永磁直流电动机检测技术
永磁直线直流无刷电动机控制系统设计及实验研究
Ｓｃｉ ｅｎｃｅ ａｎ Ｔｅｃｈ ｄ ｎｏｌ ｏｇｙ ｎｎｏ Ｉ ｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
研 究 报 告
永 磁 直 线 直流 无 刷 电动机 控 制 系 统设 计 及 实验 研 究
高 鑫
（ 广东省 电力设计 研 究院 广州 ５ ０ ６ ） １ ６ ３
摘 要： 本文详细介铝 了￣ ＴＤ Ｐ Ｍ ３ ０ Ｆ ４ ７ Ｓ Ｔ ｓ ２ Ｌ ２ ０ 的永磁直线直流无刷 电动机硬 件设计和控制方法 ， 出了电机的控 制程序 流程， 给 试验结 果 表 明本 方法 简单 可行 。 关键词 ： Ｓ Ｐ Ｍ 控制 系统 试验 ＤＰ Ｗ 中 图分 类 号 ： ２ ４ Ｕ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ ｏ １ （） ０ ０ — ２ １ ７ — ９ Ｘ ２ １ ） ２ｂ一 ０ ２ ０
永磁 直 线 直 流 无 刷 电动 机 作 为 一 种 新 ２ Ｐ ＷＭ波形生成模块 型 直 线 电机 ， 具有 直 线 电机 的 特 点 ， 既 同时 ２ ０ 事件 管 理器 模块 中， 用定时 器 １ ４７ 通 、
器上 下桥 臂 直 通 ， 两 路相 互 对 应 的ＰＷ Ｍ 将 引 脚 （ ＰＷ Ｍ 对 应 ＰＷＭ ２； 如 ｌ ＰＷ Ｍ ３ 应 对
器Ｔｌ ＯＮ， 置定时 器 １ Ｃ 配 的计数 模式 和 倍频
系数 ， 启动ＰＷ Ｍ调 制 运行 。 照上 述步 骤 ， 按
的 中断 类 别 及 中 断源 ） 初 始 化 系 统 控 制 器 中不 同的 调 制值 ， 复 以上 比 较 过 程 ， 及 重 从 即 可 由２ ０７ 成 的 带 有 可 变 编 程 死 区 的 ４ 生 变 量 和 标 志 值 （ 定Ｐ Ｍ 占空 比 等 变 量 ） 确 Ｗ 。 而 产 生 不 同 占空 比 的Ｐ Ｍ信 号 。 此 ， Ｗ 因 在 ＰＷＭ信 号 。 系统 初 始化 完成 后 ， Ｓ 进入 一 个查 询 操作 ２ ０ 内产生 Ｐ Ｍ信号所 需 寄存 器 的配 置步 ２ ２对称 模式 的Ｐ Ｄ Ｐ ４７ Ｗ ＷＭ调 制
永磁直流电机企业标准
Q/TDDJ 003-2008铁氧体永磁直流电动机1 范围本标准规定了机壳外径不大于110mm的铁氧体永磁直流电动机(以下简称电动机)的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。
机壳外径大于110mm的电动机也可参照执行。
本标准适用于铁氧体永磁直流电动机。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.4 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变温热试验方法GB/ 6656-2008 铁氧体永磁直流电动机GB/T 2828.1-2003 按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB10069.3-88旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值JB/T 8162 控制微电机包装技术条件3 要求3.1 产品的分类和命名方法铁氧体永磁直流电动机是采用铁氧体永久磁铁励磁的有槽、有刷的小功率直流电动机。
铁氧体永磁直流电动机的命名规则见附录A。
3.2 使用环境条件温度：－25℃～40℃。
相对湿度：90%（25℃）。
海拔不超过1000m。
3.3 外观电动机表面应整洁，不应有锈蚀、涂覆层剥落、碰伤、划痕等机械损伤，紧固件连接应牢固，各类标记及铭牌的字迹和内容应清楚无误，且不得脱落。
3.4 机械检查3.4.1 轴向间隙检查电动机的轴向间隙一般为0.1～0.3mm（滚动轴承）和0.1～0.8 mm（滑动轴承）或按顾客的要求。
3.4.2 轴伸径向圆跳动检查Q/TDDJ 003-2008电动机轴伸接合部分一半处的径向圆跳动值应≤0.03mm（轴伸直径≤10mm）和0.035mm（轴伸直径＞10mm）。
永磁无刷直流电动机控制方法
永磁无刷直流电动机控制方法
永磁无刷直流电动机控制方法有很多种，以下列举几种常见的方法：
1. 基于电压的控制方法：这种方法通过调节电机的驱动电源电压来控制电机的转速。
可以通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来控制电机的转速。
2. 基于电流的控制方法：这种方法通过控制电机的相电流来控制电机的转矩。
可以通过调节PWM信号的频率来控制电机的相电流。
3. 位置控制方法：这种方法通过检测电机的转子位置来控制电机的转速和位置。
可以使用轴编码器、霍尔传感器等装置来检测转子位置，并根据实际位置与期望位置之间的差异来调整电机的输入信号，从而实现位置控制。
4. 矢量控制方法：这种方法通过测量电机的电流和电压来实时计算出电机的控制矢量，进而控制电机的转速和转矩。
矢量控制方法可以提供更精确的转速和转矩控制，并且可以减小电机的振动和噪音。
以上仅为常见的几种控制方法，实际应用中可以根据具体需求和系统要求选择合适的控制方法。
(完整)永磁无刷直流电动机的基本工作原理
永磁无刷直流电动机的基本工作原理无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
1. 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。
