zhan_hong
游民
主题：请教斑竹:MM440变频器的优化效果好不好主要是看什么参数？MM440变频器的优化效果好不好主要是看什么参数?
yming
侠客
[精] 主题：解决MM440矢量调试后遇到问题的几个方法
使用无传感器矢量控制模式在调试、优化的时候，会遇到一些意想不到现象。我把解决的途径提供给大家，希望能对大家有帮助。
?接好电机。
?使用MM440变频器开始的时候，建议先使用V/f模式试车（试运转）排除机械卡阻的可能。
?在使用快速调试（P0010=1）之前，请记下下列几个参数的数值：P0341电动机惯量，P0342机械惯量之比，P1470增益和P1472积分时间。
?开始快速调试（P0010=1）如果使用BOP，P0700＝1，P1000=1（实际控制方式以后再改）不进行自检和优化（跳过P1910等等）直接P3900=3让变频器计算参数保存。
?进行P1910=1和P1910=3，特别注意：当出现A0541的时候，按BOP的ON，这时才开始自检。
?因为本题是矢量控制，要进行P1960=1（控制器优化）。
进入本题：
?在设置方面：P1120上升时间和P1121下降时间要按需要设定好。
?如果负载不允许转动，请把最后一级负载断开。（其他例如减速机不用断开）。?开始优化P1960=1，按BOP的ON键！电机会转动几次自动加减速。
结果：
?中途跳闸：你的机械惯量太大。加大P1120－P1121（建议加大至少一倍后再
次进行P1960＝1）。
?顺利结束：（别高兴太早。）你可能会遇到一些麻烦：
5Hz以下转动没有问题，速度快一点机械突然发出响声！
速度提升起来可能会变得不稳定。
解决方法：
?重新看一下原先记录的几个参数；看看有什么变化？
?如果你有MM440使用大全，请打开看看参数P1470的附图。
?首先你可以更改参数P1470！记下此值，减小它，例如减小一半。减小的结果只是当负载发生变化的时候，变频器的响应变慢了，但是稳态速度精度不变。
如果还不好，你可以继续减小此值，直到没有机械响声。频率的变化也小了，不再振荡。问题：如果响应变慢了达不到要求。改P0342，调整P1496。
?第二你要看看参数P0342。优化后变频器会改变此值！在这里通常会有个误区：如果你控制的是一个平衡的负载（负载方向总是不变），变频器计算的这个值不真实。你应该估算这个比值。不好算吗？有一个简单的方法：方法要点：使用OFF2停机。1、单电机运转到50Hz，发出停机信号，自由惯性停车。看一下时间1。2、带上负载、50Hz，发出停机信号，再看一下时间2。两个时间之比：时间2/时间1 就是P0342的值。如果此值小于1，你就输入1。这个值是用于加速度的过程。仔细调整逐步加大P1496的值。这是前馈。在加减速的过程中起作用。
?第三修改参数P1472积分时间：你可以减少、加大此值，它将影响稳态的频率精度。
通过上述调整，就可以解决速度上不去，机械巨大嘈音等等。
其他问题：经过上述调整，并不代表低速（5Hz）也是矢量控制。要想在1Hz就能矢量控制速度：请修改参数P1750，P1755，P1756。
其实粗粗解决问题的方法很简单。
kdrjl
斑竹
电机辨识（我也引用一下手册的术语）是不是好。靠观看哪个参数值可不好判断，谁知道你的电机参数是什么范围？就如西门子的手册中所说，“对于第三方电机（非西门子电机）更要注意电机的辨识。”电机的辨识，就是在变频器内部对受控电机准确的建模，这是做好变频器与电极之间的控制匹配非常重要的一项工作。
怎样做MM4的电机辨识？如何判断装置识别电机的效果？我认为要注意以下几点：
?做快速调试时，一定要遵循手册给出的引导流程进行，特别是电机铭牌数据必须要准确输入。如果电机的铭牌数据输入有误，电机建模就不会精确，控制起来也不会有好的运行效果。电机的铭牌数据包括：额定电压、额定电流、额定功率、额定转速、额定功率因数。如果是矢量控制，还有一个额定励磁电流需要确定。其中额定转速，我国的电机标准中规定铭牌数据不包含此项，所以这个参数必须向电机制造商索取，要准确的滑差或者额定转速值，功率因数这个参数，一旦电机确定，根据铭牌数据可以计算，或者向电机制造商索取准确数值。额定励磁电流，可以通过快速调试自动计算，在r0331中显示，但是一般这个内部计算的参数并不准确，实测的要更接近电机的真实数据。具体怎么确定，比较罗索，还是自己仔细的解读说明说的相关论述。我记得有关这方面的英文资料，说得很详细。甚至将MM4的4级授权方法都说了。我曾经贴在这里，却没有太多的人感兴趣，“石沉大海”了，有潜水功夫的朋友，可以找一找嘛。总之，准确地确定电机名牌数据，比较麻烦的就是矢量控制以及磁化电流的测取。如果是V/F控制、抛物线控制，就很简单了。不论是简单的还是复杂的，准确设置电机铭牌数据至关重要。这是装置辨识电机的基础。在手册里，有一个电机的等效电路，其实，装置对电机的辨识，就是为了确定那个等效电路里的参数，这就是所谓的建模。
?对于V/F、抛物线控制而言，快速调试中的P3900=1/2/3必须要真正的PASS，
然后紧接着P1910=1，ON合闸命令以后，自动地完成识别，其间没有故障F0041发生。就可以认为顺利地通过了识别。而对于矢量控制P1300=20/21/22/23，不仅要P1910=1必须自动得PASS，P1910=3也必须自动得PASS，还必须P1960=1自动得PASS。才算顺利地通过了自识别工作。
?检验自识别的效果，就是将电机在整个的转速范围内空载运行，用手、用耳朵判别电机运行过程中是不是没有明显的电磁噪声、振动。一般在正确地完成上述所说的两项辨识工作以后，电机运行是很平滑稳定的，除非机械上有问题，或者电机的动平衡不好，造成机械振动和机械噪声。区分机械噪声与电磁噪声的办法，自己去解析吧，这里不累述。
?若矢量控制时，对于大惯性滚筒同轴连接，MM4还可以做惯性补偿，具体的设置与调试参见说明的有关功能图和参数表说明，这里省略。
一句话，电机实际运行效果，是对调试工作优劣的最好检验。
