一驱双控永磁变频门机系统的设计与研究
开题报告(永磁同步伺服电机控制系统设计与实现)
本科毕业设计开题报告题目：基于嵌入式系统的永磁同步伺服电机控制系统设计与实现作者姓名指导教师所在院系信息工程学院专业班级电气0702完成日期2011.03基于嵌入式系统的永磁同步伺服电机控制系统设计与实现1.课题研究的目的和意义研制高性能的永磁同步电动机伺服系统是机电工作者所面临的一项重要任务。
伺服技术是机电一体化技术的重要组成部分，它广泛地应用于数控机床[1]、工业机器人[2]等工厂自动化设备中。
随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对电伺服系统的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。
因此，研究并制造高性能、高可靠性的电伺服系统有着十分重要的现实意义[3]。
2.本课题国内外的研究历史和现状最早对永磁同步电机的研究主要集中在固定频率供电的永磁同步电机运行特性方面，尤其是对稳态特性和直接起动性能方面的研究。
从80年代开始，国外开始对逆变器供电的永磁同步电动机进行研究。
逆变器供电的永磁同步电机[5]与直接起动的永磁同步电机的结构基本相同，但在大多数情况下无阻尼绕组。
无阻尼绕组可以防止永磁材料温度上升，使电机力矩惯量比上升，电机脉动力矩降低等优点。
在逆变器供电情况下，永磁同步电机的原有特性将会受到影响，其稳态特性和暂态特性与恒定频率下的永磁同步电机相比有不同的特点G．R.Slemon等人针对调速系统快速动态性能和高效率的要求，提出了现代永磁同步电机的设计方法，设计出了高效率、高力矩惯量比、高能量密度的永磁同步电动机，使永磁同步电动机伺服驱动性能得到了提高。
D．Nuanin等研制了一种永磁同步电动机矢量控制[4]系统，采用16位单片机8097作为控制器，实现高精度、高动态响应的全数字控制。
永磁同步电动机矢量控制系统转速控制器大多采用比例积分(N)控制。
N控制器具有结构简单、性能良好，对被控制对象参数变化不敏感等优点。
自适应控制技术能够改善控制对象和运行条件发生变化时控制系统的性能。
N．Matsui，J．H．1ang等人将自适应控制技术应用于永磁同步电动机调速系统。
毕业设计(论文)永磁同步电机控制系统的研究
西京学院本科毕业设计(论文) 题目：永磁同步电动机控制系统的研究教学单位：机电工程系专业：自动化学号：0811060109姓名：指导教师：2012年5月摘要在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现，使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能，几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。
永磁同步电动机的最本质特征就是没有机械换向结构，取而代之的是逻辑电路和功率开关线路共同组成的电子换相器，它把直流电逆变成交流电并按一定的次序通入电动机的定子绕组中以产生与定子磁场正交的转子磁场。
在使用中永磁同步电机相比有刷电机有许多的优点，比如：能获得更好的扭矩转速特；性高速动态响应；高效率；长寿命；低噪声；高转速。
本文主要研究了永磁同步电动机调速系统的基本方法，主要内容有永磁同步电机的基本原理，脉宽调速系统的原理和控制方法，在此基础上重点研究了永磁同步电动机的换相控制，并对永磁同步电动机调速系统进行设计。
最后利用MATLAB\Simulink面向电气原理结构图的仿真技术，设计了一个转速单闭环永磁同步电机可逆脉宽调速系统，对其进行仿真，并根据仿真结果分析研究永磁同步电动机。
关键词：调速；PWM控制；永磁同步电动机；仿真AbstractChin-Fe-B permanent magnet materials at lower prices in the 1980s, the permanent magnet synchronous motor can provide the possibility to enter the ordinary civilian market, tens of watts to several hundred watts of permanent magnet synchronous motors in medical devices, instruments instruments, chemicals, textiles and home appliances and other civilian areas debuts.No mechanical change to the structure of the most essential characteristic of permanent