一种永磁球形步进电动机的运动分析与仿真
一种简单高效的永磁球形步进电机位置检测的方法
一种简单高效的永磁球形步进电机位置检测的方法
雍爱霞
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2010(043)009
【摘要】对永磁球形步进电机的位置检测系统进行数学建模,采用全局优化算法计算目标节点的未知方位角.针对目标函数与旋转角度的关系图,在多维空间中设计出均匀分散的各试验点,利用并行算法计算出落在线性区域的试验点,并以此为起点采用最优值的局部搜索.仿真结果表明这种基于均匀设计理论的优化方法具有较高的搜索效率,为今后位置检测的实时性研究奠定基础.
【总页数】5页(P85-88,100)
【作者】雍爱霞
【作者单位】合肥电子工程学院,合肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TM359.9;TM383.6
【相关文献】
1.一种新型直流永磁球形电机位置检测方法的研究 [J], 李丹;凌有铸;方愿捷;陈秀琴
2.永磁球形步进电机位置检测在NOC中的并行实现 [J], 雍爱霞
3.基于MEMS的永磁球形电机转子位置检测方法研究 [J], 陆寅;洪一;胡存刚;王群京;荣怡平
4.一种永磁球形步进电机转子位置的检测方法 [J], 王群京;雍爱霞;陈丽霞;倪有源
5.永磁球形步进电机转子位置检测的全局优化 [J], 王群京;雍爱霞;张胜虎
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三自由度永磁球形电极磁场分析!!!
r2
d2 R dR +2r -l（l+1）R 0 ，通解为： dr dr 2
R （r） =Ar l +D
1 r l+1
(16)
其中，A 和 D 的值由磁场边界条件确定。而对于右端，其形式为球谐函数方程，解其可得： 120
m Yl （ ，） =
2l+1 （l-m）！ m Pl （cos） eim (17) 4 （l+m）！
r2 乘各项，可得： RY
1 d 2 dR 1 Y 1 2Y (15) （r ） =（sin ）2 R dr dr Y sin Ysin 2
115
令式(15)左右两端均等于 l（l+1），要使勒让德方程在 -1,1 上有有限级数解，则 l 为 整数，取自集合（0，1，2，„，∞）。对于左端，其形式为标准欧拉方程
3 磁场分析（Magnetic filed analysis）
3.1 磁场分区 65 本文分析了一种转子上安装有双层永磁体的直流永磁球型电机的空间磁场分布， 双层永 磁体拥有类似于贝壳的形状，这样，就可以和转子壳一起形成一个类似于球的形状。 本文将转子空间分为三个区域，第一区域为转子外部的空气区域，第二区域为转子永磁 体的区域，第三区域为永磁体内部的由软铁物质构成的转子球壳。 对于线性并且各向同性的介质，当介质中场强不是很大时，其磁感应强度方程为： 70
B= H
软铁中： =0 r ，其中 r 为软铁物质的相对磁导率。
(1)
=0 ； 其中， B 为磁感应强度， H 为磁场强度， 根据电磁场理论， 空气中： 为物质的磁导率。
75
与线性磁介质相比，铁磁性物质存在磁滞回线。简单的说，就是当撤去外磁场后，铁 磁性物质仍然会存在磁感应强度，这个现象成为剩磁现象，这也是制作永磁体的原理。 对于稀土永磁体，磁感应强度方程应修改为：
一种多自由度电机三维磁场分析及永磁体设计
第 ７期
电 机 与 控 制 学 报
Ｅ ＬＥＣＴＲ Ｉ Ｍ Ａ ＣＨ Ｉ ＥＳ ＡＮ Ｄ ＣＯ Ｎ ＴＲ Ｏ Ｌ Ｃ Ｎ
Ｖ０ ．１ Ｎｏ ７ １ ６ ．
２１ ０ ２年 ７月
Ｊ ｌ ０ ２ ｕｙ ２ １
一
种 多 自 由度 电机 三维磁 场 分 析 及 永磁 体 设计
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中 图 分 类 号 ：Ｍ ３ １ Ｔ ０ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０７ ４ ９ ２ １ ）７ ０ ６ － ７ １０ — ４ Ｘ（０ ２ ０ － ０５ ０