永磁同步电机的参数辨识 本文主要是在逋用变频器上实现永磁同步电机的矢星控制，对于通用变频器而言，变频器所带的电机是未知的，不冋的电机有不同的电机参数.由图N3可知，要想使得永磁同步电机矢量挖制系统有较好的稳応运行特性及动态响应特性，就需蔭电机参数耕确可知.电机帯负我时的转动惯宣与转谏调节器的PI参敌幣定密切相关.而电流调书器P【塞数的确运需要电机的电松电阻、交宜轴也感、永碰休磁链尊参数*圉外学者很￥就开始研究永磁同步电机参数辨识的方法*片且生杀统”始运彳亍之挤系统可以白动通过特定的算法対永陋冋步电机慕数进fj辨识，然后对驰动器的各控制参数址行自整定，从而不需要丁程人页铲对不冋的电机而对衆动讎村黃参敎进厅手胡贷協大大増運『驱动器的適用性…本章节主突介绍永破同步电机电枢电阻Rs. dq轴电感、风碣休厳链（即反电势系数）的离线辨识（Off-lineAutoTiming）方法* 4.1电机参数的辨识原理 4.1.1电枢巾阻的辨识原理 定义电枢电阻尬为定子每爬的电阴*采用貞滾测试对电枢电阻进行参数辫识。从水磁同步电杠的基木结构可以看出，当通过逆变器旬电机施加?个方向固定、幅值不变的电压矢量时*电机的三相电流精会恨快达刊-个免定值且电机前止。由于输入的是豆流电流.定子绕组的电抗值为零，定子绩组用当于个纯电粗。下图为电枢电阳辨识实验的等盘图. 债设电流表读数为4电压表读数為U”则心?厶?厶=人=-0.5乙，子是得到琨阻的计谆表达式如下1 （4 1）4J.2交直轴电感的辨识原理 在进行电枇电駅辨讲时，当定子电液达到稳定俏后，永確同步电机的转子N极将
会转到与施加的定子电压矢量相同的位託?这时所施加空间电压矢量的位遥即为d 轴位 置。这时根振水磁冋步电机在两和旋转坐标系下的数学模型，当电机转速为零时，式 （110）可化简得到下式： di, %=RJd+Ld 才 （4.2） 对于电压阶跃输入时的电流响宜为: (43) 其中ZU/R,为稳态时的屯流值，心为屯机的电枢电阴，—为待辨识的d 轴电 感。通过记录◎的匕升过稈可计尊出肖.轴电憋。由第2章的介绍可知，对于表贴式永磁 同步电机而言，交直轴电感基本是相等的，所以只需辨识其中一个即可。 4.13反电势系数的辨识原理 单位转速下的空較反电势的电压值定义为电机的反电势系数，笊位V/Krpm ?梵计 舁公式为： K v = E/n （4.4） 其中，E 为空载反电势，单位V ： ”为对应的转速，单位Krpm 。 反电势系数其实就是转子永磁逆链，只是单位不同，永磁磁链卩/的单位是Wb, 其计算公式为屮广Eb, E 空我反电势，玳位V ； 3为转子?碇转机械角速度，单位是 rad/so 永磁磁链与反电势系数间的换算关系如下： 由反电势系数的定义就能很容易想到一种反电势系数的耕识方法，即使用另外一台 电机拖着待辨识的永磁同步电机以某一恒定转速（假设是n （单位：Krpm ）的转速）旋 转，然后测得电机的UV 端的输出电压（假设是E （单位：V ））,根据式4.4就能计算 出反电势系数。用这种方法确实能够比较粘确的辨识出永磁同步电机的反电势糸数，但 同时也能发现这种方法需耍增加的外囤设备太参（需要另外一台速度可辅确控制的电 机，以及电压测虽装置等），通用性较差，所以不太适合辨识反电势系数。 这里给出一个工程上计算PMSM 的反电势系数的经验公式，此公式是根据安川 A1000的变频器经过多台永磁同步电机的实验结果幷总结规律所得。 (4.6) JC 中，耳为电机额定功率(单JT 5?10叫 (4.5)
《电机驱动技术》课程标准 一、课程基本信息 二、课程定位与作用 （一）课程定位 《电机驱动技术》课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以机电一体化相关工作任务为依据设置本课程。 （二）课程的作用 《电机驱动技术》课程是机电一体化专业必修的一门专业核心课程。是在电工电子、电力拖动等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 三、课程设计理念 《电机驱动技术》课程的设计以生产实际中的具体案例为主，其服务目标是以就业为导向，以能力为本位，以素质为基础。注重实用性，坚持以实为本，避开高深理论推导和内部电路的过细研究，适当降低理论教学的重心，删除与实际工作关系不大的繁冗计算，注重外部特性及连线技能，同时兼顾对学生素质、能力的培养，做到既为后续课程服务，又能直接服务于工程技术应用能力的培养。 四、课程目标 学生通过学习《电机驱动技术》课程，使学生能掌握机电设备常使用的几种电动机--直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用以及驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉电机调速、分析及控
制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 【知识目标】 掌握驱动电机的结构原理及应用，掌握功率变换器电路及其应用技术，驱动电机控制技术及新型电机的结构特点与选用。 【能力目标】 能对对驱动电机各种控制电路进行选择、应用和设计，能够准确描述各种电机控制技术的控制原理及特点，并针对不同电机选用不同的控制方式。 【素质目标】 能整体把握驱动电机及控制技术的应用及在日后的工作中解决实际问题。培养学生实事求是的作风和创新精神，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生一丝不苟的工作作风和良好的团队协作精神。 五、课程内容设计 根据学院对机电一体化专业人才培养方案的要求，结合就业岗位的技能需求，按照职业教育理念，本课程设计了三个教学项目，具体内容如下：
一、实验目的 1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。 二、实验内容 1. 掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。 2. 了解三相永磁同步电机内部结构。 3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。 三、拟需实验器件 1. 待测永磁同步电机1台； 2. 示波器1台； 3. 西门子变频器一台； 4. 测功机一台及导线若干； 5. 电压表、电流表各一件； 四、实验原理 1. 定子电阻的测量 采用直流实验的方法检测定子电阻。通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。I d 为母线电流采样结果。当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。因此，定子电阻值的计算公式为： 1 ,2a d b c d I I I I I ===- (1) 23d s d U R I = (2)