电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。
驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
无刷直流电动机的原理简图如图一所示：永磁无刷直流电动机的基本工作原理主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频5—26KHZ调制波的对称交变矩形波。
永磁体N-S交替交换，使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3—T6导通、T3-T2导通、T5—T2导通、T5-T4导通，也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C—、B+C-、B+A-、C+A-、C+B—上,这样转子每转过一对N—S极,T1—T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。
每种状态下，仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度,转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度,如此循环，无刷直流电动机将产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。
正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的，而不是由逆变器强制换向的，所以也称作自控式同步电动机。
2. 无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始位置处在何处,电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组.由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直，在铁芯不饱和的情况下，产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比，这正是他励直流电动机的电流—转矩特性。
电机有哪些故障检查方法和技巧
电机有哪些故障检查方法和技巧电机在出现问题和故障后悔严重影响设备的安全与正常运行，那么对此你知道该怎么去检查电机的故障与问题吗?以下是店铺为你整理的电机的故障检查方法，希望能帮到你。
电机的故障检查方法一看：观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。
1.定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。
2.电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的"嗡嗡"声。
3.电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住等现象。
4.若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。
5.若电动机内连接线接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。
二听：电动机正常运行时应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声，无杂音和特别的声音。
若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。
1. 对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。
(1)定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。
(2)三相电流不平衡。
这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。
(3)铁芯松动。
电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。
2.对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。
监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。
若轴承运转正常，其声音为连续而细小的"沙沙"声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。
若出现以下几种声音则为不正常现象。
(1)轴承运转时有"吱吱"声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。
(2)若出现"唧哩"声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。
永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量
永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量
永磁正弦无刷直流电动机是一种常用的电动汽车的驱动电机，它具有轻量化、高效率、低噪音等优点，因此在电动汽车领域得到了广泛的应用。