３ ｍ ａ ｎ ｔｃ ｆｅ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｔｍ ａ ｎｅ Ｄ ｇ ｅ ｉ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｐｅ ｍ ｎ ｎ ｇ ｔ ｉ
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matlab中关于永磁同步电机的仿真例子
matlab中关于永磁同步电机的仿真例子摘要：一、Matlab中永磁同步电机仿真概述二、永磁同步电机仿真模型建立1.参数设置2.控制器设计3.仿真结果分析三、SVPWM算法在永磁同步电机仿真中的应用四、案例演示：基于DSP28035的永磁同步电机伺服系统MATLAB仿真五、总结与展望正文：一、Matlab中永磁同步电机仿真概述Matlab是一款强大的数学软件，其在电机领域仿真中的应用广泛。
永磁同步电机（PMSM）作为一种高效、高性能的电机，其控制策略和性能分析在Matlab中得到了充分的体现。
利用Matlab进行永磁同步电机仿真，可以有效验证控制策略的正确性，优化电机参数，提高系统性能。
二、永磁同步电机仿真模型建立1.参数设置：在建立永磁同步电机仿真模型时，首先需要设定电机的各项参数，如电阻、电感、永磁体磁链等。
这些参数可以根据实际电机的设计值进行设置，以保证模型与实际电机的特性一致。
2.控制器设计：控制器的设计是电机仿真模型的核心部分。
常见的控制器设计包括矢量控制（也称为场导向控制，Field-Oriented Control, FOC）、直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）等。
在Matlab中，可以利用现有的工具箱（如PMSM T oolbox）方便地进行控制器的设计和仿真。
3.仿真结果分析：在完成控制器设计后，进行仿真实验。
通过观察电机的转速、电流、转矩等参数的变化，可以评估控制器的性能。
同时，可以利用Matlab的图像绘制功能，将仿真结果以图表的形式展示，便于进一步分析。
三、SVPWM算法在永磁同步电机仿真中的应用SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种用于控制永磁同步电机的有效方法。
通过在Matlab中实现SVPWM算法，可以方便地对比不同控制策略的性能。
在仿真过程中，可以观察到SVPWM算法能够有效提高电机的转矩波动抑制能力，减小电流谐波含量，从而提高电机的运行效率。
simplorer永磁同步电机的仿真分析
52一、引言simplorer 是功能强大的多物理场仿真软件，用来协同仿真，优越的仿真性能可以大幅度的缩短开发的周期，降低研发成本，并且从开始就规避了很多问题，有着很高的仿真精度。
二、永磁同步电机的数学模型和控制策略1.永磁同步电机控制模型本文以Y型连接绕组永磁同步电机来进行数据分析，在分析之前，做以下建模假设（1）三相绕组的相位对称，气隙磁场为正弦波磁场，定子电流，转子磁场对称分布。
（2）忽略铁损和铜损。
（3）忽略机械损耗和阻尼损耗。
三相绕组的电压平衡方程如下：（1）其中，Ua Ub Uc 是定子三相绕组的phase voltage;L为每项绕组的self-inductance ；ea eb ec为电子绕组相反电动势；M为两项绕组的互感；ia ib ic 是定子绕组的phase current；p为微分算子d/ dt。
三相绕组和Y型连接，则列出电流方程为：ia+ ib + ic=0 (2)又有 M*ia+ M*ib +M* ic=0 (3)将（2）式和（3）式代入（1）式，可得：（4）永磁同步电机的直流的电磁转矩由转子磁通和三相绕组的电流相互共同耦合作用产生的，表达式为：Tem=1/w(ea*ia+eb*ib+ec*ic) (5)运动方程为：Tem-TL=J*(dw/dt) (6)其中：Tem为电磁转矩；TL为负载转矩；w为电机的机械角速度；J为电机的转动惯量。