图1 电路等效模型 2． 直轴电感的测量 在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如 U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来，则d 轴电压方程可以简化为： d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3) 对于d 轴电压输入时的电流响应为： ()(1)d R t L U i t e R -=- (4) 利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。 其中U /R 为稳态时的电流反应，R 为测得的电机定子电阻。由上式可知电流上升至稳态值的倍时，1d R t L - =-，电感与电阻的关系式可以写成： 0.632d L t R =? (5) 其中为电流上升至稳态值倍时所需的时间. 3． 交轴电感的测量 测出L d 之后,在q 轴方向(d 轴加90°)施加一脉冲电压矢量。电压矢量的作用时间一般选取的很短 ,小于电机的机械时间常数,保证电机轴在电压矢量作用期间不会转动。则q 轴电压方
控制电机与特种电机课后答案第4章思考题与习题 1. 旋转变压器由_________两大部分组成。( ) A.定子和换向器 B.集电环和转子 C.定子和电刷 D.定子和转子 2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子( )。 A.电流 B. 转角 C.转矩 D. 转速 3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在________上。( ) A(定子、转子 B.集电环、转子 C.定子、电刷 D. 定子、换向器 4(线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成________。 5、试述旋转变压器变比的含义, 它与转角的关系怎样? 6、旋转变应器有哪几种?其输出电压与转子转角的关系如何, 7、旋转变压器在结构上有什么特点?有什么用途。 8、一台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组?定子上的补偿绕组起什么作用? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生的合成磁动势和转子转角α有何关系。 10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器? 11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法. 12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。 答案 1. D 2. B 3. A 4. 正比
5. 旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似，从物理本质来看，旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。区别在于对于变压器来说，其原、副边绕组耦合位置固定，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上，由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变，随着转子的转动，定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化，电磁精确程度与转子的转角有关，因此，旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 6. 按着输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器主要可以分:正、余弦旋转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL)，矢量旋转变压器(代号为XS)及特殊函数旋转变压器等。其中，正余弦旋转变压器当定子绕组外加单相交流电流激磁时其输出电压与转子转角成正余弦函数关系;线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转角成正比，线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种;比例式旋转变压器则在结构上增加了一个固定转子位置的装置，其输出电压也与 转子转角成比例关系。 按旋转变压器在系统中用途可分为解算用旋转变压器和数据传输用旋转变压器。根据数据传输用旋转变压器在系统中的具体用途，又可分为旋变发送机(代号为XF)，旋变差动发送机(代号为XC)，旋变变压器(又名旋变接收器)(代号为XB)。 若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极对两种。采用多极对是为了提高系统的精度。
院 年 学期新能源汽车驱动电机技术课程试卷 共 3 页第 1 页题次 一 二 三 四 总分 得分 第一部分.概念辨析模块 请判断下列说法是否正确，正确在括号内画“√”，错误则在括号内画“×” （共25分，每空1分） （ ）1、新能源汽车要求驱动电机体积小、质量轻，具有高可靠性和寿命长。 （ ）2、新能源汽车无需要求驱动电机全速段高效运行。 （ ）3、电机驱动系统一般由电动机、功率变换器、传感器和控制器组成。 （ ）4、直流电机一般具有电刷装置和换向器。 （ ）5、电刷装置的作用是把直流电压、直流电流引入或引出。 （ ）6、磁导率是表示物质导磁性能的参数。 （ ）7、直流电机的工作原理是通电直导线在磁场中受力。 （ ）8、交流异步电机的工作原理是由三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场，从而在鼠笼中产生感应电流，从而在磁场中受力。 （ ）9、永磁同步电机的工作原理是通过电子开关电路产生旋转磁场，转子根据磁阻最小的原理进行旋转。 （ ）10、无刷直流电机的工作原理是通过电子开关产生旋转磁场，转子跟随磁场旋转。 （ ）11、开关磁阻电机的工作原理是三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场，由永磁铁构成的转子跟随旋转磁场旋转。 （ ）12、直流电机调速性能好，启动转矩大。 （ ）13、直流电机控制复杂，易磨损。 （ ）14、交流异步电机具有高可靠性，制造成本高。 （ ）15、无刷直流电机无换向器和电刷，结构简单牢固，尺寸和质量小，基本免维护。 （ ）16、开关磁阻电机一般定子凸极比转子凸极少两个。 （ ）18、开关磁阻电机的成本相对而言最低。 （ ）19、功率二极管基本结构和工作原理与电子电路中的二极管都是相同的。 （ ）20、占空比指的是电力电子开关的导通时间与开关周期之比。 （ ）21、直流斩波电路只有降压斩波电路。 （ ）22、PWM 整流电路采用脉冲宽度调制控制，能够实现电能双向变换。 （ ）23、轮毂电机结构简单、布置灵活，车辆的空间利用率高，传动系统效率高。 （ ）24、开关磁阻电机的噪音较大。 （ ）25、永磁同步电机和无刷直流电机的转子结构相似，都是由永磁铁组成。 第二部分.基本知识模块 下列题目只有一个正确答案，请选择正确答案并将代码填写在括号里。 （共15分，每题1分） 1.交流异步电机的转速为（ ）r/min 。 A 4000-6000 B 12000-15000 C 4000-10000 D >15000 2.永磁同步电机的转速为（ ）r/min 。 A 4000-6000 B 12000-15000 C 4000-10000 D >15000 3.磁通所通过的路径称为（ ） A 磁感线 B 磁场强度 C 磁路 D 磁阻 4.用于制造永久磁铁和扬声器的磁钢的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 5.用于制造计算机中磁存储元件的磁芯、磁棒和磁膜等的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 6.用于制造电动机、变压器和继电器的铁芯的是（ ）。 A 硬磁材料 B 软磁材料 C 矩磁材料 D 普通材料 7.右图的电路符号所示为（ ）。 A 功率二极管 B 功率MOSFET C IGBT D GTR 8.功率MOSFET 指的是( )。 系 班 级 姓 名 学 号 命题教师 教研室负责人 系 负责人 试卷类型 A ………………………………………密封线………………………………………密封
控制电机与特种电机课后答案第6章思考题与习题 1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将________变换为相应的角位移或直线位移。( ) A(直流电信号 B.交流电信号 C. 计算机信号 D.脉冲电信号 2. 在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与__ __成正比。 3(步进电动机与一般旋转电动机有什么不同,步进电动机有哪几种? 4(试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理(为什么步进电动机有两种步距角, 5. 步进电动机常用于_________系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。( ) A.高精度 B.高速度 C.开环 D.闭环 6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成_ _。 7. 步进电动机的输出特性是( ) A.输出电压与转速成正比 B.输出电压与转角成正比 C.转速与脉冲量成正比 D.转速与脉冲频率成正比、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度, 8 9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异,步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异, oo10、一台反应式步进电动机步距角为0.9/1.8，问(1)这是什么意思,(2)转子齿数是多少,
11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( ) A(减小一半 B.相同 C.增大一半 D.增大一倍 12. 有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8?/0.9?，则该电机转子齿数为( ) A.75 B.100 C.50 D.不能确定 13(一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f为400Hz时，其转速n为100r/min，试计算其转子齿数Z和步距角θ。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行Rb 方式，其转速n和步距角θ又为多少, 1b1 14. 一台三相反应式步进电动机，其转子齿数Z为40，分配方式为三相六拍，脉冲频率fR 为600Hz，要求: (1)写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序; (2)求步进电动机的步距角θ; b (3)求步进电动机的转速n。 15. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm，已知转子有24个齿。(5分) 求:(1)步进电机的步距角θ (2)脉冲电源的频率f 16(有一台三相反应式步进电机，按A—AB—B—BC—C—CA方式通电，转子齿数为80
控制电机与特种电机课后答案第 6 章 A. 高精度 B. 高速度 C. 开环 D. 闭环 6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成 输出特性是 ( ) A. 输出电压与转速成正比 B. 输出电压与转角成正比 C. 转速与脉冲量成正比 D. 转速与脉冲频率成正比 、如何控制步进电动机输出 的角位移、转速或线速度 , 8 9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共 同点和差异 , 步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异 台反应式步进电动机步距角为 0.9/1.8 ，问 (1) 这是什么意思 ,(2) 转子 齿数是多少 , 思考题与习题 1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将 变换为 相应的角位移或直线位移。 ( ) A( 直流电信号 B. 交流电信号 C. 计算机信号 D. 脉冲电信号 2. 在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与 成正比。 3( 步进电动机与一般旋转电动机有什么不同 , 步进电动机有哪几种 ? 4( 试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理 (为什么 步进电动机有两种步距角 , 5. 步进电动机常用于 系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。 _ _。 7. 步进电动机的 oo10、
