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拓展型X系列伺服电机
电机内磁场的增磁和去磁控制
来源:安博    发布时间:2024-02-14 16:57:26

  在工科电类本科生的电机课程里,有电机弱磁调速控制的知识点。该课程主要介绍了电机弱磁调速的外在运行特性(速度特性、转矩特性),但没有讲述如何完成电机的弱磁调速。

  今天,我们就电机的去磁(弱磁)和充磁(增磁)技术,进行介绍。本次介绍的电机调磁技术,只是电机调磁的方法之一(哈哈)。

  如下图1所示,是永磁体增磁或去磁的过程。假如向永磁体施加正向的外加磁场,则会使永磁体材料本身产生充磁现象,譬如从P3点经Pm1到P1点(图1的蓝色剪头曲线所示);假如向永磁体施加负向的外加磁场,则会使永磁体材料本身产生去磁现象,譬如从P1点经Pd1到P3点(图1的红色剪头曲线所示)。

  若是对永磁体材料来反向充磁,则此现象将会发生在图1所示的第三象限和第四象限之中。

  二、理论仿线所示,是采用电磁场分析和计算软件ANSYS Electronics 2019,对新型磁通切换永磁电机进行二维有限元网格剖分,为下一步的仿真计算和分析,奠定基础。

  如下图3所示,是在图2的有限元计算的网格剖分之后,通过仿真计算软件ANSYS Electronics 2019获得了新型磁通切换永磁电机增磁和去磁情况下的磁场分布情况。

  其中,图3(a)是新型磁通切换永磁电机在增磁情况下的磁通分布,图3(b)是新型磁通切换永磁电机在去磁情况下的磁通分布。对比二者可得,新型磁通切换永磁电机的增磁和去磁情况下的磁通量存在很大差异,这将会影响电机绕组的磁通量和感应电动势,进而影响电机的控制效果。

  图 3 新型磁通切换永磁电机的增磁和去磁仿线所示,是新型磁通切换永磁电机增磁过程的感应电动势,增磁维持的时间是45ms,增磁电流是12A。比较和分析可得:在新型磁通切换永磁电机增磁之前,其单相感应电动势是13.68V;增磁之后,其感应电动势增加至29.2V。

  另外,当增磁电流达到15A的时候,新型磁通切换永磁电机的感应电动势增至32.5V。因此,在较大增磁电流的情况下,不易产生较大的感应电动势。产生这种现象的原因,主要是永磁体LNG52本身就存在去磁效应(撤销增磁电流之后),且永磁体LNG52的矫顽力也不是太大。

  经过上述永磁电机结构设计、仿真分析和优化(另外阐述,假如您感兴趣),加工制作了新型磁通切换永磁电机,及其硬件实验测试平台,如下图5所示。另外,该硬件实验检测系统,最重要的包含直流电源、驱动器、控制器、两种磁通切换永磁电机、伺服电机、增磁和去磁装置、示波器、电流钳、转矩转速测试仪、编程器(电脑)组成。

  图6示出了电机增磁和去磁控制的硬件实验测试结果。由图6(a)和图6(b)可得,在1000转/分钟的情况下,新型磁通切换永磁电机的最大去磁感应电动势幅值是15.6V,最大增磁能力的感应电动势幅值是30.6V,这充分表明新型磁通切换永磁电机具备较大的调磁空间。

  图7示出了本实验测试平台自主搭建的电机内的永磁体(LNG52)去磁和增磁的实验装置控制系统。

  作为单机设备,不管是独自使用,还是和上位机一起配合使用。本质上来说,都是孤立的一套系统。在这个基础上,我们大家可以思考一下,能不能在单机系统之上构建网络化的系统。通过增加新的变量,站在更高维度来发现和解决实际问题。这里只是做一个探索和分析。 1、从单机系统搜集数据 传统的单机系统,数据都是孤立的,能不能从每一个单机系统搜集数据,通过集中处理的方法来故障、防止故障发生。 2、版本OTA升级 这方面目前用的最多的是汽车,对于汽车厂商来说,版本升级可以修复很多的bug,这肯定是好事情。但要考虑的是,消费者可以从中得到什么? 3、公有云服务系统 现在很多系统都能够最终靠网页直接完成。比如说,电路板pcb的绘制,这些以前只能

