電機磁場導向控制的案例
永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形（整體）
仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形（峰值）
仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形（整體）
仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形（峰值）
仿真模式1：控制器通過中斷觸發方式運行：電機電流波形，電機電流采樣波形，三角波
仿真模式2：控制器通過非中斷觸發方式運行：電機電流波形，電機電流采樣波形，三角波
差異如下：
采用中斷觸發方式建模和仿真，電機電流的峰值有大約3A（0.83%）的波動；
采用非中斷觸發方式建模和仿真，電機電流的峰值有35A（9.72%）的低頻波動；
采用中斷觸發方式建模和仿真，電機電流的采樣值在三角波的底點和頂點；
采用非中斷觸發方式建模和仿真，電機電流的采樣值與三角波的底點和頂點無關；
如何大家觀察電機轉矩的波形可以看到更為明顯的低頻波動現象。
展開 步進電機的控制系統設計 步進電機的開環控制解析
步進電機控制技術及發展概況
作為一種控制用的特種電機，步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅動電源步進電機驅動器。在微電子技術，特別計算機技術發展以前，控制器脈沖信號發生器完全由硬件實現，控制系統采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路，不僅調試安裝復雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發不同的驅動器，開發難度和開發成本都很高，控制難度較大，限制了步進電機的推廣。
由于步進電機是一個把電脈沖轉換成離散的機械運動的裝置，具有很好的數據控制特性，因此，計算機成為步進電機的理想驅動源，隨著微電子和計算機技術的發展，軟硬件結合的控制方式成為了主流，即通過程序產生控制脈沖，驅動硬件電路。單片機通過軟件來控制步進電機，更好地挖掘出了電機的潛力。因此，用單片機控制步進電機已經成為了一種必然的趨勢，也符合數字化的時代趨。
步進電機控制系統的設計
傳統的電流式控制方法是檢測流經繞組的電流，并將反饋信號送到控制芯片，然后由控制芯片決定是增加還是降低繞組電流，以取得所需的電流強度。這種控制方法使電機在寬轉速和寬電源電壓范圍內保持理想的轉矩，非常適用于全步進和半步進電機驅動，而且實現起來非常容易。
閉環控制電路將電流施加到繞組。反電動勢（BEMF）會降低繞組電壓，延長電流達到理想值的時間，因此，反電動勢限制電機轉速。雖然系統無需知道反電動勢值，但是，不重視且不修正這個數值將會導致系統性能降低。
因為電源電壓變化導致峰值電流有時波動幅度很大，所以，直到現在，工程師還是盡量避免使用電壓式控制方法。工程師們還想避免反電動勢隨著電機轉速增加而升高的問題。
在這種情況下，業內出現了能夠補償反電動勢的智能電壓式控制系統。
展開 磁場控制電弧運動
磁場控制電弧
電弧溫度高，可理解為等離子狀態，由于物理性質的復雜性，仿真模擬時將電弧假設為磁流體，同時具備流體和電磁的特性。仿真的目的在于觀察電弧的運動特性，通過觀察其運動規律，來指導產品設計，當然水平很高的工程師可以考慮的更很多，將結果計算的很準確。目前，熱仿真和流體仿真已不是一次性做的非常準確，調試是仿真不可缺少的環節。
本文引入一個案例，也是參考他人的云圖結果進行調試，目的在于理解電弧的運動特性，以及仿真軟件上的操作。
電弧運動是受磁場力的作用，即洛倫磁力，所以控制磁場大小和方向就可以控制電弧的運動，磁場條件隨時間而變化，其他設置和以前保持一致，其中更改網格設置和求解器設置，可是結果順利的收斂；
仿真結果如下所示，電弧隨磁場變化，來回的擺動；
#僅供參考
展開 交流電機磁場的的有限元分析
交流電機磁場的的有限元分析
