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《西南大学》 2009年
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基于有限元分析的无刷直流电动机的性能研究

王璐  
【摘要】: 无刷直流电动机在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、效率高、经济性等方面具有明显的优势,故在当今国民经济各个领域,如汽车、医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及。特别是作为车辆的动力,电动汽车已被全世界各国普遍关注。在电动汽车发展过程中,蓄电池储能密度低与车辆一次充电最大行驶里程数短,始终是制约发展的瓶颈问题之一。解决这一问题的主要途径,一是提高蓄电池的储能密度,二是提高无刷直流电动机的效率。本文主要从无刷直流电动机的效率方面展开了研究。 提高无刷直流电动机的效率可以从优化结构设计和参数选择方面入手,也可以在无刷直流电动机运行时,通过优化运行控制参数提高电动机的运行效率。本文研究的重点是:根据车辆运行的状况,选择最优的控制参数。通过对无刷直流电动机电磁力矩随转子转角变化关系的理论分析,提出了一种新的可变导通控制方式。在电动机处于中、小负荷时,通过减小导通角来提高电动机运行效率,而负荷变大时,增大导通角,保持电动机的动力性。文中在已有无刷直流电动机的基础上,建立了电动机的数学模型,并通过有限元软件对电动机的电磁转矩动态过程进行了仿真计算,获得了电动机的电磁转矩与转子转角的关系曲线(波形),进一步证明了可变导通控制方式在部分负荷时提高无刷直流电动机运行效率的可行性。 根据可变导通控制方式的要求,研制了以LPC935单片机为核心的无刷直流电动机控制系统,通过控制软件实现了可变导通控制方式,并在一台电动车上进行了对比试验。试验结果表明,在中、小负荷时,电动机转速分别为100、150、200 r/min,可变导通控制方式电动机的运行效率较全导通控制方式能够提高10%~15%。由此表明优化运行控制参数,对提高无刷直流电动机的运行效率是有明显效果的。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM33

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵纪宗;内置式永磁同步电机转矩脉动抑制方法的研究[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周元钧;双绕组无刷直流电动机的数学模型与转矩特性[J];电工技术学报;2004年04期
2 徐衍亮,赵建辉,房建成;高速储能飞轮用无铁心永磁无刷直流电动机的分析与设计[J];电工技术学报;2004年12期
3 高妙,龚世缨;电动车永磁无刷直流电机驱动系统研究[J];电机技术;1998年03期
4 宋海龙,杨明,范宇,徐殿国;无刷直流电动机的无位置传感器控制[J];电机与控制学报;2002年03期
5 郝晓弘,靳方义;永磁无刷直流方波电机控制特性及其伺服系统控制策略[J];电气传动自动化;1999年03期
6 包向华,章跃进;基于SIMULINK的永磁无刷直流电动机及控制系统的建模与仿真[J];电气传动自动化;2005年04期
7 陈丹江,刘兆燊,任军军,张仲超;一种新的无刷直流电机的转矩脉动抑制控制策略[J];电气传动;2005年04期
8 宋宜斌;稀土永磁式同步电机的控制策略探讨及其实现[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1993年03期
9 李竟成,曹秉刚,杨仲庆;永磁无刷直流电动机的变结构控制[J];机床与液压;2001年06期
10 邓兵,潘俊民;无刷直流电机控制系统计算机仿真[J];计算机仿真;2002年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 熊志学;DMIC永磁无刷直流电动机的弱磁扩速的研究[D];浙江大学;2006年
2 杨高;基于Ansoft的电动车驱动用永磁无刷同步电动机的设计[D];重庆大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁建荣;朱成实;鄢利群;;基于永磁同步电动机的全电动注塑机控制系统设计[J];工程塑料应用;2008年01期
2 陈维国,周田;交—交变频器在异步电动机调速系统中的应用[J];安徽电力职工大学学报;2002年03期
3 徐中领;李桥梁;;交流感应电机无速度传感器矢量控制系统设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 朱久运;吴迺陵;;金属探测门的探测部分设计[J];安防科技;2006年12期
5 周斌;陈伟海;于守谦;;基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J];安防科技;2008年02期
6 谢杨梅;;无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动抑制的电流跟踪型PWM控制[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年01期
7 季长路,张家钰;激光基准信标仪的研制[J];安徽机电学院学报;2000年01期
8 季长路,张家钰;激光基准信标仪中CPU及其控制原理的分析与设计[J];安徽机电学院学报;2000年02期
9 强珊珊;颜文婧;江明;;无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
10 岳强;郭兴众;;基于定子磁链的异步电动机软启动仿真研究[J];安徽工程大学学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张细政;王耀南;;永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 翟丽;潘永传;柳龙;;基于RecurDyn和Simulink的双电机驱动履带车辆转向动力学实时仿真[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 黄波;林健;;直接转矩控制在拖动技术中的仿真与分析[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
