永磁同步电机 测试电感(外转子永磁同步电机电感用LCR怎么测量?)

270 2024-01-18 08:55

一、永磁同步电机线电感、相电感、dq轴电感之间如何换算?

永磁直线同步电机具有高响应、高刚度、高精度等优点,广泛应用于各类高精度工业伺服场合。沈阳工业大学电气工程学院的赵鑫宇、王丽梅,在2023年第10期《电工技术学报》上撰文,基于直线电机的应用场合,考虑系统的参数摄动、负载扰动等影响因素,提出一种分数阶微分型边界层非奇异快速终端滑模控制策略。

采用 NFTSMC方法来抑制不确定因素对系统的影响,保证了跟踪误差在有限时间快速收敛;为了进一步减小有限稳定时间并削弱抖振,将 Riemann-Liouville 分数阶微分定义和边界层技术结合,实现一种新的分数阶微分型边界层控制。并搭建实验平台,验证了控制算法的可行性,能够有效提高系统的跟踪精度,削弱抖振现象。

研究背景

与传统进给方式相比,直线电机省去了中间传动环节,采用“零传动”的方式,保证了源动力与电机负载之间的刚性耦合,从根源上避免了机械传动链带来的不良影响,彻底改变了驱动进给方式。然而,由于采用直接驱动方式,系统参数变化、负载扰动等不确定性因素会毫不衰减地作用于PMLSM 的动子上,使电机产生推力波动,从而严重影响电机的控制精度和稳定性。

论文所解决的问题及意义

针对系统中存在的参数摄动、负载扰动等复杂的不确定性因素的影响。研究人员对 PMLSM 伺服系统的跟踪性、鲁棒性等问题进行深入研究,突破高档数控机床高速高精的技术瓶颈,这对于数控技术的理论基础以及发展具有重要的意义。

论文方法及创新点

1.分数阶饱和函数的设计


图1 不同阶次分数阶微分型饱和函数值

将分数阶微分型饱和函数和饱和函数进行对比分析。图1为0.2、0.5、0.7阶次分数阶微分型饱和函数与整数阶饱和函数(0阶次分数阶饱和函数)的数值变化对比。输入为一个周期变化的信号,输出为饱和函数和分数阶微分型饱和函数的函数值。根据图1数值对比,总结出分数阶微分型饱和函数的两点性质。

2.基于分数阶微分型边界层终端滑模控制系统的设计


图2 系统控制原理框图

本研究为了平衡切换控制“快收敛”与“弱抖振”的关系,将所提出的分数阶饱和函数代替传统指数切换控制律中的饱和函数,实现分数阶边界层的设计。不仅具有整数阶边界层的输出特性,还具备“大误差大增益,小误差小增益”的功能,改善了PMLSM伺服系统的动态品质以及稳态性能。

3.实验验证

图3 PMLSM实验平台

研究结果表明,与IO-NFTSMC方法相比,FO-NFTSMC方法响应速度快、抖振现象不明显,提高了PMLSM伺服系统位置跟踪精度和鲁棒性能。

结论

为了提高PMLSM伺服系统的跟踪精度,抑制不确定性影响,沈阳工业大学的研究人员提出了一种分数阶边界层非奇异快速终端滑模控制方法,使系统状态有限时间收敛到一个集合。并基于Lyapunov稳定性理论,分析证明了闭环系统的稳定性,最后通过对比实验进行验证。

本工作成果发表在2023年第10期《电工技术学报》,论文标题为“永磁直线同步电机分数阶微分型边界层终端滑模控制”。本课题得到国家自然科学基金资助项目的支持。

二、外转子永磁同步电机电感用LCR怎么测量?

这电阻跳动咋这么大?有没有考虑温度的影响,可以取它们的平均值

三、永磁同步电机交直轴电感测量装置的制作方法是什么?

一般是LCR法测静态LdLq。

如果是测动态,就需要搭载试验台,专用电源、功率分析仪、电机测试台这些东西

四、三相永磁同步电机的定子相电感如何计算?转子旋转一圈,定子的相电感如何变化?

这个电感有自感和互感,

其中:

这些公式,是平时常用电感表测量计算Ld、Lq的公式中的一部分。

关于这些公式的推导,理论上可以通过电磁场相关公式推导,感兴趣的同学可以自行查询,这个有相对简单一点的通过外部特性分析的方法,就是把电机三相电感看成如下关系:

通过使用电感测试仪器,分别测量 A-B、B-C、C-A, A-BC、B-CA、C-AB之间的电感,

(其中A-BC是指BC之间短路,再测量A-B减电感),

需要把电机转动至少180度电角度((1/(2p))圈),每间隔一定角度记录一次上边所述测量点之间的电感值。

然后做一个表格,并根据上图自感、 互感关系计算分析,就可以分析上边三个公式中内容。

如有:

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