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機
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基于ANSYS的界面化電機磁場分析程序設計.pdf
摘要：介紹了基于ANSYS二次開發語言UIDL與APDL相結合開發界面化電機磁場分析程序的過程。程序
實現界面化后使用方便，整個分析過程用戶不用修改源代碼，僅需按照電機結構輸入物理參數和分析需要的控制
參數。該程序適用于大多數常規結構的凸極同步電機，因此對于并未掌握ANSYS的電機分析者，通過該程序即可
實現電機磁場的空載、負載以及諧波計算分析。通過對多臺不同結構的凸極同步電機進行計算比較，證明了該程
序結構合理，計算速度高，結果準確，通用性強。
基于ANSYS的界面化電機磁場分析程序設計.pdf
展開 汽車電機控制方案—單相無刷直流電機
當電樞繞組W內通過電流Ia時，便產生定子磁場Fa，如圖2（左）所示，如果電樞繞組內的電流Ia改變方向，即由“+”變為“-”時，定子磁場Fa的方向由“+Fa”變為“-Fa”，如圖2（右）所示。由此可見，繞組W內的電流Ia方向每改變一次，定子磁場Fa的方向也隨之改變一次。在一個電氣周期內，即在360°電角度范圍之內，電動機的定子磁場有兩個磁狀態，夾角為180°電角度，即每一個磁狀態角αz為180°電角度。
圖2 單相無刷直流永磁電機的定轉子磁場
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電子換向電路
為了實現上述的運行要求，單相無刷直流電機的結構和功率驅動級電路如圖3所示，電機運行時，驅動模塊在換向邏輯信號的控制下，功率開關晶體管Tr1、Tr2和Tr3和Tr4將輪流導通，從而電樞電流i(t)就以“正向”和“反向”的方式輪流通過電樞線圈W。電樞線圈的導通順序與功率開關晶體管的導通順序之間的關系如表1。為了檢測電機轉子位置，通常還需要使用一個霍爾傳感器來定位。
圖3 驅動級電路
表1 電樞繞組導通順序與功率開關器件導通順序的關系
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ZLG方案介紹
Magniv S12ZVMB系列是NXP推出的高集成度汽車電機控制專用芯片，內部集成LDO、柵極驅動器、LIN物理層、高壓輸入IO，僅需搭配MOS管H橋、1個霍爾傳感器及必要的基礎元件即可構成完整的單相直流無刷電機控制系統。
展開 集成式電機控制器選型設計與控制策略
IGBT功率管常規選配核算根據GBT18488.1-2015，控制器應能承受電機峰值電流至少30s，IGBT峰值直流電流≥1.414倍電機最大相電流有效值，IGBT直流耐電壓≥1.414倍電機峰值反電動勢。
3.3 PDU
PDU （高壓電配電單元） 負責控制器內部的高壓電分配、電路保護、預充、濾波等，主要包括接觸器、熔斷器、電阻、濾波電容等。
3.3.1 接觸器
控制器選用的是直流接觸器，利用線圈流過電流產生磁場，使觸頭斷開或者閉合，從而控制負載電流通斷。其中預充電接觸器的作用是有效保護負載內部電容、熔斷器、主接觸器，防止直接上電瞬間，由于瞬間電流過大可能會造成設備損壞。
選配時注意接觸器主觸頭的額定電壓≥負載額定電壓，主觸頭的額定電流≥1.3倍負載額定電流。本控制器系統接觸器包括電機主接觸器KM1、電機預充接觸器KM2、電除霜接觸器KM3。
3.3.2 熔斷器
熔斷器對電路起到短路和過流保護的作用，熔斷器的額定電壓不得低于系統工作電壓，熔斷器的額定電流≥2倍熔斷器所在回路可允許的最大連續負載電流，本控制器系統熔斷器包括主驅電機熔斷器FU1、電除霜熔斷器FU3。
3.3.3 系統電阻與濾波電容
系統電阻包括預充電阻R1、放電電阻R0。預充電阻R1在預充電路中起限流的作用。而放電電阻R0在電源波動時防止從電容器發出的充放電電流干擾電路穩定工作，同時消耗逆變器反向導通回來的電機多余能量。
展開 集成式電機控制器選型設計與控制策略
