selina的博客

电动机，转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动。异步电动机的功率范围从几瓦到上万千瓦，可为汽车及多领域设备提供动力。

永磁电机

电机作为各种电器和机械的动力源，无论在工业应用还是个人项目上，几乎每位工程师和电子爱好者都会接触，可谓小电机大作用，今天我们就一起聊聊电机运动控制算法。

一、DSP与TI

为什么提到电机控制很多人首先会联想到DSP？而谈到DSP控制总绕不过TI，首先DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。该芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，提供特殊的指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。基于DSP芯片构成的控制系统事实上是一个单片系统，因此整个控制所需的各种功能都可由DSP芯片来实现。因此，可以减小目标系统的体积，减少外部元件的个数，增加系统的可靠性。优点是稳定性好、精度高、处理速度快，目前在变频器、伺服行业有大量使用。主流的DSP厂家有美国德州仪器（Texas Instruments，TI）、ADI、motorola、杰尔等其他厂商，其中TI的TMS320系列以数字控制和运动控制为主，以价格低廉、简单易用、功能强大很受欢迎。

二、常见的电机控制算法及研究方法

汽车上配置的转向系统，大致可以分为三类：(1)一种是机械式液压动力转向系统；(2)一种是电子液压助力转向系统；(3)另外一种电动助力转向系统。

一、电动助力转向系统(EPS)

1、英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。

2、主要工作原理：汽车在转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。

电动汽车的心脏——电机，它为汽车提供动力源，新能源汽车已成为当今最具有发展前景的汽车，通过此次的“手术”会有颠覆性的改变。

下面是纯电动汽车测试电机时的整个能量运行单元。静止时的充能过程：能量单向传输，通过电网——直流母线——蓄电池;在运动状态时：能量双向传输由蓄电池——直流母线——负载电机。这时候通过直流母线蓄电池的电能释放出来提供给负载做功，同时有电能回馈的时候会通过直流母线将能量传输给电网，更高效的利用了能源。

纯电动汽车能量结构可分为四个部分：

1、电池充电系统：电池充电系统是将外界的充电桩、充电站等充电装置中的交流电转换为直流电，给纯电动汽车中的蓄电池充电，将电能存储在蓄电池。

2、电机驱动系统：电机驱动系统是纯电动汽车中将蓄电池输出的直流母线电压转化为交流电，并用交流电驱动电机运转，是电动汽车的核心部分。

交流伺服电动机，是将电能转变为机械能的一种机器。交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。交流伺服电动机主要由定子部分和转子部分组成，其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组（其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组）。

交流伺服电动机控制精度高，矩频特性好，具有过载能力，多应用于物料计量，横封装置和定长裁切机上。交流伺服电动机就是两相异步电动机，其定子两相绕组空间互成90°电角度。一相绕组为励磁绕组f，一相为控制绕组k，转子为鼠笼式转子。电机运行时，励磁绕组接单相交流电压Uf，控制绕组接控制电压Uk，两者频率相同。改变控制电压Uk的幅值或相位就可以实现转速控制。

一、交流伺服电动机的特性要求

作为伺服机，交流伺服电机除了必须具有线性度很好的机械特性和调节特性外，还必须具有伺服性：即控制信号电压强时，电动机转速高；控制信号电压弱时，电动机转速低；若控制信号电压等于零，则电动机不转。

电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。

实现机械能到电能的转化我们称为发电机；

然而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。

交流电动机在日常生产的过程中比较常用，尤其是三相异步电动机。因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点，所以大兰电机告诉您它们被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。

三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电动机的电磁转矩之间的关系。

三相异步电动机的电磁转矩用以下三种方法来表示：

1、物理表示法

利用物理表示法能够直接的反映电动机电磁转矩所表达的物理本质，这也充分的说明了电磁转矩与转子电流会反映电磁转矩的作用。

2、参数表示法

参数表示法是对电磁转矩、电源参数、电动参数三者之间关系的表达。此方式可以对参数的变化与电磁转矩对机械工程的影响进行分析。

3、实用表示法

实用表示法是最常用且便于人们记忆的一种方法。能够反映电动机的启动性能和能力的指标是最大转矩与启动的转矩，这两种指标数值越大，表示电动机的性能就越强，启动效果越佳。

