空心杯电机无位置传感器控制研究
空心杯电机无位置传感器控制研究
空心杯电机无位置传感器控制研究
空心杯电机无位置传感器控制研究
Research on Sensor-less Control for Coreless Motor
上海大学 杜永红
杜永红
杜永红
杜永红 邵定国
邵定国
邵定国
邵定国 许路
许路
许路
许路
Email:
dgshao@mail.shu.edu.cn
摘要
摘要
摘要
摘要
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空心杯电动机属于直流、永磁、伺服微特电机,由于其具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运
行特性,作为高效率的能量转换装置,代表了电动机的发展方向之一。由于空心杯电机采用三角形接法的绕组结构,当采用
反电势法对其实行无位置传感器控制时,其控制方式与常用的星型接法电机有所不同。本文在仿真分析的基础上,提出了一
种新的反电势换相方法,仿真结果证明该方法能使空心杯电机输出更大的电磁功率、更小的转矩脉动。
ABSTRACT
ABSTRACT
ABSTRACT
ABSTRACT:
coreless motor is a permanent magnet DC servo micro-motor , due to the outstanding energy saving performance
smart control performance and smooth running performance, it has been a development trend of motor as a high efficiency energy
conversion equipment. However, because of the special delta coil structure, control method of coreless motor has big difference from
that of star-connection motor when it is controlled by the general method of BEMF. This paper introduces a novel phase change
method after the BEMF zero crossing. The result of simulation verified that the method can make coreless motor output more
electromagnetic power and less torque ripple.
关键字
关键字
关键字
关键字
:
空心杯电机
无位置传感器 换相
Key words:
::
:
coreless motor sensor-less phase change
1 引言
空心杯电动机属于直流、永磁、伺服微特电
机。空心杯电动机具有突出的节能特性、灵敏方
便的控制特性和稳定的运行特性,作为高效率的
能量转换装置,代表了电动机的发展方向之一。
由于空心杯电动机克服了铁芯电动机不可逾越
的技术障碍,使其不但具有突出的节能特点,更
为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控
制和拖动特性。其具体特性表现为
[1][2]
:
1 节能特性:能量转换效率很高,其最大
效率一般在 70%以上,部分产品可达到 90%以上
(铁芯电动机一般在 20-50%);
2 控制特性:起动、制动迅速,响应极快,
机械时间常数小于 28 毫秒,部分产品可以达到
10 毫秒以内(铁芯电动机一般在 100 毫秒以上)
;
3 拖动特性:运行稳定,波动小;
另外,空心杯电动机的能量密度大幅度提
高,与同等功率的铁芯电动机相比,其重量、体
积减轻 1/3-1/2。
随着工业技术的飞速发展,对电动机的伺服
特性不断提出更高的期望和要求,使空心杯电动
机在很多应用场合拥有不可替代的地位。空心杯
电动机的应用,从军事、高科技领域进入大工业
和民用领域后,十多年来得到迅速的发展,尤其
是在工业发达国家,已经涉及到大部分行业和许
多产品,如高倍率光驱的随动控制、快速自动调
焦、高灵敏的记录和检测设备等要求响应迅速、
运行平稳的伺服系统,我国对空心杯电动机的开
发研制工作起步比较晚,尚没有得到充分的认
识,阻碍了许多领域的机电产品的技术进步,严
重影响了与国外同类产品的技术竞争力。
2 空心杯的的结构特点
空心杯电机惯量小、效率高、控制灵敏、运
行平稳等特点跟其特有的本体结构是分不开的,
主要体现在以下几方面(图2-1是空心杯电机的一
个示意图
[3]
):