IGBT功率管常規選配核算根據GBT18488.1-2015，控制器應能承受電機峰值電流至少30s，IGBT峰值直流電流≥1.414倍電機最大相電流有效值，IGBT直流耐電壓≥1.414倍電機峰值反電動勢。
3.3 PDU
PDU （高壓電配電單元） 負責控制器內部的高壓電分配、電路保護、預充、濾波等，主要包括接觸器、熔斷器、電阻、濾波電容等。
3.3.1 接觸器
控制器選用的是直流接觸器，利用線圈流過電流產生磁場，使觸頭斷開或者閉合，從而控制負載電流通斷。其中預充電接觸器的作用是有效保護負載內部電容、熔斷器、主接觸器，防止直接上電瞬間，由于瞬間電流過大可能會造成設備損壞。
選配時注意接觸器主觸頭的額定電壓≥負載額定電壓，主觸頭的額定電流≥1.3倍負載額定電流。本控制器系統接觸器包括電機主接觸器KM1、電機預充接觸器KM2、電除霜接觸器KM3。
3.3.2 熔斷器
熔斷器對電路起到短路和過流保護的作用，熔斷器的額定電壓不得低于系統工作電壓，熔斷器的額定電流≥2倍熔斷器所在回路可允許的最大連續負載電流，本控制器系統熔斷器包括主驅電機熔斷器FU1、電除霜熔斷器FU3。
3.3.3 系統電阻與濾波電容
系統電阻包括預充電阻R1、放電電阻R0。預充電阻R1在預充電路中起限流的作用。而放電電阻R0在電源波動時防止從電容器發出的充放電電流干擾電路穩定工作，同時消耗逆變器反向導通回來的電機多余能量。
展開 淺析純電動汽車驅動電機控制系統的控制過程
永磁同步電機的定子與普通電動機基本一樣，由電樞鐵心和電樞繞組組成，如圖 2 所示。電樞鐵心一般采用0.5mm 硅鋼沖片疊壓而成，電樞繞組采用分布、短距繞組。
圖 1 三相交流永磁電動機
圖 2 永磁同步電機的定子
圖 3 電機控制器工作過程
三相交流永磁同步電動機的轉子和發電機轉子組成基本一樣，由永磁體和轉子鐵心、轉子繞組等組成。其中永磁體主要采用鐵氧體永磁材料，轉子鐵心選用實心鋼或采用鋼板或硅鋼片沖制后疊壓。和普通電機不同的地方是永磁同步電機要裝有轉子永磁體位置檢測器。
永磁體位置檢測器起到傳感器的作用，裝在三相交流永磁同步驅動電機當中，是用來檢測轉子的 N 極、S 極的位 置的，主要給電機轉向改變提供信號。永磁體位置檢測器的類型有光電編碼式、磁敏式、電磁式等，無論哪種測量方式， 只是安裝的體積、方便程度、成本及可靠性不同而已。
永磁同步電機的工作時，電機的轉子就是一個永磁體，N 極、S 極沿圓周方向交替排列，定子就相當于一個旋轉的磁場。當驅動電機工作時，在定子當中就感應出磁動勢，轉子就受到磁場中磁力的影響開始和定子一起旋轉。
驅動電機轉子 N 極 S 極的位置通過位置檢測器傳給驅動電機控制模塊，控制模塊內部元件進行分析后，確定當前轉子 N 極 S 極的所在位置，觸發控制信號，控制所對應的功率三極管的導通與否，按一定的順序給驅動電機中定子的三個線圈進行通電，從而驅動電機開始運轉工作。
驅動電機系統的控制核心是驅動電機控制模塊，驅動電機控制模塊主要采用三相兩電平電壓源型逆變器。驅動電機控制系統中的各種傳感器將信號反饋給控制模塊，控制模塊根據檢測測出的電流信號、電壓信號、溫度信號對電機當前運行狀態進行監測并調整相應的參數，完成控制。
展開 
德國科學家研發軟體機器人，通過磁場就可控制其行動
近日，德國馬普研究所研制出一種用磁場控制的軟體機器人，其在磁場操縱下，它能爬行、打滾、跳躍，能迅速收縮以抓住滾過的小球。
據悉，這款機器人的主體材料為硅膠，內嵌具有磁性的汝鐵硼微顆粒。其還具有多自由度和連續變換的能力，可在大范圍內任意改變自己身形和尺寸。因為主動變形與被動變形能力的結合，機器人可以擠過比自身常態尺寸小的縫隙，進入傳統機器人無法進入的空間。
試想一下，如果讓“軟軟的機器人”為病人做手術是一種怎樣的感受呢？如今，在超微創手術領域，軟體機器人（又稱柔軟機器人）已經開始發揮自己的作用了。
其實，相比于硬體機器人，軟體機器人更加讓人容易接近，我想這就是軟體機器人可能會發展的更好的原因，軟體機器人多樣的功能給人們帶來了更多的便利，而其易操作的性能更是讓人覺得便利十足，看來軟體機器人的發展前景確實是很好的。
展開 用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理