magnet synchronous motor is replaced by the electronic commutation logic circuit and the power switching circuit composed of DC reverse into AC power and press a certain sequence which leads to the motor stator winding to produce the stator magnetic field orthogonal rotor field. In the use of permanent magnet synchronous motor compared to the brush motor has many advantages, such as: Can you get better torque speed special; sexual high-speed dynamic response; high efficiency; long life; low noise; high speed. This paper studies the basic method of permanent magnet synchronous motor speed control system, the main content of the basic principle of the permanent magnet synchronous motor, PWM System principles and control methods, on this basis, focuses on the exchange of permanent magnet synchronous motor control, and permanent magnet synchronous motor speed control system design. Last use of MATLAB \ Simulink simulation technology for the electrical schematic block diagram, design speed of a single closed loop permanent magnet synchronous motor reversible PWM System, its simulation and study of permanent magnet synchronous motor according to the analysis of simulation results.Keywords: speed control；PWM control；permanent magnet synchronous motor目录1 绪论 (1)2 永磁同步电动机原理 (2)2.1 永磁同步电动机的概述 (2)2.2永磁同步电动机本体 (3)2.2.1 电动机定子 (3)2.2.2 电动机转子 (4)2.2.3 有关电动机本体设计的问题 (5)2.3 转子位置检测 (6)2.3.1 位置传感器检测法 (6)2.3.2 无位置传感器检测法 (7)2.4 PWM调制技术 (9) (12)2.5.1三相半控电路 (12)2.5.2三相全控电路 (13)永磁同步电机的基本方程 (14)3 永磁同步电机控制系统的设计 (17)3.1主电路供电方案选择 (18)3.2逆变电路的选择 (19)3.3基于MC33035的永磁同步电机调速系统 (19)3.3.1 MC33035永磁同步电机控制芯片 (19)3.3.2基于MC33035的永磁同步电机调速系统设计 (21)4 永磁同步电动机调速系统的MATLAB仿真 (23)4.1 电源、逆变桥和永磁同步电动机模型 (24)4.2 换相逻辑控制模块 (26)4.3 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计 (28)4.4 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 (30)4.4.1 起动，阶跃负载仿真 (30)4.4.2 可逆调速仿真 (33)5 结论 (34)6 致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现，使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能，几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。
永磁同步电机变频调速控制方法研究