4 李双双;;变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
5 苑舜;徐家贺;于力;;大容量真空断路器永磁操动机构的研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
6 周广旭;章松发;李珍国;;基于Fuzzy-PI的BLDCM控制系统的研究[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
7 吴志红;李根生;朱元;田光宇;;考虑参数变化的车用永磁同步电机最大转矩电流比控制[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
8 赵科义;李治源;;电磁领域的得力助手——电磁场有限元分析软件Maxwell[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
9 徐支援;;变频器在火力发电厂凝结水系统中的应用[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2004年年会论文集[C];2004年
10 吴晓明;王俊娇;;液压舵机变转速泵源的研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
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1 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
3 王晋;多相永磁电机的理论分析及其控制研究[D];华中科技大学;2010年
4 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
5 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
6 赵云;大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
8 刘向东;24kV永磁机构真空断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 关丽荣;基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
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1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
3 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
4 丁鉴彬;注塑机械手控制系统设计研究[D];山东科技大学;2010年
5 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年
6 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
7 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
8 王瑞玲;无刷直流电动机调速算法及起动电路研究[D];郑州大学;2010年
9 王晨光;基于Weis-Fogh机构的船舶电力推进系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 李和明;卢伟甫;王艾萌;;基于有限元分析的内置式永磁同步电机转矩特性的优化设计[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年05期
2 徐广人,唐任远,安忠良;永磁同步电动机气隙磁场分析[J];沈阳电力高等专科学校学报;2001年02期
3 莫会成;;永磁交流伺服电动机转矩波动分析[J];微电机;2007年03期
4 莫会成;;分数槽绕组与永磁无刷电动机[J];微电机;2007年11期
5 谭建成;;三相无刷直流电动机分数槽集中绕组槽极数组合规律研究(连载之一)[J];微电机;2007年12期
6 谭建成;;三相无刷直流电动机分数槽集中绕组槽极数组合规律研究(连载之二)[J];微电机;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王艾萌;内置式永磁同步电动机的优化设计及弱磁控制研究[D];华北电力大学(河北);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王令;低转矩脉动方波无刷直流电机控制策略研究[D];河海大学;2006年
2 刘秀君;自起动永磁同步电动机的电磁场计算与分析[D];哈尔滨理工大学;2006年
3 于收海;永磁交流伺服电动机永磁体涡流损耗计算及其设计[D];沈阳工业大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱耀忠,王自强;飞行控制用无刷直流电动机的电磁设计[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
2 何洪文,余晓江,孙逢春;电动车辆设计中的匹配理论研究[J];北京理工大学学报;2002年06期
3 周波,魏佳,穆新华,严仰光;反电势逻辑电平积分比较法实现的无刷直流电机无位置传感器控制[J];电工技术学报;2000年04期
4 王群京,孙明施,李国丽,姜宏波,方凯;表面磁钢无刷直流电动机的电感计算和数字仿真研究[J];电工技术学报;2001年01期
5 徐衍亮,姚福安,房建成;Halbach磁体结构电动机及其与常规磁体结构电动机的比较研究(I)——磁体结构及有导磁铁心电动机的对比研究[J];电工技术学报;2004年02期
6 周元钧;双绕组无刷直流电动机的数学模型与转矩特性[J];电工技术学报;2004年04期
7 徐衍亮,赵建辉,房建成;高速储能飞轮用无铁心永磁无刷直流电动机的分析与设计[J];电工技术学报;2004年12期
8 李帅;;基于有限元分析的永磁电机重要参数求解[J];东莞理工学院学报;2006年03期
