续航短、助力不足等问题,并提高电动自行车的运行效果和使用体验。

2. 研究内容本研究将探讨利用BLDCM实现双模式运行的方法。

具体研究内容包括以下几个方面:(1)通过对电动自行车的核心部件进行改进,提高电机的效率和功率输出,以满足不同路况下的需求。

(2)建立BLDCM的数学模型,对其工作原理和特性进行研究。

(3)设计并实现基于BLDCM的双模式运行控制系统,实现在不同路况下的自动转换。

其中,普通模式为静默运行,高速模式为高功率运行。

(4)通过实验和数据采集,分析BLDCM双模式运行的效果和优点,并与传统的同步转换运行方法进行比较。

3. 研究意义本研究拟通过探讨利用BLDCM实现双模式运行的方法,解决电动自行车存在的电量不足、续航短、助力不足等问题,提高电动自行车的运行效果和使用体验。

同时,本研究将对电动自行车的关键技术进行深入研究,并提出一种全新的电动自行车运行控制方案,对电动自行车行业的发展具有重要意义。

4. 研究方法本研究将采用以下研究方法:(1)文献综述法:对电动自行车的相关前沿技术和BLDCM的特性进行系统性梳理和分析。

永磁无刷直流电动机控制系统研究【范本模板】

永磁无刷直流电动机控制系统研究【范本模板】

永磁无刷直流电动机控制系统的研究摘要无刷直流电动机是集材料科学、电力电子技术、微电子技术和电机理论等多学科为一体的机电一体化产品,在诸多领域有着广阔的应用前景。

随着大功率开关器件集成电路及高性能的磁性材料的进步,采用电子换向原理工作的永磁无刷直流电机取得了长足的发展。

永磁无刷直流电机既有直流电机的结构简单,运行可靠。

又具备交流电机运行效率高,无励磁损耗及调速性能好等诸多优点,在当今国民经济的各个领域里的应用日益普及。

维护方便的一系列优点永磁无刷直流电动机发展概况永磁无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。

现阶段,虽然各种交流电动机同直流电动机在传动应用中占主导地位,但是永磁无刷直流电动机正受到普遍的关注。

自20世纪90年代以来,随着人们生活水平提高和现代化的生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具备精度高、速度快、效率高等特点,永磁无刷直流电机的应用因此而迅速增长.现阶段,虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位,但无刷直流电动机正受到普遍的关注.尤其在节能已成为时代主题的今天,无刷直流电机高效率的特点更显示了其巨大的应用价值。

无刷直流电机转子采用永久磁铁,其产生的气隙磁通保持为常值,因而特别适用于恒转矩运行;对于恒功率运行,无刷直流电机虽然不能直接改变磁通实现弱磁控制,但通过控制方法的改进也可以获得弱磁控制的效果。

由于稀土永磁材料的矫顽力高、剩磁大,可产生很大的气隙磁通,这样可以大大缩小转子半径,减小转子的转动惯量,因而在要求有良好的静态特性和高动态响应的伺服驱动系统中,如数控机床、机器人等应用中,无刷直流电机比交流伺服电机和直流伺服电机显示了更多的优越性。

目前无刷直流电机的应用范围已遍及国民经济的各个领域,并日趋广泛,特别是在家用电器、电动汽车、航空航天等领域已得到大量应用。

一.永磁无刷直流电动机与永磁有刷直流电动机的比较表1—1 永磁无刷直流电动机与永磁有刷直流动机的比较二.永磁无刷直流电动机系统的组成及组成框图2.1电机本体无刷直流电动机最初的设计思想还是来自普通的有刷直流电动机,不同的地方是将直流电动机的定子、转子的位置进行了互换,其转子为永磁结构,产生气隙磁通;定子为电枢,有多相对称绕组。

电动车用永磁和无磁电机

电动车用永磁和无磁电机

电动车用永磁和无磁电机电动车用永磁和无磁电机2010-04-07 19:34电动车用电机电动车用电机一般是直流电机,用有、无永久磁铁分类,有永磁电机和串激电机两类。

