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双极永磁球形电动机的电磁模型及磁场分析 被引量：10
1
作者 王群京 吴立建 +1 位作者 李川奇 李争 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期480-486,510,共8页
分析了双极永磁球形电机的电磁关系 ,将不对称绕组折算为对称绕组 ,建立了电机的电磁模型 :电压方程式、磁链方程式和电磁转矩方程式 .表明在dqp系中该电机内部电磁关系易于解耦 ,容易实现对转子位置的控制 .并用三维有限元方法分析和... 分析了双极永磁球形电机的电磁关系 ,将不对称绕组折算为对称绕组 ,建立了电机的电磁模型 :电压方程式、磁链方程式和电磁转矩方程式 .表明在dqp系中该电机内部电磁关系易于解耦 ,容易实现对转子位置的控制 .并用三维有限元方法分析和计算了该电机的磁场 .所得结果表明 ,电机内部磁场基本正弦分布 ,电磁模型建立方法正确 . 展开更多
关键词 永磁球形电动机 永磁 电磁模型 三维有限元分析
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永磁球形电动机转矩特性的数值计算与分析 被引量：10
2
作者 宋鹏 夏长亮 +1 位作者 李洪凤 史婷娜 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期608-613,共6页
提出了一种新型永磁球形电动机的基本结构与运行机理,建立了其三维有限元分析模型;针对驱动电机自转的转矩进行了数值仿真,得到了永磁球形电动机的电磁转矩特性曲线和磁阻转矩特性曲线.通过比较分析球形电机不同转子极充磁方式、定子线... 提出了一种新型永磁球形电动机的基本结构与运行机理,建立了其三维有限元分析模型;针对驱动电机自转的转矩进行了数值仿真,得到了永磁球形电动机的电磁转矩特性曲线和磁阻转矩特性曲线.通过比较分析球形电机不同转子极充磁方式、定子线圈铁心磁导率以及定子外壳是否采用铁磁材料时电磁转矩特性的变化,得出了提高球形电机输出转矩的有效途径.系统地分析了球形电机主要参数的变化对电机转矩的影响,得到了永磁球形电动机最大静转矩随定子极高度、定子铁心半径、永磁含量系数、线圈安匝数以及气隙长度等参数的变化规律.分析结果为永磁球形电动机的优化设计提供了依据. 展开更多
关键词 永磁球形电动机 有限元模型 输出转矩 最大静转矩
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基于计算力矩法的永磁球形电动机轨迹跟踪控制 被引量：3
3
作者 李洪凤 宋振辉 +1 位作者 郭辰 李斌 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期991-997,共7页
永磁球形电动机动力学系统是一个多变量、非线性、强耦合系统.外部扰动、参数估计误差以及模型的近似均会影响系统的控制效果.为了获得良好的静态和动态性能,改善轨迹跟踪性能,提出了一种基于计算力矩法的永磁球形电动机轨迹跟踪控制策... 永磁球形电动机动力学系统是一个多变量、非线性、强耦合系统.外部扰动、参数估计误差以及模型的近似均会影响系统的控制效果.为了获得良好的静态和动态性能,改善轨迹跟踪性能,提出了一种基于计算力矩法的永磁球形电动机轨迹跟踪控制策略.仿真结果表明,此方法可有效地削弱各轴向间非线性交叉耦合的影响,对外部扰动和模型误差具有良好的鲁棒性,可实现理想的轨迹跟踪控制效果. 展开更多
关键词 永磁球形电动机 动力学模型 轨迹跟踪 计算力矩法
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永磁球形电动机永磁体涡流损耗分析 被引量：9
4
作者 李洪凤 沈彦波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期267-275,共9页
永磁球形电动机的磁极呈球面锥体结构,各定子线圈相互独立分布于定子球壳内表面,针对这些特性,提出了一种计算永磁球形电动机永磁体涡流损耗的三维解析模型。该模型将双重傅里叶级数法与矢量磁位解析法相结合,首先利用双重傅里叶级数法... 永磁球形电动机的磁极呈球面锥体结构,各定子线圈相互独立分布于定子球壳内表面,针对这些特性,提出了一种计算永磁球形电动机永磁体涡流损耗的三维解析模型。该模型将双重傅里叶级数法与矢量磁位解析法相结合,首先利用双重傅里叶级数法求得定子内径处电流密度分布,继而将其作为边界条件,借助三维拉普拉斯方程,获得了矢量磁位的特解,最后推导得到了永磁球形电动机永磁体涡流损耗的解析表达式。该模型充分考虑到了时间谐波与空间谐波对涡流损耗的影响,并分析了不同的电机结构参数对永磁体涡流损耗的影响。将解析法与有限元法所得结果进行了比较,结果一致,证明了该解析模型的有效性。 展开更多
关键词 永磁球形电动机 双重傅里叶级数法 矢量磁位法 永磁体涡流损耗解析模型
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基于光电编码器的永磁球形电动机转子方位测量系统 被引量：5
5
作者 吴凤英 魏章波 席金强 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第5期90-92,96,共4页