  东京—东芝公司(TOKYO:6502)今天宣布,该公司内置新矢量引擎的微控制器“TMPM375FSDMG”即日起投入量产。该产品专为电机应用打造,也是基于ARM Cortex™-M3内核的TX03系列中的最新成员。 新矢量引擎是东芝独创的协处理器,可独立处理电机的矢量控制,让主处理器能用来系统控制和通信,来提升应用的总体性能。该微控制器采用紧凑的SSOP30封装,能够在空间关键型应用中使用,如装配在电机内。 应用 洗衣机、空调和冰箱等家电;电机和泵;售货机和ATM机。 主要特性 新的内置矢量引擎 东芝已经开发出了一种“新矢量引擎”,可提高原“矢量引擎”的相位转换、坐标转换和比例积分(PI)控制等性能。它还整合了新的校正控制功能,

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  的原理 /

  阐述使用低成本的ARM7 LPC2101微处理器设计无刷直流电机的控制方案;详细地介绍微处理器、MOSFET驱动和MOSFET的原理设计和程序流程,以及与电机保护相关的技术及处理方法,如电机稳定运作时的状态机,降低电机噪声,软件防止电机陡转等。该方案能应用在打印机、电瓶车、洁牙机等电机控制产品上。 LPC2101是基于16/32位 ARM7 CPU嵌入高速Flash闪存的微控制器,具备高性能,小体积封装,低功耗,片上可选择多种外设等优点,应用场景范围很广。其具备的多种32位和16位定时器、10位A/D转换器和每个定时器上PWM匹配输出特性,非常适合于工业控制。 无刷直流电机是一种易驱动电机,适用于变速和启动转矩很高的应用

  设计方案 /

  问题提出 各式各样的直流电机 上面三个问题虽不是在同一天提到的,反映了同学们对于反馈控制中测量环节的重视。需要在众多方案中选择一个性价比最好的方案。 基础原理角速度度测量时空间物体运动(平动、转动)参数测量的重要一方面,是衡量和控制电机运动的最重要的参数。根据角度、角速度、角加速度之间的微分关系,任何能够测量角度、角加速的方法都能够适用于测量角速度。 角度、角速度、角加速度之间的关系 下面介绍几种常用的测量角度速度的方法原理。 一、使用角度传感器测速A. 光电码盘:这种形式采用在电机同轴,或者传动轴上安装同步转动的码盘,利用光电管检测码盘转动,输出与转动角度成正比的脉冲个数。有增量式和绝对式码盘之分。常用到

  速度测量 /

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  高速化的五个注意事项 /

  引言 步进电机是控制执行元件,是机电一体化的关键产品之一,大范围的应用在各种自动化控制管理系统和精密机械等领域。步进电机将电脉冲信号转换成相应角位移或线性位移的驱动装置,其转动速度和脉冲频率能严格同步,具有较高的重复定位精度,且没有累积误差。步进电机的驱动是由驱动电路实现的,驱动电路和步进电机构成一个有机整体。 步进电动机具有结构相对比较简单、可靠性高和成本低的优点,但同时也存在振荡、失步以及精度不够的问题,从而制约了在高精确度自动控制系统中的应用,如雕刻机、打印机、硬盘驱动器、绘图仪、钻孑L机等。采用细分控制可以很好地提高精度,因此对基于单片机控制的步进电机步距角细分系统来进行设计与研究有着实际的意义。 1 原理与方案 1.1 细分原理

  步距角细分系统的设计 /

  电机(俗称 马达 )是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的最大的作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源 直流电机 交流电机 永磁电机 量子磁电机 单相感应电机 三相感应电机 无刷直流电机 永磁直流电机 步进式电机工作原理 平衡式电机 三相电机定子 鼠笼式电机 电机解剖图 电机磁场变化图 电动机最重要的包含一个用以产生磁场的 电磁铁 绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子和其它附件组成。在定子绕组旋转磁场的作用下,其在电枢鼠笼式铝框中有 电流 通过并受磁场的作用而使其转动。 定子(静止部分) 定子铁心:电机磁路的一部分,并在其上放置定子

  原理动态图 /

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