电机旋转的部分叫转子,不转动的部分叫定子。

永磁电机的转子或者定子有一个是永久磁铁,另一个则是漆包线绕制的线包;串激电机的转子和定子都是漆包线绕制的线包。

同样功率的电机,永磁电机比串激电机省电。

永磁电机的磁铁怕高温,质量差的110度就会退磁,好的可到140度;串激电机没有永久磁铁,不存在这个问题。

目前市场上的货运三轮,电机功率一般在400瓦-900瓦,都使用串激电机,串激电机属于有刷电机。

代步三轮有300瓦左右就行了,一般使用永磁电机。

电动自行车电机一般为180瓦-250瓦,电动摩托350瓦-500瓦,这两种车也使用永磁电机。

永磁电机又分为有刷电机和无刷电机两大类。

有刷电机和无刷电机有刷、无刷是有无电刷称直流电机连续转动,是靠转子磁场和定子磁场的同性相斥、异性相吸进行的。

线包里的电流在适当的机必须转换,否则就会吸死不转。

有刷电机是靠换向器(学名叫整流子)和电刷的配合来自动完成,换向器和电刷装在电机内部。

一般有刷电机的电刷大约磨损2000小时就应该换新。

普通轮毂电机和柱式电机(也有叫中置电机的)需要专业维修人员才能更换,而串激电机普通用户自己就可以更换。

电刷的磨损还与电流大小以及电刷含银量有关。

货运三轮使用的串激电机电流很大,寿命到不了2000小时,几个月就得更换,碳刷含银量的多少价格相差很大.有刷电机对外只有两条连线,永磁有刷电机交换连线就可以改变转动方向;串激电机没有永久磁铁,转子和定子都是绕组,其中定子磁场也叫激磁磁场,个绕组是独立的,当串联使用时,叫串激电机。