永磁同步电机变频调速控制方法研究第一章前言随着社会的发展，电机控制技术的研究和应用越来越受到关注。
永磁同步电机作为一种新型电机，具有高效、低噪音、小体积、高可靠性等优点，被广泛应用于新能源汽车、电动机车、风力发电以及工业自动控制等领域。
而变频调速控制技术则是电机驱动中的核心技术之一，可以改变电机输出的频率和电压，从而实现精准控制。
本文将着重研究永磁同步电机的变频调速控制方法，分别从控制系统结构、控制算法和实验验证三个方面进行探讨，旨在为永磁同步电机的实际应用提供参考。
第二章控制系统结构永磁同步电机的控制系统框图如下图所示：其中，电机控制器、变频器、传感器和计算机组成了整个控制系统。
电机控制器主要负责控制永磁同步电机的转速和电流，实现闭环控制；变频器则是将直流电源转换成交流电源，并可实现变换频率和电压的功能；而传感器主要用于测量电机的实际速度、位置以及转矩等信号，为电机控制提供反馈信号。
在永磁同步电机的控制系统中，最为关键的部分是电机控制器。
电机控制器可以采用矢量控制算法、直接转矢量控制算法、预测控制算法等不同控制算法进行实现。
其中，矢量控制算法具有控制精度高、响应速度快等优点，被广泛应用于永磁同步电机的控制中。
第三章控制算法3.1 矢量控制算法矢量控制算法是在永磁同步电机坐标系中进行控制的一种算法，其核心思想是将三相电压和电流通过变换矢量的方式，转换成两相电压和电流进行控制，从而实现在任意转速下永磁同步电机的控制。
具体来说，矢量控制算法是将永磁同步电机转换成dq坐标系，通过dq坐标系下的电压矢量和电流矢量，实现对电机的精确控制。
该算法不仅控制精度高，而且稳定性好，已经成为永磁同步电机控制中最为常用的方法。
3.2 直接转矩控制算法直接转矩控制算法又称为直接转矩控制算法，它也是在dq坐标系下进行控制的一种算法。
与矢量控制算法不同的是，直接转矩控制算法不需要进行矢量变换，通过直接控制dq坐标系下的电流，控制永磁同步电机的电磁转矩。
永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现
永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现近年来，电动汽车成为了汽车市场的新宠。
而永磁同步电机则成为了电动汽车中最为优秀的一种电机类型。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度、高转速、低噪音、抗干扰等优点，成为电动汽车中主流的驱动电机类型。
本文将重点介绍永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现。
1. 永磁同步电机的原理与分类永磁同步电机是一种同步电机，其工作原理与感应电机类似，但与感应电机相比，永磁同步电机具有更高的效率和更高的功率密度。
永磁同步电机根据转子结构和磁场分布方式的不同，可以分为内转子型和外转子型两种类型。
2. 永磁同步电机驱动系统的组成永磁同步电机的驱动系统由电机驱动器、转子位置传感器、控制器和电源组成。
其中，电机驱动器是永磁同步电机的重要部分，它将电源的直流电转换为交流电，以驱动永磁同步电机运转。
转子位置传感器用于实时检测永磁同步电机的转子位置和速度信息，控制器则根据转子位置和速度信息，计算出电机所需的转矩和电流，并将其输出给电机驱动器控制永磁同步电机的转速和转矩。
电源则为整个系统提供供电，保证系统正常运作。
3. 永磁同步电机驱动控制系统的设计（1）电机驱动器的设计电机驱动器是永磁同步电机驱动控制系统中的核心部分。
常见的电机驱动器包括直接式和间接式两种类型。
其中，直接式电机驱动器具有结构简单、效率高、体积小等优点，被越来越多的厂商所采用。
在永磁同步电机驱动控制系统的设计中，直接式电机驱动器可选择使用三相桥式变流器或NPC(Neutral Point Clamped)逆变器。
三相桥式变流器结构简单，控制方便，是目前应用最为广泛的一种电机驱动器类型；NPC逆变器则由于其更高的效率和更低的谐波含量，被越来越多的厂商所倾向。
（2）转子位置传感器的设计转子位置传感器用于实时检测永磁同步电机的转子位置和速度信息。
常用的转子位置传感器包括霍尔传感器、编码器、绝对值编码器等。
其中，霍尔传感器具有体积小、价格低廉、安装方便等优点，但由于其精度较低，一般应用于电动自行车等简单的应用场合；编码器具有较高的精度和稳定性，广泛应用于电动汽车等高端应用场合。
永磁同步电机伺服驱动器的研究与设计
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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
1
绪 论
1.1 本课题研究的背景和意义