然而，永磁正弦无刷直流电动机在运行过程中可能会出现力矩波动的问题，这会影响电动汽车的平稳性和节能性能。
因此，对永磁正弦无刷直流电动机力矩波动进行准确的测量和分析是非常重要的。
为了测量永磁正弦无刷直流电动机的力矩波动，首先需要搭建一个实验测量系统。
该系统通常包括动力学测力传感器、数据采集卡、电动机控制器和相关的数据处理软件。
在实验中，通过连接测力传感器和数据采集卡，可以实时采集电动机输出轴上的力矩数据。
然后利用数据处理软件对采集到的数据进行处理和分析，得到电动机力矩的变化情况。
在实验进行过程中，需要注意一些影响力矩波动的因素，比如电动机的工作速度、负载情况、温度等。
通过对这些因素的控制和测量，可以更准确地测量和分析永磁正弦无刷直流电动机的力矩波动特性。
最终，得到的力矩波动数据可以为电动汽车的设计和优化提供重要参考，帮助提高电动汽车的平稳性和节能性能。
综上所述，永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量是一个复杂而重要的工作，通过搭建实验系统并注意相关影响因素，可以获得准确的力矩波动数据，为电动汽车的性能提升提供重要支持。
永磁无刷直流电动机的控制技术
电动 机 的优点 ，而且 又具 有交 流 能好 、可靠 性高 等优 点 ，在 国外 流 电动机 的可 控性 和线 性机 械特 电 动 机 的 结 构 简 单 、运 行 可 靠 、 已成 功应用 于对 系统 效 率 、可 靠 性 等。 因此 ，人 们一 直在 探 索一 维护 方便 等优 点 ，因此在 各个 领 性 有 特殊要 求 的推 进领 域 中。在 种新 型 的直 流 电动机 ，即不 用 电
的问题。
国 内外 研 Βιβλιοθήκη 现 状 和机 械换 向器 ，因此 使这 种 电动
旧式 的直 流 电动 机具 有 的优 机 不仅保 留 了直流 电动机 的优点 ，
Ｐ ＤＣ 是 一 种 非 常 具 有 点 主要包 括 ： 具有 非 常好 的线 而且又 具有 交 流 电动 机 的结构 简 ＭＢ Ｍ ①
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永磁无刷直流电动机的控制技术
Ｃｏ ｔｏ ｏ ｉｙ ｏ ｒ ａ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ ｕ ｈ ｅ ｓＤＣ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｎｒ ｌ ｌ ｆ Ｐ ｃ Ｐｅｍ ｎ ｎ ｇ ｅ ｓ ｌｓ ｔ ｒ Ｍ Ｂｒ
供稿 ｌ 陈刚，林贵端／ Ｈ Ｎ Ｇ ｎ ， １ Ｇ ｉ ｕｎ Ｃ Ｅ ａｇ ＬＮ ｕ－ ａ ｄ
长 与材 料技 术 、电子 技术 、信息 来 ，它都 被各 种驱 动装 置 和伺 服
在 ２ 世纪 ８ ０ ０年代 由于新 材
技术 和检 测技 术 等 的进 步密 切相 系统采 用 ； 但是 ，旧式 直 流 电动 料 的发展受 到了各种条件 的制约 ， 关 。而这 几项技 术 作为 非常 有潜 机 在发 展过 程 中的短 板是 电刷 和 影 响 了 Ｐ Ｄ Ｍ 的 快 速 发 展 。 ＭＢ Ｃ
作者单位 ：江西工业 工程职业技术学 院，江西 萍乡 ３ ７ ０ ３００
永磁无刷直流电机(电机控制)课件
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
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永磁直流电动机检测技术
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第一章 概述 检测工作的意义： §1-1 检测工作的意义：
检验工作与我们日常生活密切相关， 检验工作与我们日常生活密切相关， 它不仅是生产中必不可少的环节， 它不仅是生产中必不可少的环节，而且 是证明产品质量的重要手段。 是证明产品质量的重要手段。 概括起来有四个方面： 概括起来有四个方面：
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§1-1 检测工作的意义
企业生产过程中必不可的环节， 一、企业生产过程中必不可的环节，是企业 控制产品实物质量的重要手段。 控制产品实物质量的重要手段。 二、为用户及社会提供合格产品的证据。 为用户及社会提供合格产品的证据。 三、处理企业和用户纠纷的手段。 处理企业和用户纠纷的手段。 四、打假防劣，保护消费者利益的重要途径。 打假防劣，保护消费者利益的重要途径。
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§2-2 耐压测试仪及绝缘介电强度试验
NY耐压测试仪技术参数
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§2-2 耐压测试仪及绝缘介电强度试验
二、绝缘介电强度试验
绝缘介电强度试验是考核电机 各独立的导电部分之间及其与机壳 之间承受高电压的能力。 绝缘介电强度试验用的电源为 50赫的正弦波电源，设备容量不小 于0.5kVA。
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ห้องสมุดไป่ตู้
§1-2检验的定义及检验过程的要素
检验的定义
一、检验： 检验： 二、试验： 试验：
检验过程的要素
一、检验人员： 检验人员： 二、检验设备及能力： 检验设备及能力： 三、检验员责任： 检验员责任： 四、检验工作程序： 检验工作程序： 五、检验标准和方法： 检验标准和方法： 六、检验记录： 检验记录：