设计了基于光电编码器的三自由度永磁球形电动机转子方位测量系统。介绍了永磁球形电动机的结构和球体方位描述方法。通过分析微分运动,推导出测量系统的误差矩阵,并对系统性能进行了分析。系统中,光电编码器的输出脉冲经硬件电路倍频... 设计了基于光电编码器的三自由度永磁球形电动机转子方位测量系统。介绍了永磁球形电动机的结构和球体方位描述方法。通过分析微分运动,推导出测量系统的误差矩阵,并对系统性能进行了分析。系统中,光电编码器的输出脉冲经硬件电路倍频、鉴相、可逆计数和存储后,由单片机进行计算,测得的转子方位由液晶显示器(LCD)实时显示并经串口发送到电机闭环控制系统中。实验验证表明:设计的测量系统的有效性。 展开更多
关键词 永磁球形电动机 光电编码器 转子方位测量 三自由度
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基于摩擦补偿的永磁球形电动机通电线圈的优化
6
作者 李洪凤 李伟健 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期63-70,共8页
为解决摩擦项导致控制系统品质恶化的问题,本文根据一种永磁球形电动机和支撑部件的结构,建立了永磁球形电动机的动力学模型和摩擦转矩模型.利用自适应滑模方法搭建摩擦补偿器,提出一种基于通电线圈优化的通电策略.此通电策略在自转和... 为解决摩擦项导致控制系统品质恶化的问题,本文根据一种永磁球形电动机和支撑部件的结构,建立了永磁球形电动机的动力学模型和摩擦转矩模型.利用自适应滑模方法搭建摩擦补偿器,提出一种基于通电线圈优化的通电策略.此通电策略在自转和偏航两种运动形式下,对通电线圈进行了优化,实现在最小线圈损耗下的永磁球形电动机自转和偏航运行.并且该摩擦补偿器对摩擦转矩进行了在线估计,很好地补偿并抑制摩擦项的影响,实现对球形电动机的准确的跟踪控制. 展开更多
关键词 永磁球形电动机 摩擦转矩模型 摩擦补偿器 通电线圈优化
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基于机器视觉的永磁球形步进电动机转子位置检测方法 被引量：29
7
作者 王群京 钱喆 +2 位作者 李争 倪有源 鞠鲁峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第36期73-79,共7页
介绍了永磁球形步进电动机的基本结构及基于机器视觉的球形电机位置检测方法。在电机转子表面喷涂用伪随机编码生成的网格图,图像传感器获取转子图像。通过分析所获取的图像,得到特征点在固联于转子球的坐标系下的坐标。图像传感器标定... 介绍了永磁球形步进电动机的基本结构及基于机器视觉的球形电机位置检测方法。在电机转子表面喷涂用伪随机编码生成的网格图,图像传感器获取转子图像。通过分析所获取的图像,得到特征点在固联于转子球的坐标系下的坐标。图像传感器标定后得到的参数,可以计算出图像中的特征点在参考坐标系下的坐标。利用这些点在不同坐标系下的坐标,得到2个坐标系间的旋转矩阵,即确定了球形转子旋转后的空间位置。实验结果表明该方法的有效性。该方法可以用于实现闭环控制球形电机。 展开更多
关键词 永磁球形步进电动机 机器视觉 伪随机 标定 旋转矩阵
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磁场积分法在永磁步进球形电动机场分析中的应用 被引量：24
8
作者 吴立建 王群京 +1 位作者 杜世俊 倪有源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期192-197,共6页
用积分方程法建立了永磁步进球形电动机磁场的数学模型,导出了用于计算其磁场分布的离散计算公式。计算结果与有限元法结果比较,表明积分方程法对于永磁步进球形电动机场分析是行之有效的。
关键词 永磁步进球形电动机 磁场积分法 场分析 物理模型 数学模型
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永磁球形步进电动机及自适应控制方式 被引量：5
9
作者 夏鲲 李树广 王群京 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1871-1877,共7页
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... 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. 展开更多
关键词 永磁球形步进电动机 转子动力学模型 自适应控制
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永磁球形步进电动机变结构控制算法(英文) 被引量：9
10
作者 王群京 夏鲲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期11-19,共9页
提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无... 提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无需角加速度反馈信号的基于输入-输出稳定性理论的控制算法。接着针对电动机负载运行,各轴向转动惯量发生变化的情况设计了变结构控制算法。最后,在变结构控制算法中插入边界层以消除抖振现象。仿真结果表明,新的控制算法具有更小的跟踪误差,稳态误差小于 0.01rad。 展开更多
关键词 永磁球形步进电动机 变结构控制 可控电流源 跟踪误差
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