如何区分电动汽车操纵稳定性好坏？

一、什么是电动汽车的操纵稳定性？

电动汽车操纵稳定性是指电动汽车在行驶过程中，能抵抗各种外界干扰、遵循驾驶人给定行驶方向稳定行驶的能力。电动汽车操纵稳定性包括操纵性和稳定性。电动汽车操纵性是指电动汽车能够确切地响应驾驶人转向指令的能力；而电动汽车稳定性是指电动汽车抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力，或电动汽车受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力。良好的操纵稳定性是保证电动汽车安全行驶的基础。对于电动汽车来说，操纵稳定性是其高速行驶的生命线。

二、如何评价电动汽车的操纵稳定性的好坏？

电动汽车侧向稳定性是指电动汽车抵抗侧翻和侧滑的能力。电动汽车高速转弯行驶的离心力较大，电动汽车往往沿离心力所指的侧向翻车和滑移。因此，侧向稳定性评价可以在电动汽车转弯行驶时进行。评价时，轿车以中高速度通过弯道，观察轿车是否有漂移或侧滑，车身是否保持平稳。正常时，轿车应能按照预定的弯道行驶，且车身侧倾不太严重。

很多人已经发现了变频器对电机损伤的现象。例如，某水泵厂，近两年来，他的用户频繁报告水泵在保修期内发生损坏的现象。而过去，这个水泵厂的产品质量十分可靠。经过调查，发现这些损坏的水泵都是用变频器驱动的。

变频器的出现为工业自动化控制、电机节能带来了革新。工业生产中几乎离不开变频器，即使在日常生活中，电梯、变频空调也成为不可缺少的部分，变频器已经开始渗入到生产、生活的各个角落。然而，变频器也带来了许多前所未有的困扰，其中损伤电机就是最典型的现象之一。

很多人已经发现了变频器对电机损伤的现象。例如，某水泵厂，近两年来，他的用户频繁报告水泵在保修期内发生损坏的现象。而过去，这个水泵厂的产品质量十分可靠。经过调查，发现这些损坏的水泵都是用变频器驱动的。

尽管变频器损伤电机的现象越来越被人们所关注，但是人们对造成这种现象的机理还不清楚，更不知道如何来预防。本文的目的是解决这些困惑。

变频器对电机的损伤

电动机在启动时需要的电流大概是额定电流的6倍左右。在这样的电流下，电动机会受到比正常工作时更大的冲击，这样的冲击会增加电机的损耗，减少电机的寿命，甚至当电流过大时会对机器内部的其他零件造成破坏。

电机软启动的研究主要是控制三相交流异步电机的启动，通过对三相交流异步电机的使用来实现电机的软启动，对电机的启动和停止提供保护。这样的技术被广泛的应用在工业领域中，工业上用这种技术来取代传统的Y/△启动，取得了不错的效果。

电动机软启动的原理如下：

1、当点击启动时，晶闸管内部的电压逐渐升高，这时的电机会在电压的作用下缓慢的加速运行；

2、当运行的速度达到所需速度时，晶闸管会实现全导通，在这时，点击的电压与额定电压相同，这样既能够实现电机的软启动，又符合机器的机械性能，这样的启动让整个过程能够平稳运行。

1、在这样的情况下，电机在晶闸管的保护下正常运行，让电机受到更小的冲击和损耗，这样就能够显着提高电机的使用寿命，让电机保持良好的工作状态。

三相反并联晶闸管（SCR）能够调节软启动器的电压，是软启动器的调压器，当三相反并联晶闸管接入电路之后，其在电源和电机定子之间起到了一个连接的作用。

依托于传统内燃汽车，采用驱动电机替代原有的内燃机，可形成最为简单的电动汽车电驱动系统。如图1所示，电驱动系统一般由驱动电机、离合器、齿轮箱和差速器组成，这是纯电动汽车传动系统布置的常规形式。在此种形式中，传统内燃机被一组动力电池和一台驱动电机所代替，离合器、变速器和差速器的布置形式与传统内燃机车辆的布置形式一致。其中的离合器和变速器也可以被自动变速器所代替，差速器的功能是通过机械传动使车辆曲线行驶时两侧车轮能够在不同速度下行驶。

由于驱动电机能够在较长的速度范围内提供相对恒定的功率，因此多级变速器可以被一个固定速比减速器所代替，并且离合器也可以省去，即无变速器，其传动形式如图2所示。这种传动系统一方面可以节省机械传动结构的重量和体积，另一方面可以减少由于换档所带来的控制难度。