9 丁树业,王志新,李伟力;凸极同步电动机起动时电磁场数值计算[J];大电机技术;2005年01期
10 姚光中;内置式永磁同步电动机的等效电路[J];电机技术;2002年01期
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1 邱建琪;永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究[D];浙江大学;2002年
2 严岚;永磁无刷直流电机弱磁技术研究[D];浙江大学;2005年
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1 储俊杰;双转式永磁无刷直流电动机的仿真研究与控制[D];浙江大学;2003年
2 张东;混合动力电动汽车用电机的开发与系统仿真[D];沈阳工业大学;2003年
3 华强;永磁无刷直流电机恒功率弱磁控制研究[D];浙江大学;2004年
4 葛明;双转式永磁无刷直流电动机的无位置传感器控制的研究[D];浙江大学;2005年
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1 谭建成;;无刷直流电动机绕组利用率及最佳导通角的分析[J];微电机;1980年03期
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4 魏先林,付求涯;基于MATLAB解析计算无刷直流电动机的齿槽转矩[J];微特电机;2005年07期
5 孙雷,张春喜,张庆,罗有明;基于DSP的无刷直流电动机模糊PID控制系统[J];南昌工程学院学报;2005年03期
6 张晓鹏,杨风;无刷直流电动机及其在调速系统中的应用[J];机械管理开发;2005年06期
7 李宇;魏毅立;;基于DSP的无刷直流电动机的无位置传感器控制[J];包头钢铁学院学报;2005年04期
8 叶金虎;;无刷直流电动机的设计(ⅩⅢ)[J];微特电机;2006年01期
9 龚春雨;施进浩;;无刷直流电动机的发展现状和质量特点[J];微特电机;2006年08期
10 ;专利快讯     [J];微特电机;2007年01期
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1 谭建成;;对多相无刷直流电动机采用封闭形绕组连接的探讨[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
2 马瑞卿;刘卫国;;无刷直流电动机控制中的几个技术问题分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
3 陈健;唐任远;;无刷直流电动机噪声的分析与抑制[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
4 寇宝泉;张千帆;程树康;;电动车驱动用无刷直流电动机的结构特点及控制技术[A];'2001第六届中国小电机技术研讨会论文集[C];2001年
5 谭建成;;直接驱动无刷直流电动机的研究[A];'2001第六届中国小电机技术研讨会论文集[C];2001年
6 侯景阳;张庆范;安德祥;;IGBT在无刷直流电动机主电路中的应用[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
7 谭建成;;无刷直流电动机控制的新趋向-正弦化[A];第七届中国小电机技术研讨会论文集[C];2002年
8 陈中科;陈丽香;唐任远;;永磁无刷直流电动机的噪声振动分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
9 邵刚;石山;;一种新的无刷直流电动机的起动方法研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
10 马瑞卿;刘卫国;;方波电动机宽调速比控制技术研究[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
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1 天津 潘旗;无刷直流电动机式作原理[N];电子报;2004年
2 李焦明;稀土永磁无刷直流电动机[N];中国建材报;2002年
3 申银万国 郑治国 叶培培 郭鹏 魏静;“高”温“低”碳催生“稀土永磁”热潮[N];中国证券报;2010年
4 焦明;永磁无刷直流电动机成为主流产品[N];中国建材报;2002年
5 ;微电机 “十五”优先发展的重点产品[N];中国机电日报;2000年
6 正文;微特电机行业如何由大做强[N];中国工业报;2003年
7 刘佳伟 陈宝林 记者刘领;高新技术重点项目进展喜人[N];锦州日报;2009年
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1 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
2 李强;无位置传感器无刷直流电动机运行理论和控制系统研究[D];东南大学;2005年
3 高瑾;无刷直流电动机直接转矩控制的一体化研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 刘军;永磁电动机控制系统若干问题的研究[D];华东理工大学;2010年
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1 杨芳芳;基于DSP的无传感器无刷直流电动机控制系统的研究与设计[D];苏州大学;2010年
2 王晶晶;永磁无刷直流电动机速度控制系统的研究[D];北方工业大学;2011年
3 董昭;无刷直流电动机控制系统研究[D];西安理工大学;2007年
4 赵学庆;基于模糊控制器的无刷直流电动机的控制[D];天津大学;2005年
5 卢锋;无刷直流电机分布式控制系统设计[D];西安科技大学;2009年
6 赵晓峰;基于ARM的农产品冷藏车环境监控系统研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 庞振岳;高速工业缝纫机伺服系统研制[D];西北工业大学;2006年
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