11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( ) A(减小一半B.相同 C.增大一半 D.增大一倍 12. 有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8?/0.9? ，则该电机转子齿数为( ) A.75 B.100 C.50 D. 不能确定 13(一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f 为 400Hz时，其转速n为100r/min ,试计算其转子齿数Z和步距角0。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行Rb 方式，其转速n 和步距角0又为多少, 1b1 14. 一台三相反应式步进电动机，其转子齿数Z为40,分配方式为三相六拍, 脉冲频率fR 为600Hz,要求: (1) 写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序 (2) 求步进电动机的步距角0; b (3) 求步进电动机的转速n。 15. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm,已知转子有24个齿。(5分) 求:(1) 步进电机的步距角0 (2) 脉冲电源的频率f 16(有一台二相反应式步进电机，按A—AB— B— BC—C— CA方式通电，转子齿 数为80
参数化扫描的有问题，但是趋势应该差不多 《永磁电机》 永磁同步电机分为表面式和内置式。 由于永磁体特别是稀土永磁体的磁导率近似等于真空磁导率，对于表面式，直轴磁阻和交轴磁阻相等，因此交直轴电感相等，即Ld=Lq，表现出隐极性质。对于内置式，直轴磁阻大于交轴磁阻（交轴通过路径的磁导率大于直轴），因此Ld 效应，则气隙磁压降为H H=H H H=H H H0H=H H0 Φ HH H ,式中，Ф为每极磁通；δ为气隙 长度；τ为极距；La为铁心长度。 调速永磁同步电机转子结构分为表面型和内置型。由于永磁体特别是稀土永磁体的磁导率近似等于真空磁导率，对于表面式，直轴磁阻与交轴磁阻相等，因此交直轴电感相等，即Ld=Lq，表现出隐极性质。而对其他结构，直轴磁阻大于交轴磁阻，因此Ld 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法 作者：王高林， 杨荣峰， 于泳， 徐壮， 徐殿国， WANG Gao-lin， YANG Rong-feng， YU Yong ， XU Zhuang， XU Dian-guo 作者单位：哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001 刊名： 电机与控制学报 英文刊名：ELECTRIC MACHINES AND CONTROL 年，卷(期)：2010,14(6) 参考文献(8条) 1.RACA D;HARKE M C;LORENZ R D Robust magnet polarity estimation for initialization of PM synchronous machines with near -zero saliency 2008(04) 2.廖勇;沈朗;姚骏改进的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测[期刊论文]-电机与控制学报 2009(02) 3.王丽梅;郑建芬;郭庆鼎基于载波注入的IPMSM转子初始位置估计[期刊论文]-电气传动 2005(03) 4.JEONG Yuseok;LORENZ R D;JAHNS T M Initial rotor position estimation of an interior permanent-magnet synchronous machine using carrier-frequency injection methods[外文期刊] 2005(01) 5.JANG Jihoon;SUL Seungki;HA Jungik Sensorless drive of surface-mounted permanent-magnet motor by high-frequency signal injection based on magnetic saliency[外文期刊] 2003(04) 6.CORLEY M J;LORENZ R D Rotor position and velocity estimation for a salient-pole permanent magnet synchronous machine at standstill and high speeds[外文期刊] 1998(04) 7.NAKASHIMA S;INAGAKI Y;MIKI I Sensodess initial rotor position estimation of surface permanent-magnet synchronous motor[外文期刊] 2000(06) 8.贾洪平;贺益康基于高频注入法的永磁同步电机转子初始位置检测研究[期刊论文]-中国电机工程学报 2007(15)引证文献(1条) 1.王冉珺.刘恩海永磁同步电机转子初始位置的检测方法[期刊论文]-电机与控制学报 2012(1) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/6913671066.html,/Periodical_djykzxb201006010.aspx 电动车驱动电机及其控制技术综述 摘要：简述了电动车驱动系统及特点，在此基础上详细分析并比较了电动车主要电气驱动系统，着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其控制系统，最后简要概述了电动车电气驱动系统的发展方向。 1 概述 电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力，而且能够更方便地采用现代控制技术实现其机电一体化的目标，因而具有广阔的发展前景。 