广义的伺服系统就是用来控制被控对象的位置、速度、角度、姿态等状态量， 使之能自动的、连续的、精确的跟随输入给定量任意变化的自动控制系统[1]。自从世 界上第一台伺服系统由美国麻省理工学院辐射实验室于1944年研制成功以来，半个 多世纪中，随着电力电子技术、半导体技术以及电机制造技术的发展，伺服系统也 有了长足的发展，广泛应用于居民生活、工业生产、武器装备制造等领域，成为现 代社会不可或缺的高科技产物。现代的位置伺服系统主要有直流伺服系统和交流伺 服系统两大类。 直流伺服系统，就是采用直流电机作为执行机构的伺服系统。直流伺服系统具 有结构简单，控制方式简单直接，调速范围大，性能好等诸多优点[2~3]，从上世纪70 年代起得到了广泛的应用，一度在伺服领域占据了统治地位。但是由于直流伺服系 统存在着一些固有缺点：如由于使用电刷和换向器换向导致结构复杂、价格昂贵， 而且运行中易产生火花，这些都限制了其应用范围。 交流伺服系统采用的交流电机由于没有换向器结构，所以结构简单，价格便宜， 运行可靠，正好克服了直流伺服系统的种种缺点。同时交流伺服系统具有体积小、 过载能力强、易于维护等诸多优点，所以在各行各业的应用越来越广泛，开始逐渐 取代直流伺服系统。交流伺服系统又分为采用异步电机和永磁同步电机的两大类。 异步电机交流伺服系统由于异步电机转子磁场由感应电流产生，所以存在效率低和 转子容易发热等问题，而永磁同步电机的转子磁场由永磁体产生，无需励磁电流且 恒定不变，所以永磁同步电机交流伺服系统具有节能、易于控制等优点。 永磁同步电机转子的主要制造材料一般采用稀土永磁材料，而我国的稀土永磁 材料储量约占到了全世界储量的80%， 加上近年来国家限制了稀土永磁材料原料的出 口，这使得我国具有了市场话语权与定价权。另一方面，永磁同步电机伺服系统已
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机是一种具有高效率、低噪音和刚性特点的电动机，被广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
为了实现对永磁同步电动机的精确控制，需要设计一个调速控制系统。
永磁同步电动机调速控制系统的设计包括电机模型建立、控制算法设计以及硬件设计等几个方面。
需要建立永磁同步电动机的数学模型。
通过对电机的物理特性进行分析，可以得到电机的动态方程和转矩方程。
然后，利用电机的参数和转矩方程，可以建立电机的数学模型。
需要设计控制算法。
常用的控制算法有卡尔曼滤波、模糊控制和PID控制等。
选择合适的控制算法，并根据电机的数学模型进行参数调整，可以实现对电机的精确控制。
然后，需要进行硬件设计。
硬件设计包括电机驱动电路和控制器的设计。
电机驱动电路负责为电机提供合适的电压和电流，以实现电机的旋转。
控制器负责接收来自传感器的信号，并根据控制算法的输出控制电机驱动电路。
需要进行实验验证和性能评估。
通过实验验证，可以测试控制系统的性能，如控制精度、响应速度和抗干扰能力等。
根据实验结果进行性能评估，并对系统进行改进和优化。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计永磁同步电动机（PMSM）是一种具有高效率、高功率密度和高性能的电动机，它在工业生产和民用领域中得到了广泛的应用。
与传统的感应电动机相比，PMSM具有更高的效率和精密的控制特性，因此在工业生产中受到了越来越多的关注。
为了实现PMSM的精准控制和高效运行，必须设计一套完善的调速控制系统。
本文将针对PMSM调速控制系统的设计进行详细的介绍和分析。
一、PMSM调速控制系统的基本原理PMSM调速控制系统的基本原理是通过调节电动机的输入电压和频率来控制电动机的转速和转矩。
在PMSM中，磁场是由永久磁铁提供的，因此它的转矩与转速呈线性关系，通过调节电动机的输入电压和频率，可以精确地控制电动机的转速和转矩。
PMSM调速控制系统通常由控制器和功率电子器件两部分组成，其中控制器负责生成控制信号，功率电子器件负责调节电动机的输入电压和频率。
1. 精准控制：PMSM调速控制系统需要具有高精度的控制特性，能够实现电动机的精确调速和精密转矩控制。
3. 抗干扰能力强：PMSM调速控制系统需要具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的工作环境中稳定运行。
5. 系统稳定性好：PMSM调速控制系统需要具有良好的系统稳定性，能够长时间稳定地运行，不受外部干扰的影响。
1. 控制器的选择：PMSM调速控制系统的控制器通常选择DSP（数字信号处理器）或FPGA（现场可编程门阵列）作为核心控制单元，这些控制器具有较高的运算速度和精确的控制特性，能够满足PMSM调速控制系统的高精度和快速响应的要求。
2. 传感器的选择：PMSM调速控制系统通常需要选择适合的传感器来实现对电动机转速、转矩和位置的实时监测和反馈，常用的传感器有编码器、霍尔传感器等。