用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理-博揚智能
直流電機控制器的具體細節取決于電機類型（有刷、無刷、步進）和使用該電機的設備的功能。例如，與有刷電機的工業直流電機控制器相比，用于無刷直流(BLDC)電機的電動汽車直流電機控制器具有不同的設計和工作原理。
控制器分為數字和模擬版本。數字直流電機控制器與其模擬變體之間的主要區別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件。
一些直流電機控制器類型可以接收來自電機的反饋、檢測錯誤并糾正它們，使值與設定值一致。它們被稱為閉環或反饋控制器。
或者，即使發生故障，開環或非反饋控制器也不會影響這種情況，因為它不會檢測到故障。您可以在不需要自動控制的簡單系統中找到此類控制器。
開環和閉環系統是控制理論的基本概念。根據電子設備的要求或復雜性，您可以實施帶或不帶反饋的控制系統。例如，步進電機可以與開環控制器一起運行。用于高性能應用中精確定位的伺服直流電機控制器是一個閉環系統。
圖中顯示了閉環和開環控制系統的示例。在第一種情況下，機器人的電機控制器接收反饋并根據景觀條件調節速度。在非反饋系統的情況下，電機控制器得不到反饋。因此，機器人的速度在到達平臺時會降低。
展開 汽車專題第七期 |新能源汽車—電機篇（三）
風罩，散熱片，鐵芯，系統阻力，壓力損失（壓降），風速，風量，非定常瞬態simulation
3.Fluent-YKK電機通風散熱CFD分析
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18131
主要內容：講解了 Fluent CFD在YKK電機通風散熱流場仿真中的應用，包括前傾/直葉片內風扇方案對比，后傾外風扇設計；外風路導風筒隔板優化, 冷卻管的橢圓管與圓管對比；冷卻器隔板優化，試驗結果對比；內風路擋風板設計方案對比，溫升實驗測試結果
4.利用Simulink進行電機的磁場導向控制（FOC）算法的設計
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18133
主要內容：利用Simulink進行電機的磁場導向控制（FOC）算法的設計，FOC控制算法廣泛應用于新能源汽車的永磁同步電機的控制
5.電機測試——電功率、機械功率測量、安全可靠的光纖測溫方案
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18136
主要內容：電功率、機械功率、溫度測量、其他物理測量、ECU、自動化和應用系統
6.特斯拉Tesla Model S/X電控系統介紹，電池/三相逆變、電機、IGBT與碳化硅MOS驅動系統
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18147
主要內容：電動汽車驅動系統、直流→三相逆變→三相異步電動機或永磁同步電動機、一臺或者兩臺電機，自由組合。
展開 ansys中為什么轉動電機加上毫無電氣聯系的二極管后磁場受到擾動？
我用場路耦合法建立兩極三相同步發電機模型，并用時步法模擬電機轉動。電機結構如圖1圖2所示，三相繞組所接負載相同。如果開始電路中沒有右上角的二極管時，瞬態求解電機每相感應電壓是正確的（正弦變化，幅值5000V），磁力線分布也是正確的，如圖3，其中氣隙磁密基波幅值約為0.8。
由于最終需要對電機三相繞組電流進行整流，需要繞組與整流橋連接。我先簡化處理，在與電路繞組毫無關系的兩個node間建立二極管模型后，瞬態求解電機每相感應電壓變得很小并且隨著電機轉動不斷減小如圖4，磁力線分布好像也不太對，如圖5，并且顯示磁力線的時候二極管也顯示出來了，二極管中間還多了一根白線，如圖6。 氣隙磁密基波幅值約為0.0008。
二極管跟電路和有限元區域明明沒有關系，為什么會影響電機的電流和磁場呢？敬請高手指教！！敬請版主指教！！
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