现有电动车大致可以分为以下几个主要部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。驱动系统为电动车提供所需的动力，负责将电能转换成机械能。无论何种电动车的驱动系统，均具有基本相同的结构，都可以分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分，其中电气驱动子系统是电动车的心脏，主要包括电动机、功率电子元器件及控制部分。如图1所示。 其中，电动车驱动系统均具有相同或相似的功能模块，如图2所示。 2 电动车电气驱动系统比较 电动机的类型对电气驱动系统以及电动车整体性能影响非常大，评价电动车的电气驱动系统实质上主要就是对不同电动机及其控制方式进行比较和分析。目前正在应用或开发的电动车电动机主要有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类。由这四类电动机所组成的驱动系统，其总体比较如下表所示。 电动车电气驱动系统用电动机比较表 下面分别对这几种电气驱动系统进行较为详细地分析和阐述。 2.1 直流驱动系统 直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩控制特性，所以直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的主要研发对象。而且，目前国内用于电动车的绝大多数是直流驱动系统。 但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展。此外，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。此外，直流电动机价格高、体积和重量大。随着控制理论和电力电子技术的发展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，已大大处于劣势。因此，目前国外各大公司研制的电动车电气驱动系统已逐渐淘汰了直流驱动系统。 2.2 感应电动机驱动系统 2.2.1 感应电动机 电动车感应电动机与一般感应电动机相比较具有以下特征： （1）稳定运行时，与一般感应电动机工况相似。 （2）驱动电动机没有一般感应电动机的起动过程，转差率小，转子上的集肤效应不明显。 （3）运行频率不是50hz，而是远远在此之上。 （4）采用变频调速方式时，转速与极数之间没有严格对应关系。 为此，电动车感应电动机设计方面如下特点： （1）尽力扩大恒转矩区，使电动机在高速运转时也能有较高转矩。而要提高转矩，则需尽量减小定转子之间的气隙，同时减小漏抗。 （2）更注重电动机的电磁优化设计，使转矩、功率和效率等因素达到综合最优。 （3）减少重量、体积，以增加与车体的适配性。 2.2.2 控制技术 应用于感应电动机的变频控制技术主要有三种：v/f控制、转差频率控制、矢量控制。20世纪90年代以前主要以pwm方式实现v/f控制和转差频率控制，但这两种控制技术因转速控制范围小，转矩特性不理想，而对于需频繁起动、加减速的电动车不太适宜。近几年 永磁同步电动机的分类和特点 一，永磁同步电动机的特点 永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。 我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，号称“稀土王国”。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。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。 二，永磁同步电动机的分类 永磁同步电动机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势波形也有两种：一种为正弦波；另一种为梯形波。这样就造成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上有所不同，为了区别由它们组成的永磁同步电动机交流调速系统，习惯上又把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统；而由梯形波（方波）永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法 上与直流电动机系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机（BLDCM）调速系统。 永磁同步电动机转子磁路结构不同，则电动机的运行特性、控制系统等也不同。根据永磁体在转子上的位置的不同，永磁同步电动机主要可分为：表面式和内置式。在表面式永磁同步电动机中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，这种电机的重要特点是直、交轴的主电感相等；而内置式永磁同步电机的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，可以保护永磁体。这种永磁电机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此，这两种电机的性能有所不同。 三无刷直流电动机（BLDCM） 1，BLDCM研究现状 永磁无刷直流电动机与传统有刷直流电动机相比, 是用电子换向取代 原直流电动机的机械换向, 并将原有刷直流电动机的定转子颠倒（转子采用永磁体）从而省去了机械换向器和电刷，其定子电流为方波, 而且控制较简单, 但在低速运行时性能较差, 主要是受转矩脉动的影响。 引起转矩脉动的因素很多, 主要有以下原因： （1）电枢反应引起的转矩脉动 减弱或克服这种原因造成转矩脉动采用的方法是适当增大气隙, 设计 磁路时使电机在空载时达到足够饱和, 以及电机选择瓦形或环形永磁 体径向励磁结构等。 （2）电流换相引起的转矩脉动 2017年7月电工技术学报Vol.32 No. 13 第32卷第13期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jul. 2017 DOI: 10.19595/https://www.doczj.com/doc/6913671066.html,ki.1000-6753.tces.L70030 基于无滤波器方波信号注入的 永磁同步电机初始位置检测方法 张国强王高林徐殿国 （哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨 150001） 摘要针对无位置传感器内置式永磁同步电机（IPMSM）初始位置检测中，传统的基于凸极跟踪的短脉冲电压注入法难以确定脉冲宽度和幅值、实现困难、二次谐波分量法信噪比低的缺点，提出一种基于无滤波器方波信号注入的IPMSM初始位置检测方法。