3. 电源模块的设计：PMSM调速控制系统的电源模块需要具有较高的功率密度和高效的功率转换特性，能够为电动机提供稳定的电压和频率输出。
5. 通信接口的设计：PMSM调速控制系统通常需要与上位机或其他设备进行通信和数据交换，因此需要设计适合的通信接口和协议。
变频器控制下的门机系统
变频器控制下的门机系统一、引言随着社会经济不断发展，机械门机的应用也越来越广泛，已经成为了现代化家居的必要设备之一。
而在门机的控制中，变频器控制系统是一种很重要的技术手段，为门机的运行提供了稳定的动力与智能的控制。
本文将对变频器控制下的门机系统进行详细介绍，探讨其应用价值及技术特点。
二、门机的运行控制门机是一种常见的家居设备，它的运行是通过马达产生动力来推动门体的上下移动。
而在门机的控制中，传统的电阻式控制器已经逐渐被淘汰，取而代之的是变频器控制系统。
变频器控制可以根据门机的实际负载情况来动态调整电机的转速，以达到节能、减少损耗、提高精度和可靠性等效果。
其中，变频器是一种能够将交流电源变成可调速的交流电源的电子设备。
通过改变其输出电压和频率，可以实现单相电机和三相电机的调速控制。
三、变频器控制下的门机系统的技术特点1. 稳定性高：随着电机转速的变化，相应的输出电压和频率也在变化，这意味着电机的运行状态能够实时、准确地调整，从而提高门机的稳定性和精度。
2. 省电节能：传统门机采用直接启动，而变频器控制系统可以实现软启动、减速运行等多种方式，有效地降低了启动电流和损耗，达到节能的目的。
3. 可靠性高：变频器控制系统采用了模块化、智能化等先进技术，能够实时监测负载变化，发生故障时能够自动诊断，及时报警并停止运行，保证设备的安全可靠性。
4. 操作简单：变频器控制系统的操作界面直观、简洁，用户可以通过屏幕上的按钮、控制器、传感器等进行操作，实现快速启动、停机、调速等操作。
四、变频器控制下的门机系统的应用价值1. 提高门机的精度和稳定性：变频器控制系统的精度和稳定性高，能够确保门机的平稳运行，提高运行效率。
2. 减少能源消耗：传统门机的直接启动模式会造成较大的起动电流，变频器控制系统可以实现软启动、方向变换等多种省电模式，有效减少能源消耗。
3. 增加门机的寿命：变频器控制系统能够实现软启动、减速停车等多种运行模式，有效降低了电机的损耗和磨损，延长了门机的使用寿命。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计摘要：永磁同步电动机调速控制系统是现代工业中的重要组成部分，它能够实现电动机的高效、精确的调速控制，满足各种工业应用领域的需求。
本文介绍了永磁同步电动机调速控制系统的设计原理和方法，包括永磁同步电动机的原理和特点、调速控制系统的整体构架和关键部件、控制算法和调速策略等内容，并结合实际案例进行了具体分析和验证。
关键词：永磁同步电动机；调速控制系统；整体构架；控制算法；调速策略引言永磁同步电动机由于具有高效、高功率密度、小体积、快速响应等优点，已经成为工业领域中最受欢迎的电动机之一。
它在各种工业应用中得到了广泛应用，如风力发电、电动汽车、机械制造等领域。
永磁同步电动机的调速控制对于其性能和稳定运行至关重要，因此需要设计一个高效、精确的调速控制系统。
一、永磁同步电动机的原理和特点永磁同步电动机由定子和转子组成。
定子上有三相绕组，可以通过变频器提供三相交流电源。
转子上装有永磁体，通过永磁体和定子绕组之间的磁场相互作用来实现电动机的转动。
永磁同步电动机的工作原理是利用永磁体和定子绕组之间的磁场相互作用。
当给定定子绕组施加三相交流电源时，会在定子绕组中产生一个旋转磁场。
而转子上的永磁体也会产生一个恒定的磁场。
当这两个磁场相互作用时，就会产生电动机的转动力矩，从而实现电动机的转动。
永磁同步电动机具有高效、高功率密度、小体积、快速响应等特点。
它具有高效，因为永磁体本身具有较高的磁能密度，可以在较小体积内产生较大的磁场，从而实现高效的能量转换。
它具有高功率密度，因为永磁体本身具有较高的磁能密度，可以在较小体积内产生较大的磁场，从而实现高功率输出。
它具有小体积，因为永磁体本身具有较高的磁能密度，可以在较小体积内产生较大的磁场，从而实现小型化设计。
它具有快速响应，因为永磁同步电动机的转子上装有永磁体，可以实现快速响应和高动态性能。
1.调速控制系统的整体构架永磁同步电动机调速控制系统通常由传感器、控制器、功率器件等部件组成。
永磁同步电机控制系统的
03
永磁同步电机控制策略
Chapter
矢量控制策略
总结词
矢量控制是一种广泛应用于永磁同步电机控制的高 效控制策略，通过将电流分解为两个正交分量，实 现转矩和磁通的控制。
详细描述
矢量控制的核心思想是将三相电流分解为两个正交 分量，即直轴电流和交轴电流。通过控制这两个分 量，可以独立控制电机的转矩和磁通，从而实现高 性能的电机控制。
