永磁电机的转矩控制

出转矩、输出功率和反电势波形分别如图4、5、6所示。从图中可以看出该电机在0.1s左右可以进入稳定状态。

从输出转矩仿真图4中,可以看出电机在稳态时很少有转矩脉动。其原因是激励源为理想的正弦波,使得在仿真中大幅度地减少了高次谐波的影响。而且在研制中也重视了对谐波的削弱。例如在工艺等方面进行了改进。同时这也满足了控制系统所提出的要求,尽量地减少谐波影响,以减少转矩脉动[5][6]。图中的转矩值为负值与软件定义的方向有关。

图4和图5表明,所设计的电动机符合用户对于自控系统的要求。例如在输出转矩为15N m时,电机输出功率为2.3kW

。

4　结　语

利用Ansoft软件的电磁场计算功能,对所设计的永磁交流伺服电动机的参数进行验证,并且加以调整。例如,磁极的大小,定子冲片尺寸,定子槽形等。设计中还要确保加工后的机械强度,绝缘要求,以使电动机的性能达到最佳。

以永磁交流伺服电动机的样机设计为例,利用Ansoft软件建立电机模型,仿真了该电动机的运行性能,为该类电动机设计和合理优化做出了探索。在Ansoft强大的仿真功能支持下,通过电动机模型的

仿真,使得该电动机的设计周期大为缩短,为该电动[1].tJr.,.DesignofBrush2

-mMotors[J].MagnaPhysics.Oxford,1994,1-ingandClarendonPress2.

[2]　AnsoftCorporationMaxwell2DGettingStarted[M].

AnsoftCorporation,2002.

4　输出转矩仿真图

[3]　罗荣杰.电机电磁场教程[M].杭州:浙江大学出版社,

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[4]　唐任远.现代永磁电机理论与设计[M].北京:机械工

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[5]　王宗培,韩光鲜,程智,程树康.无刷直流电动机的方波

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[6]　胡文静.永磁无刷直流电动机的发展及展望[J].微电

机,2002(4),37-38。

图5　输出功率仿真图

作者简介:郭　恒(1980-),男,硕士研究生,从事电机设计及电机控制的研究。

反电势波形仿真图6

是一相定子绕组中的反电势波形图。其波形基本呈正弦曲线分布。波形中存在尖角的原因是仿真步长选取稍大造成的,所以要根据实际情况合理选取步长是重要的。其一般选取为工作周期的1 10～1 20比较合适,这样就可以得到较为满意的结果。

(上接第20页)

参考文献:

[1]　汤运　.电机学[M].西安:西安交通大学出版社,

1987.

[2]　WL.SoongandProf.T.J.E.Miller.Field-weaking

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[3]　唐任远等.现代永磁电机理论与设计[J].北京:机械业

出版社,1997

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图6　反电势波形仿真图

作者简介:徐志捷(1973-),男,黑龙江人,工程师,研究方向为电机及其控制。

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