首先通过向观测的转子d轴注入高频方波电压信号，采用无滤波器载波信号分离方法解耦位置误差信息，通过位置跟踪器获取磁极位置初定值；然后基于磁饱和效应，通过施加方向相反的d轴电流偏置给定，比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识；最后，通过2.2kW IPMSM矢量控制系统对提出的基于无滤波器方波信号注入的初始位置检测方法进行实验验证。结果表明，所提方法收敛速度较快，可在IPMSM转子静止或自由运行状态实现初始位置辨识和低速可靠运行，位置观测误差最大值为6.9°。 关键词：内置式永磁同步电机无位置传感器无滤波器方波注入初始位置检测 中图分类号：TM351 Filterless Square-Wave Injection Based Initial Position Detection for Permanent Magnet Synchronous Machines Zhang Guoqiang Wang Gaolin Xu Dianguo （School of Electrical Engineering and Automation Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China） Abstract With regard to the initial position detection for position sensorless interior permanent magnet synchronous machine (IPMSM) drives, existing saliency-tracking-based methods have difficulties to determine the amplitude and width of the pulses for the short pulses injection method, and also have low signal-noise ratio for the position-dependent secondary-harmonics-based method. Hence, this paper presents a filterless square-wave voltage injection based initial position detection scheme for position sensorless IPMSM drives. A high-frequency square-wave voltage vector is injected in the estimated d-axis, then the position error information is demodulated through filterless carrier signal separation, and the position tracking observer is adopted to obtain the initial position. Based on the magnetic saturation effect, the magnetic polarity can be identified by comparing the amplitudes of the induced d-axis high-frequency current with two given d-axis current offsets which are equal in value but opposite in direction. Experiments on a 2.2kW IPMSM sensorless vector controlled drive have been carried out to verify the proposed scheme. The experimental results show that the initial position detection for standstill and free-running rotor applications as well as the stable operation at 国家自然科学基金（51522701）和台达环境与教育基金会电力电子科教发展计划（DREK2015002）资助项目。 收稿日期 2016-07-14 改稿日期 2016-12-09 控制电机与特种电机课后答案第2章思考题与习题 1(一台直流测速发电机，已知电枢回路总电阻R=180Ω，电枢转速 n=3000r/min，负载电阻R=2000aLΩ，负载时的输出电压U=50V，则常数 =__________，斜率C=___________。 Kae 2(直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性,产生误差的原因和 改进的方法是什么, 3(若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否一样,为什么, 4. 根据上题1中已知条件，求该转速下的输出电流I和空载输出电压U。 aa0 5(测速发电机要求其输出电压与_________成严格的线性关系。 6(测速发电机转速为零时，实际输出电压不为零，此时的输出电压称为 ____________。 7(与交流异步测速发电机相比，直流测速发电机有何优点, 8. 用作阻尼组件的交流测速发电机，要求其输出斜率_________，而对线性度等精度指针的要求是次要的。 9.为了减小由于磁路和转子电的不对称性对性能的影响，杯形转子交流异步测速发电机通常是( ) A.二极电机 B.四极电机 C.六极电机 D.八极电机 10(为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构, 11.异步测速发电机在理想的情况下，输出电压与转子转速的关系是:() A.成反比; B.非线性同方向变化; C.成正比; D.