常规潜艇辅机电机发展方向探讨

国内常规潜艇目前所用直流电机存在着噪音较高、体积重量偏大等缺点.无刷直流电机可同时拥有交流电机与直流电机的优点,在可靠性、免维护性、可控性、节能等多方面具有优势,效率高且降低系统噪声.     

基于IRMCF343的无位置传感器BLDCM控制系统研究

针对频率自控式无刷直流电动机的转子检测和换相控制问题,提出一种基于IRMCF343的无位置传感器无刷直流电机控制系统．IRMCF343采用纯硬件电路执行无刷直流电机的转子磁场定向控制算法,该系统同时采用了通过测量电机定子电流来估算转子位置的方法和PID控制策略．本系统经过研究和开发后,在电机上进行测试,试验结果得到相电流、实时参考速度和反馈速度波形．试验结果证明,该系统电流响应快,电流波形较接近矩形,且反馈速度能达到设定值,故具有良好的动静态特性以及高度灵活的可配置性能．     

大型船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法

针对大型舰船用无刷直流电机在运行过程中会出现转矩脉动的问题,设计基于开通角的大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法,提高大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制能力。构建舰船用无刷直流电机数学模型,在该模型基础上分析舰船用无刷直流电机的换相过程中电流变化情况,针对换相产生的转矩脉动,采用开通角控制开通相的开通时间,实现大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制。实验结果表明：在电机低速和高速运行时,分别采用推迟开通相开通时间、提前开通相开通时间等方式,抑制大型舰船用无刷直流电机转矩脉动,该方法可有效抑制电机转矩脉动,满足不同工况下电机运行的需求,保障大型舰船用无刷直流电机安全运行。     

基于DSP和CPLD的无刷直流电机控制系统设计电气与自动化电气与自动化

无刷直流电机具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用传统控制系统的控制算法有局限性,往往达不到预期的控制效果。根据特种水下航行器的使用要求,设计了一种无刷直流电机的控制系统方案,基于数字信号处理器（DSP）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和智能功率模块（IPM）,采用提前换向控制算法,满足了电机控制系统不断增加计算速度和逻辑处理实时性的要求,简化了逻辑处理流程,实现了无刷直流电机的高效运行。经实验验证,电机系统效率高达92%,稳定性好、控制灵活,该系统可用作特种水下航行器的无刷直流电机控制装置。     

基于DSP和CPLD的无刷直流电机控制系统设计

无刷直流电机具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用传统控制系统的控制算法有局限性,往往达不到预期的控制效果。根据特种水下航行器的使用要求,设计了一种无刷直流电机的控制系统方案,基于数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和智能功率模块(IPM),采用提前换向控制算法,满足了电机控制系统不断增加计算速度和逻辑处理实时性的要求,简化了逻辑处理流程,实现了无刷直流电机的高效运行。经实验验证,电机系统效率高达92%,稳定性好、控制灵活,该系统可用作特种水下航行器的无刷直流电机控制装置。     

永磁无刷直流电机霍尔位置传感器的安装

永磁无刷直流电机在各行各业的应用越来越广泛。在永磁无刷直流电机中,霍尔位置传感器经常用来测量电机的转子位置和转速。转子位置传感器的安装精度直接关系到永磁无刷直流电机的运行,因此如何安装传感器是非常重要的。本文结合作者多年从事无刷直流电机开发的经验,提出了简便易行的霍尔位置传感器安装方法。     

DSP在电机控制系统中的应用

本文以无刷直流电机和TMS320LF2407为例,介绍了DSP在电机控制系统中的应用,给出了基于DSP的无刷直流电机控制系统的软硬件设计。     

无刷直流电机无位置传感器直接转矩控制

本文提出了一种将直接转矩控制应用于无刷直流电机的无位置传感器控制方法。需观测无刷直流电机的直流母线电压及定子侧的三相电流,从而估算出电机的磁链、转矩以及位置角,再根据转矩、d-q坐标系上的电流分量以及转子位置信息来选择相应的电压空间矢量,以实现对无刷直流电机的控制。仿真和实验结果表明本文提出的控制方法有效可行。     

水下航行器低速无刷直流电机调速控制

以提升水下航行器低速无刷直流电机调速控制技术水平为目的,提出水下航行器低速无刷直流电机调速控制方法。通过水下航行器低速无刷直流电机数学模型,利用该数学模型输出低速无刷直流电机数学模型调速控制参数,然后设计模糊PID控制参数,利用麻雀搜索算法整定该模糊PID控制参数,通过调节输入值和实际反馈值的偏差,实现水下航行器低速无刷直流电机调速控制。实验结果表明,该方法计算水下航行器低速无刷直流电机电磁功率数值与实际值差值较小,对模糊PID控制参数整定能力较强,并可有效控制水下航行器低速无刷直流电机调速,且响应迅速超调量小,应用效果较佳。     

无刷直流电机供电系统的电磁干扰分析及抑制

本文讨论了无刷直流电机供电系统的电磁干扰问题;分析了无刷直流电机整流逆变器电磁干扰产生的原因,并在此基础上提出了抑制整流逆变器中电磁干扰的方法。抑制无刷直流电机供电系统中电磁干扰问题对提高电机正常运行和稳定性有极为重要的意义。     

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统的控制模型具有多变量耦合性,采用传统的模糊控制方法容易出现超导误差,提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计方法。在励磁电流变化较大下,易导致控制误差较大,运用模糊控制进行发电机转子励磁控制,提高船舶动力定位用的直流电机系统无损功率,发电机采用交流励磁机进行电流整流控制。在励磁方式作用下,设有整流变压器控制交流副励磁机防止电压突变,即误差较小时,采用PI控制方法进行电机优化控制。最后进行控制器的整体结构设计。测试结果表明,采用该方法进行电机系统控制器设计,电机的输出增益较大,稳定性较好。     