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电压、 §2-4 电压、电流及功率测试
1）按照微电机技术要求，合理地选择仪 表的类型，精度和量程。 2）电压表必须并联在线路中，电流表必 须串联在线路中，并且应尽量减小测量 时的方法误差。 3）对于微电机交流功率的测试，由于电 路功率因数cosφ＜0.5,甚至cosφ=0.1。此 时，应注意选择低功率因数表进行测试。
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§2-1 测功机及转矩和转速测试
转矩公式： 转矩公式： T=r(G-G0)g(N·m) 其中： 其中： T：转矩 ： r：滑轮半径 ： G：重物质量 ： G0：弹簧秤上指示刻 ： 度 g:重力加速度 重力加速度
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§2-1 测功机及转矩和转速测试 二、磁滞测功机及转速、转矩测量 磁滞测功机及转速、 a、磁滞测功机简介 、 控制部分 传感器部分 b、测试方法 、 注意：测试前先对测功机进行静校， 注意：测试前先对测功机进行静校，其 次保持被测电机与传感器同轴安装且使用 弹性联轴器。 弹性联轴器。
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§2-1 测功机及转矩和转速测试 一、测功机工作原理 当电动机工作时， 当电动机工作时，在它转子的周边有切线 力的作用。 力的作用。这个切线力作用于转轴的中心线则 成为转矩。测试时， 成为转矩。测试时，在电动机的输出轴伸上通 常加上一个与此转矩相反的转矩， 常加上一个与此转矩相反的转矩，使转矩平衡 。下图所示，是一个滑轮，电动机以顺时针方 下图所示，是一个滑轮， 向旋轮，由于重物G的作用拉紧绳子 的作用拉紧绳子， 向旋轮，由于重物 的作用拉紧绳子，使绳子 与滑轮相磨擦， 与滑轮相磨擦，产生一个与电机转矩相反的转 矩。
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§1-3 检验分类
按产品形成的不同阶 段 一、进货检验 二、过程检验 三、最终检验
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§1-3 检验分类
按电机形成过程
一、半成品检验
二、最终检验 a 、出厂检验 b 、鉴定检验 c 、型式检验
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§1-4 永磁直流电动机的质量特性
一、力能特性：效率 力能特性： 二、运行特性：起动性能、额定数据、过载、磁稳定性 运行特性：起动性能、额定数据、过载、 三、温升：局部温升和平均温升 温升： 四、外形尺寸及装配质量：外形尺寸、运转灵活、同轴 外形尺寸及装配质量：外形尺寸、运转灵活、 五、运转可靠性：绝缘、超速、防护等级 运转可靠性：绝缘、超速、 六、环境适应性：使用期限、温度、压力 环境适应性：使用期限、温度、 七、运行平稳性：噪声和振动 运行平稳性：
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§2-3 兆欧表及绝缘电阻测试
二、绝缘电阻试验: 用兆欧表来测量电机各独立导 电部分之间及其与机壳之间在外加 直流电压时绝缘层的漏电情况。绝 缘电阻是电机绝缘性能好坏的标志， 它决定了电机在各种恶劣情况下运 行的可靠性。
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电压、 §2-4 电压、电流及功率测试
常用方法：直接测量法，见下图
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第二章 检验设备及参数测试
§2-1 测功机及转矩和转速测试 转矩和转速是电动机的重要技术参数， 转矩和转速是电动机的重要技术参数，也是制 造单位和使用单位最为关心的技术指标。 造单位和使用单位最为关心的技术指标。 转矩的测量是根据作用转矩和反作用转矩平衡 原理进行的； 原理进行的； 转速测量有接触式测量和光电式测量。 转速测量有接触式测量和光电式测量。
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§2-2 耐压测试仪及绝缘介电强度试验
一、耐压测试仪：
耐压测试仪用于测试电机的耐高压及绝缘 介电强度。
工作原理：
将被测电机导电部分在测试仪输出的高压 下，产生的漏电流与调节值比较。当检验的漏 电流大于调节值时，测试仪能瞬时切断输出高 电压，并发出超漏报警信号，从而确定小功率 电机的耐高压和漏电流绝缘程度。
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§2-3 兆欧表及绝缘电阻测试
一、兆欧表: 兆欧表是用来测量电机绝缘电 阻值大小的仪表，其工作原理是通 过表内手摇发电机产生一定高压施 加于被测电机的导电部分或导电部 分与地之间，通过检测漏电流来指 示绝缘电阻值的大小。
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§2-3 兆欧表及绝缘电阻测试
常用兆欧表型号规格
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