非线性反方向变化 答案 1、(一直流测速发电机，已知电枢回路总电阻R=180Ω，电枢转速 n=3000r/min，负载电阻R=2000aLΩ，负载时的输出电压UK=50V，则常数 =_0.1817_，斜率C=_____0.1667_____。 ae KeU,n,Cn=50 aRa1，RL C=50/3000=0.1667 Ra1，K=C()=0.1667 X (1+180/2000)=0.181703 eRL 2、直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性,产生误差的原因和改进的方法是什么, ,答:直流测速发电机，当不考虑电枢反应，且认为励磁磁通、R a 和R L 都能保持为常数时可认为其特性是线性的。 误差产生原因有: 1). 温度影响; 措施: (1)设计电机时，磁路比较饱和，使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小。 (2)在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流。 2). 电枢反应的影响; 措施: (1)对电磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组。有时为了调节补偿的程度，还接有分流电阻，如图2.10 所示。 NiCC(2)在设计电机时，选择较小的线负荷()和较大的空气隙。 ,AD,a (3)在使用时，转速不应超过最大线性工作转速，所接负载电阻不应小于最小负载电阻，以保证线性误差在限定范围内。 3). 延迟换向去磁作用的影响; 对于小容量的测速机一般采取限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，限定最高工作转速。 4). 纹波影响; 《驱动电机及控制技术》教学大纲 一、授课对象 本课程适用于汽车服务系新能源汽车制造与装配专业（中、高级）班三年制 二、课程学时 总学时108课时，6课时/周，1学期授完。 三、课程的任务和目的 本课程是中等职业学校电子技术应用与维修专业教材，是一门机电类专业课程。其任务是：使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的维护、保养与检修的技能和解决实际问题的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 本课程目的是：使学生能掌握电动类、制冷类日用电器中主要使用的三种电动机——单相异步电动机、直流电动机和单相串励电动机的结构、原理及应用，以及电动类、制冷空调类电器专用电动机的结构及其控制方法。熟悉对上述电动机进行维护、保养与检修。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 四、课程内容和要求 第一章：直流电动机 8课时 1．教学内容： 第一节：直流电动机的结构和分类 第二节：直流电动机的工作原理与运行特性 第三节：直流电动机的起动、反转和调速。 2．教学要求与建议：了解直流电动机的基本结构和分类，掌握直流电动机 的基本工作原理，理解直流电动机的起动、反转、调速的原理和方法，初步了解 直流电动机常见故障的检修方法。 第二章：单相异步电动机 10课时 1.教学内容： 第一节：异步电动机的结构和工作原理 第二节：单相异步电动机的分类 第三节：单相异步电动机的反转和调速 2．教学要求与建议：了解单相异步电动机的基本结构，掌握单相异步电动 机的基本工作原理，理解异步电动机的分类和起动方式，了解单相异步电动机的 反转、调速的原理和方法，初步了解单相异步电动机常见故障及其检修方法。 永磁同步电机参数在线辨识:模型参考与EKF 的比较 摘要：本文基于模型参考在线辨识的方法，对永磁同步电机进行参数辨识。运用李雅普诺夫第二方法和奇异扰动理论对增广系统的全局稳定性进行了分析。结果表明,该方法应用的解耦控制技术,改善了系统的收敛性和稳定性. 把这种方法与扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线识别方法比较，结果表明,尽管基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线辨识法在实现的复杂性上相对于所提出的方法更简单,但是该方法与所提出的方法相比不能给出更好的结果. 仿真结果以及对隐极式永磁同步电机实验的分析，证实了所提出方法的有效性。 永磁同步机因为他们的高效率和良好的可控性成功的应用于不同的领域。永磁同步机的控制主要是通过高性能的矢量控制实现的。控制变量如(速度,位置,或转矩),主要的困难在于控制转矩,这说明了控制定子电流的必要性。在矢量控制中,如果想实现这一点，定子电流和电压矢量需在d-q 坐标系下进行分析研究。为了控制定子电流,必须先控制其直轴电感(d)和正交电感(q)。永磁同步电机在d-q 坐标下的电气模型是一个两输入-两输出系统，如下: f q d e e ψ==,0 f K =ω Ω是反电动势矢量d-q 分量；q d q d i i v v ,,,是d-q 轴电压和电流，Ω=P ω是转子电角速度，Ω是转子机械角速度，P 是极对数量。系统的输入是q d v v ,，输出是q d i i ,。根据适当的控制律控制这些电流，是定子电压通过电压源逆变器得到应用。逆变器通常根据一个恒定增益v G 来建模。我们可以得到qr v q dr v d v G v v G v ==,，qr dr v v ,是电流调节器的输出。他们用于调节d-q 坐标系的电流。隐极永磁同步电机,d 轴基准电流通常固定为零，电机转矩和转度由q 轴基准电流控制。d q s f L L R ,,,ψ是参考模型的参数。电机时间常数是 s q q s d d R L R L /,/==ττ。 事实上，这些参数是不准确的，他们会慢慢的发生变化。这些变化可能是由于一个故障或一个变化的操作点[2]。他们有时对控制系统是致命的并可能损坏驱动器。在这些情况下,一个在线辨识算法是必要的。该算法对电机参数进行辨识,用于控制算法或检测故障中。内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法
电动车驱动电机和控制技术综述
永磁同步电机特点
基于无滤波器方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法
控制电机与特种电机课后答案第2章
《驱动电机及控制技术》教学大纲
在线辨识永磁同步电动机参数
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