2.控制策略框图主体控制策略在电源，电机本体模块，电机控制模块，位置传感器模块之间的互相协同。
3.Maxwell电机模型的建立（1）利用maxwell建立电机的模型：图2：Rmxprt中绘制模型图3：maxwell中绘制模型4.驱动器的simplorer模型本控制模型包括双闭环系统和电子换相系统，ia ib ic分别是A相、B相、C相的采样电流，在仿真中是可以直接通过电流表采样得到的。
采样在得到三相电流和电角度后，再进行电流环的闭环控制：电流ia ib ic首先经过Clark变换得到Iα, Iβ；然后再经过Park变换得到Iq, Id；再与设定值Iq_Ref, Id_Ref计算误差值；分别将q轴电流误差值代入q轴电流PID环运算得到Uq，将d轴电流误差值代入d轴电流PID环运算得到Ud；接着再对Uq, Ud实现反Park变换得到Uα, Uβ；最后经过SVPWM算法得到Ua, Ub, Uc，最后输入到电机三相上来控制逆变桥电路的开与关。
永磁球形多自由度电机研究进展综述
永磁同步电机系统仿真
第1章绪论1.1 课题研究的背景1.1.1 永磁同步电机的发展状况永磁同步电机出现于 20 世纪 50 年代。
其运行原理与普通电激磁同步电机相同，但它以永磁体替代激磁绕组，使电机结构更为简单，提高了电机运行的可靠性。
随着电力电子技术和微型计算机的发展，20 世纪 70 年代，永磁同步电机开始应用于交流变频调速系统。
20 世纪 80 年代，稀土永磁材料的研制取得了突破性的进展，特别是剩磁高、矫顽力大而价格低廉的第三代新型永磁材料钕铁硼(NdFeB)的出现，极大地促进了永磁同步电机调速系统的发展。
尤其值得一提的是我国是一个稀土材料的大国，稀土储量和稀土金属的提炼都居世界首位。
随着稀土材料技术的不断发展，永磁材料的磁能积已经做的很高，价格也早就满足工业应用的需要，加上矢量控制水平的不断提高，永磁同步电动机越来越显出效率高、功率密度大、调速范围宽、脉动转矩小等高性能的优势。
使我国在稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。
新型永磁材料在电机上的应用，不仅促进了电机结构、设计方法、制造工艺等方面的改革，而且使永磁同步电机的性能有了质的飞跃，稀土永磁同步电机正向大功率(超高速、大转矩)微型化、智能化、高性能化的方向发展，成为交流调速领域的一个重要分支[1][2]。
由于受到功率开关元件、永磁材料和驱动控制技术发展水平的制约，永磁同步电机最初都采用矩形波波形，在原理和控制方式上基本上与直流电机类似，但这种电机的转矩存在较大的波动。
为了克服这一缺点，人们在此基础上又研制出带有位置传感器、逆变器驱动的正弦波永磁同步电机，这就使得永磁同步电机有了更广阔的前景。
1.1.2 永磁同步电机控制系统的发展随着永磁同步电动机的控制技术的不断发展，各种控制技术的应用也在逐步成熟，比如SVPWM、DTC、SVM-DTC、MRAS等方法都在实际中得到应用。
然而，在实际应用中，各种控制策略都存在着一定的不足，如低速特性不够理想，过分依赖于电机的参数等等，因此，对控制策略中存在的问题进行研究就有着十分重大的意义。
永磁球形步进电动机及自适应控制方式
永磁球形步进电动机及自适应控制方式
夏鲲;李树广;王群京
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2007(41)11
【摘要】针对永磁球形步进电动机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下电动机转子动力学模型.结合对步进式结构球形电动机进行电流控制的思想,设计了基于输入-输出稳定性理论的控制方案.然后,对电动机负载影响转子各轴向转动惯量的情况设计了一种新的自适应控制方案,使得转子在负载状况下仍然可以作连续轨迹(CP)运动.最后,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,完成了控制方案的实现.