小型船舶直流无刷推进器控制系统

目前交通船中绝大部分仍是柴油机船舶,柴油机船舶具有噪音大、污染环境、效率低下等缺点,不符合环保节能的要求,应该大力推广基于蓄电池供电方式的小型船舶。无刷直流电机与永磁同步电机相比,在功率相同情况下,输出转矩更大但输出脉动也会更大。无刷直流电机不仅控制简单、故障率低,而且成本低廉,输出脉动可以得到抑制,完全可以作为小型短途船舶的推进电机。本文根据小型船舶特点,提出一种以DSP为核心的永磁磁无刷直流推进电机控制器设计方案。     

基于卡尔曼滤波算法的电机转速精确估计

从无刷直流电机入手建立数学模型，利用卡尔曼Kalman（EKF）滤波原理算法，对无刷直流电机的转速进行精确估计，然后在Matlab环境下仿真，验证卡尔曼滤波算法对电机转速估计的精确性。     

无人艇集成电机推进器设计及流体动力数值仿真

为了给现有水面无人艇提供可靠和具有经济性的动力来源,设计一种集成电机推进器来替代传统推进器。该推进器采用永磁无刷直流电机设计,是吊舱推进器和导管螺旋桨的集合。分别采用Ansoft Maxwell上的RMxprt模块对电机进行参数化设计,通过移动参考系法(MRF)和滑移网格法(RBM)对集成电机推进器的流场进行仿真。计算结果表明,采用多极数和多槽数电机设计的有桨毂型集成电机推进器具有更低成本和可行性;由于其不存在叶梢间隙,相比于采用相同螺旋桨的导管桨轴向诱导速度偏低,推力和效率不如导管桨。     

一种基于RBF神经网络无位置传感器控制

利用人工神经网络在处理非线性、不确定问题上的优势,提出一种基于FRA优化的RBF神经网络实现无刷直流电机的无位置传感器控制,通过对电机相电压和相电流的映射,估算出准确的电机换相信号。实验结果验证了本文方法的有效性。     

一种无刷直流电机的控制技术

本文提出了一种利用插入式重复控制方法来抑制电机电磁波动力矩控制方案,通过对无刷直流电动机系统波动力矩数学模型的分析,得出波动力矩产生的机理及其特点;根据对波动力矩的分析设计了插入式重复控制器,并对控制器进行了仿真验证,仿真结果显示基于该控制器的无刷直流电机系统对波动力矩的抑制效果很好,直流电机调控性好、运行平稳。     

六相无刷直流电机反电势电流引起的转矩脉动抑制研究

本文在建立六相永磁无刷直流电机的数学模型的基础上,详细分析了六相无刷直流电机在PWM_ON调制方式下的非换相期间关断相反电势电流的产生过程和反电势电流的产生对电磁转矩的影响。发现采用PWM_ON_PWM调制方式时,可以消除六相无刷直流电机非换向期间关断相上的反电势电流,从而消除反电势电流引起的转矩脉动。通过Matlab仿真证明了该方法的正确性。     

水下航行器低速大功率无刷直流电机强制冷却研究

水下航行器推进电机在低电压低速大扭矩工作过程中定子绕组电流大,发热严重,产生热量因空间体积限制难以散出,导致电机本体温度升高,永磁体工作性能下降,定子铜耗增加,电机效率下降。进而影响其运行性能和可靠性,因此必须进行强制冷却。本文对大功率无刷直流电机建立数学模型,利用motor-CAD软件对2种冷却介质EWG50/50(乙二醇和水各50%的混合物)、DB-10(变压器油)在不同冷却流量条件下的稳态温度场进行研究,对冷却效果进行了比较分析,为电机强制冷却提供依据。     

自主潜航器姿态控制力矩陀螺群的DSP控制系统设计

传统舵面执行机构在自主潜航器低速或零速状态时对其进行姿态控制舵效不足,为改善其操纵性能,引入框架控制力矩陀螺(CMG)作为自主潜航器的姿态控制执行机构,其中驱动系统由4台高速无刷直流电机及4台减速电机组成。考虑到自主潜航器对控制力矩陀螺电机的性能要求,设计了以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为核心的永磁无刷直流电机与蜗轮蜗杆减速电机调速控制系统,包括DSP主控模块、PWM光电隔离模块、驱动模块、JTAG接口模块、RS-232串行通信模块等硬件电路及系统上、下位机的控制软件程序。设计并制作了外围电路板,实现了对无刷直流电机驱动的陀螺转子进行启动停止、转速给定、转速测量等控制任务,以及蜗轮蜗杆减速电机驱动的陀螺框架启停及正反转响应迅速。试验表明,所设计的DSP控制系统能较好地满足自主潜航器姿态控制需求。     

船舶轴带BDFG并网控制及其锁相环

针对传统的控制方法下电机输出电压幅频不稳定的问题,提出一种无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Generator, BDFG)定子电压矢量控制的方法来改善发电机输出电压幅频的稳定性;为确保相位的一致,利用锁相环技术对电网电压相位进行监测来实现发电机电压相位跟踪控制,从而实现轴带无刷双馈电机与船舶电网并网运行。在MATLAB/Simulink中进行仿真试验,其结果表明:该控制方法对于改善无刷双馈电机输出电压的稳定性与相位跟踪具有一定的控制效果,并且能够实现轴带无刷双馈发电机与船舶电网并网运行。