02
永磁同步电机控制系统
Chapter
永磁同步电机控制系统的组成
01
控制器
用于发出控制指令， 以控制电机的转速和 扭矩。
02
驱动器
将控制器发出的指令 转化为电机的实际运 转。
03
传感器
检测电机的转速、位 置和电流等参数，反 馈给控制器。
04
电源
为整个系统提供电力 。
永磁同步电机控制系统的原理
通过控制器控制驱动器，使电机按照预设的转速和扭矩运 转。
发展
随着电力电子技术、微处理器技术和控制理论的发展，永磁 同步电机的性能不断提高，应用领域也不断扩大。
永磁同步电机的基本结构
01
02
03
定子
定子是电机的固定部分， 主要由铁心、绕组和机壳 组成。
转子
转子是电机的旋转部分， 主要由永磁体、导磁体和 转轴组成。
控制器
控制器是电机的控制系统 ，主要由电力电子器件、 微处理器和传感器组成。
Chapter
永磁同步电机控制系统的发展趋势与展望
要点一
总结词
要点二
详细描述
永磁同步电机控制系统在新能源领域具有广泛的应用 前景。
永磁同步电机毕业设计--永磁同步电动机的电磁设计与分析[管理资料]
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永磁同步电动机的电磁设计与分析摘要永磁同步电动机（PMSM）是一种新型电机，永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而具有效率高，功率因数高，转矩惯量大，定子电流和定子电阻损耗小等特点。
本文主要介绍永磁同步电动机（PMSM）的发展背景和前景、工作原理、发展趋势，以异步起动永磁同步电动机为例，详细介绍了永磁同步电动机的电磁设计，主要包括额定数据和技术要求，主要尺寸，永磁体计算，定转子冲片设计，绕组计算，磁路计算，参数计算，工作特性计算，起动性能计算，还列举了相应的算例。
还通过Ansoft软件的Rmxprt模块对永磁同步电动机了性能分析，得出了效率、功率、转矩的特性曲线，并且分别改变了电机的三个参数，得出这些参数对电机性能的影响。
又通过Ansoft软件Maxwell 2D的瞬态模块对电机进行了仿真，对电机进行了磁场分布计算，求出了电流、转矩曲线和电机的磁力线、磁通密度分布图。
关键词永磁同步电动机；电磁设计；性能分析The design of Permanent-MagnetSynchronous MotorAbstractPMSM (Permanent-Magnet Synchronous Motor) is a new type of motor, which has the advantages of simple structure, small volume, light weight, low loss, high efficiency. Compared with the DC motor, it has no DC motor commutator and brush. Compared with the asynchronous motor, because it does not require no power excitation current, It has the advantages of high efficiency, high power factor, large moment of inertia, stator current and small stator resistance loss .The paper mainly introduces the PMSM's development background and foreground, working principle, development trend, taking asynchronous start permanent magnet synchronous motor as an example, it introduces in detail the electromagnetic design of PMSM, that mainly includes the rated data and technical requirements, main dimensions, permanent magnet calculation, rotor and stator punching, winding calculation, magnet circuit calculation, parameters calculation, performance calculation, calculation of starting performance , and also lists