【总页数】7页(P1871-1877)
【关键词】永磁球形步进电动机;转子动力学模型;自适应控制
【作者】夏鲲;李树广;王群京
【作者单位】上海理工大学计算机与电气工程学院;上海交通大学电子信息与电气工程学院;合肥工业大学电气与自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM359.9
【相关文献】
1.永磁球形步进电动机变结构控制算法 [J], 王群京;夏鲲
2.一种新型永磁球形步进电动机的研究 [J], 王群京;李争;夏鲲;陈丽霞;张学
3.永磁球形步进电动机位置检测中的混沌优化 [J], 雍爱霞;张胜虎;王群京
4.永磁球形步进电动机运动控制方法 [J], 王群京;陈丽霞;李争;倪有源
5.新型永磁球形步进电动机结构参数及转矩特性的计算与分析 [J], 王群京;李争;夏鲲;姜卫东;赵涛
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matlab中关于永磁同步电机的仿真例子
matlab中关于永磁同步电机的仿真例子摘要：一、永磁同步电机的基本概念和特点二、MATLAB 仿真在永磁同步电机中的应用三、永磁同步电机MATLAB 仿真模型的构建与参数设置四、永磁同步电机MATLAB 仿真结果与分析五、永磁同步电机MATLAB 仿真的意义与应用前景正文：一、永磁同步电机的基本概念和特点永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）是一种采用永磁材料作为磁场源的同步电机。
与传统的同步电机相比，永磁同步电机具有以下特点：1.结构简单：永磁同步电机取消了传统的磁场电流，使得其结构更加简单，运行更加可靠。
2.效率高：永磁同步电机的磁场是由永磁材料产生的，因此不存在磁场电流引起的损耗，使得其效率较高。
3.调速性能好：永磁同步电机的转速与电源频率保持同步，可以通过改变电源频率实现调速。
二、MATLAB 仿真在永磁同步电机中的应用MATLAB 是一种广泛应用于科学计算和工程设计的软件，其强大的仿真功能为永磁同步电机的研究和应用提供了便利。
通过MATLAB 仿真，可以对永磁同步电机的运行特性、控制策略等进行深入研究，为实际应用提供理论依据。
三、永磁同步电机MATLAB 仿真模型的构建与参数设置在MATLAB 中，可以通过Simulink 工具构建永磁同步电机的仿真模型。
具体步骤如下：1.打开Simulink 软件，创建一个新的模型。
2.从Simulink 库中添加永磁同步电机的物理部件，包括电机本体、转速传感器、电流传感器等。
3.配置永磁同步电机的参数，包括电机的额定功率、额定转速、永磁材料性能等。
4.搭建永磁同步电机的控制电路，包括逆变器、调制器、控制器等。
5.编写永磁同步电机的控制策略，包括矢量控制、直接转矩控制等。
6.配置仿真参数，如仿真时间、仿真步长等。
7.运行仿真模型，观察永磁同步电机的运行状态和性能指标。
四、永磁同步电机MATLAB 仿真结果与分析通过MATLAB 仿真，可以得到永磁同步电机的转速、电流、电压等运行状态，以及电机的效率、功率因数等性能指标。
永磁同步电动机原理与分析
永磁同步电动机原理与分析
永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）是一种采用永磁体作为励磁源的同步电动机，相比传统的感应电动机具有更高的效率、功率密度和响应性能。
以下将对永磁同步电动机的工作原理和分析进行详细介绍。
一、永磁同步电动机的工作原理
1.定子部分：定子是由绕组、磁极和铁芯组成的。
绕组通过接通电源来产生定子磁场，绕组中的电流按照一定的规律进行调节，使得磁极之间的磁场呈现为正弦波形。
2.转子部分：转子是由永磁体和铁芯组成的。
永磁体可以为硬磁性材料，通过其产生一个固定的磁场，与定子的磁场相互作用，产生转矩。
当定子的绕组通电时，定子的磁场是旋转磁场，与转子的磁场相互作用，产生转矩。
由于转子的磁场是由永磁体提供的，所以称之为永磁同步电动机。
二、永磁同步电动机的分析
对于永磁同步电动机的分析，主要包括电磁特性分析和运动特性分析两个方面。
1.电磁特性分析：
2.运动特性分析：
运动特性分析还包括转矩与转速之间的关系。
转矩大小与永磁体和定子磁场之间的相对位置有关，当两者之间的磁场相互作用达到最大时，产生的转矩也会达到最大。
此外，还需要对永磁同步电动机进行电磁特性计算、变磁链接计算以及功率因数的分析，来进一步了解电机的性能特点。
总结：
永磁同步电动机是一种采用永磁体作为励磁源的同步电动机，具有高效率、功率密度和响应性能等特点。
其工作原理是通过定子磁场和转子磁场之间的相互作用来产生电磁转矩。
在分析方面，需要对电磁特性和运动特性进行分析，以了解电机的性能特点。