串激电机对外虽然也是两条连线,不同于永磁有刷电机交换连线就可以改变转动方向,而是交换转子绕组(一对线)或定子绕组(一对线)之中的一对即可。

无刷电机顾名思义,电机内部没有电刷。

无刷直流电机运动控制及优化策略研究

无刷直流电机运动控制及优化策略研究

无刷直流电机运动控制及优化策略研究无刷直流电机(BLDC)是一种高效、可靠的电动机,广泛应用于工业自动化、电动车辆、家用电器等领域。

为了实现对BLDC的精确控制和提高其运动效率,研究无刷直流电机运动控制及优化策略具有重要意义。

本文主要研究BLDC电机的运动控制原理和优化策略。

首先,介绍无刷直流电机的基本工作原理。

无刷直流电机由定子和转子组成,定子上有若干个绕组,转子上有永磁体。

通过改变定子绕组的电流,可以产生一个旋转磁场,而永磁体会受到磁场的作用而转动。

了解BLDC电机的工作原理对于后续的运动控制研究非常重要。

接着,探讨无刷直流电机的运动控制方法。

采用闭环控制可以实现对BLDC电机的精确控制。

在运动控制中,通常采用位置、速度和电流三种控制方式。

位置控制通过测量转子位置,精确控制电机转动到指定的位置。

速度控制通过测量转子速度,精确控制电机运动的速度。

电流控制通过控制定子绕组的电流,精确控制电机输出转矩。

以上三种方式的控制常常结合使用,从而实现更加精确的运动控制。

然后,介绍无刷直流电机优化策略的研究进展。

优化策略主要包括电流控制策略和转子位置估计策略。

在电流控制方面,研究者们提出了多种优化算法,如PID控制、模糊控制和自适应控制等。

这些算法可以提高电流控制的精确性和响应速度。

在转子位置估计方面,由于无刷直流电机没有传统的旋转编码器,需要通过传感器来估计转子位置。

研究者们提出了多种位置估计算法,如反电动势估计法、闭环观测法和无观测器法等。

这些算法能够准确地估计转子位置,从而提高运动控制的准确性。

此外,还需研究无刷直流电机的能量管理策略。

能量管理对于提高电机的运动效率至关重要。

通过优化控制策略,可以减少能量损耗,提高电机的效率。

例如,采用动态电流控制方法,可以根据电机的负载情况动态地调整电流大小,以实现最佳的能量利用。

另外,研究高效的电机驱动器和功率电子器件也是提升电机效率的重要途径。

最后,总结无刷直流电机运动控制及优化策略的研究成果和展望。

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第4 6卷 第 3期
2 01 3 薤
截 ' | 『 机
MI CROMOTORS
Vo 1 . 4 6 .N o . 3
Ma r . 2 01 3
3月
低 速 电动 车 用双 永磁 无 刷 直 流 电机 协 调控 制 的研 究
陈 亮 ,盛 占石 ,刘 钢 ,黄 荣华 ,张 东花 ,徐 涛
g r a mma b l e l o g i c d e v i c e GAL1 6V8 t o b u i l d a c o n t r o l s y s t e m.P r o po s e d a c o n t r o l s t r a t e g y b a s e d o n t h e a v e r a g e
e l e c t r i c v e h i c l e c o n t r o l s y s t e m,u s i ng t h e me t h o ds o f c o mb i n a t i n g mi c r o p r o c e s s o r ds PI C3 0F 6 01 0 A wi t h p r o ・
CHEN L i a n g,SHENG Zh a n s hi ,LI U Ga n g,HUANG Ro ng h u a,Z HANG Do n g h u a,XU Ta o
( C o l l e g e o fE l e c t r i c a l a n d I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g ,J i a n g s u U n i v e r s i t y ,Z h e n j i a n g J i a n g s u 2 1 2 0 1 3 , C h i n a )
中图分类号 :T M 3 6+1
文献标 志码 :A
文章编 号:1 0 0 1 . 6 8 4 8 ( ห้องสมุดไป่ตู้ 0 1 3 ) 0 3 . 0 0 3 8 — 0 4
S t u d y o f Du a l Pe r ma n e n t Ma g n e t Br u s h l e s s DC Mo t o r Co o r d i n a t i o n Co n t r o l o n Lo w・ s p e e d El e c t r i c Ve h i c l e s
( 江苏大学 电气信息工程学院 ,江苏 镇江 2 1 2 0 1 3 )
摘 要 :以永磁无刷直流电机 控制的低 速双 电机 电动 车控制 系统为研究对 象 ,采用微处理器 d s P I C 3 O F 6 O I O A和 可编
程逻辑器件 G A L 1 6 V 8相结合的方法来构建控制系统 。提出 了一 种基于平 均速度 的双 电机 协调控制 策略 ,并给 出 了
G A L 1 6 V 8在无刷直流电机上的逻辑设 计 ,实现 了使用双永磁无刷直流 电机 电动车 的稳定行驶 ,为解决使用双 电机协 调工作的低速 电动车提供了可行的方案。
关 键 词 :永 磁 无 刷 直 流 电机 ;双 电 机 ;d s P I C 3 0 F 6 0 1 0 A;平 均 速 度 ;G A L I 6 V 8
0 引 言
永 磁 无 刷 直 流 电机 即具 备 交 流 电 机 结 构 简 单 、 运 行可 靠等 一 系列 优 点 ,又 具 备 直 流 电机运 行 效 率
c h i e v e d t h e s t a b i l i t y d r i v i n g o f t h e e l e c t r i c v e h i c l e s wi t h t h e pe r ma n e n t ma g n e t b r u s h l e s s DC mo t o r, t hi s p a — p e r p r o v i d e d a f e a s i b l e s o l u t i o n t o s o l v e t h e l o w- s pe e d e l e c t r i c v e hi c l e s u s i n g t he d u a l - mo t o r c o o r d i n a t i o n . Ke y wo r ds :p e r ma n e n t ma g ne t b r us h l e s s DC mo t o r ;d u a l — mo t o r ;d s PI C3 0 F 6 01 0 A ;a v e r a g e s p e e d;GAL1 6V8
s p e e d o f t h e d u a l - mo t o r c o o r d i n a t i o n,a n d g a v e t h e GAL 1 6 V8 l o g i c d e s i g n o n b r u s h l e s s d c mo t o r ,i t a —
Ab s t r a c t :Th i s pa p e r s t ud i e d o n pe r ma n e n t ma g n e t b r us hl e s s DC mo t o r c o n t r o l o f t h e l o w— s pe e d d u a l — mo t o r
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