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低压永磁同步振动电机的调速

针对自制低压直驱振动电机的驱动要求,低压永磁同步振动电机驱动器原理性样机的设计与研制。通过建立永磁同步振动电机的数学模型,确定驱动原理,设计了低压永磁同步振动电机驱动器的硬件电路和软件系统,研制了原理性样机,然后完成了硬件电路的调试与基本功能测试。并结合自制的低压直驱振动电机,搭建了测试平台,对驱动器控制自制低压直驱振动电机的性能进行了测试。实验证明,本设计成功完成对低压永磁同步振动电机的调速功能,亦能可靠控制自制低压直驱振动电机,基本满足其性能指标要求,证实了设计的可行性。

研究了永磁同步振动电机的数学模型,得出了永磁同步振动电机的磁链、电压、转矩方程。叙述了矢量控制原理,并确定了直轴电流为零的控制策略。研制了驱动器原理性样机。该原理性样机能输出三相交流电流,成功完成对低压永磁同步振动电机电流环,速度环的闭环控制。并能通过上位机对振动电机进行调速。

结合自制的低压直驱振动电机,对原理性样机进行了初步测试。实验证明,驱动器的调速范围为0-150rpm,转速波动率为0.5%,60rpm时输出转矩为2.4Nm,最大输出功率为140W。能可靠控制自制低压直驱振动电机,为进一步研发大间隙直驱振动电机驱动器提供了基础。

针对低压永磁同步振动电机而设计的驱动器,主要目的是为进一步研发“自制大间隙低压直驱振动电机”的驱动器做基础。因此本驱动器在能够完成振动电机驱动控制功能外,还有很多地方需要在今后的工作中改进与完善。为了进一步改善振动电机的动态稳态性能,需要对驱动器的控制算法进行研究,目前采用PID控制算法的情况下,还可以添加前馈控制,鲁棒控制等等。对于驱动器的稳定性以及安全性需要进一步改善,使驱动器能长时间稳定工作,确保它对故障都能做出及时的反应,保护整个系统。针对振动电机大间隙的特点,研发特殊的算法等。



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