the revevant examples. We aslo can analyse the performance of PMSM through the Rmxprt module of Ansoft software and conclude that the characteristic curve of efficiency, power, torque. By changing two parameters of the motor, I get the optimal scheme of the motor. Through transient module of Ansoft software Maxwell 2D to simulate the motor parameters, the magnetic field distribution of the motor is calculated, I can be obtained the curves of the current and the torque, the distribution of magnetic line of force and the distribution of magnetic flux density.Keywords PMSM; Motor design; Performance analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)课题背景 (4)永磁电机发展趋势 (5)本文研究主要内容 (6)第2章永磁同步电动机的原理 (7) (7)永磁材料的概念和性能 (7)钕铁硼永磁材料 (8) (9)转速和气隙磁场有关系数 (9)感应电动势和向量图 (10)交直轴电抗及电磁转矩 (12)小结 (13)第3章永磁同步电动机的电磁设计 (14)永磁同步电机本体设计 (14)永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标 (14)定子冲片和气隙长度的确定以及定子绕组的设计 (15)转子铁心的设计 (16) (18)额定数据及主要尺寸 (18)永磁体及定转子冲片设计 (19)绕组计算 (23)磁路计算 (26)参数计算 (29)工作特性计算 (33)起动特性计算 (37)小结 (41)第4章永磁同步电动机的性能分析及磁场分析 (42)永磁同步电动机的性能分析 (42)永磁同步电动机性能曲线 (42)重要参数的变化对性能的影响 (44)永磁同步电动机的磁路分析 (46)永磁同步电动机的模型 (46)在Ansoft Maxwell 2D 中运行后的结果图 (47)小结 (52)结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)附录A (56)第1章绪论课题背景永磁同步电动机（PMSM）具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。
永磁同步电机在电梯门机系统中的应用研究-开题报告
[1]倪丽琴．基于直接转矩控制的电梯门系统设计[D]．大连:：大连理工大学，2005．
[2]王晓明．电动机的DSP控制[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2009．
[3]T．G．Habetler，R．G．Harley．Power electronic converter and system control[J]．Proceedings of the IEEE，2001，89（6）：913-925．
（2）重点研究内容：
第一，永磁同步电机低速抖动的分析
第二，永磁同步电机的控制理论与新驱动算法
第三，电梯门机控制系统硬件部分的设计
第四，电梯门控制系统软件部分的设计
（3）实现途径
选用永磁同步电机作为电梯门机系统的门电机，通过分析空间矢量控制理论，总结出电机旋转一周的六个扇区的PWM波形图，提出一种新的驱动算法，来简化原有的永磁同步电机复杂的驱动算法。采用LPC1752作为控制电路的处理器，能够满足新驱动算法所需的运算速率，降低了处理器的成本；采用PS21865作为永磁同步电机的控制芯片，通过接收6路PWM信号，输出合适的三相交流电，驱动永磁同步电机良好的运行；电路中加入多种保护电路，能保证电梯门机控制电路工作的安全性和可靠性。
（1）课题任务：
本课题首先根据电梯门机系统的国内外发展现状，选用永磁同步电机作为电梯门机系统的门电机，通过分析空间矢量控制理论，总结出电机旋转一周的六个扇区的PWM波形图，提出一种新的驱动算法，来简化原有的永磁同步电机复杂的驱动算法。其次，针对永磁同步电机低频运行时的抖动问题，提出几种改进方式，能够减少永磁同步电机低频运行时的抖动现象。本课题针对电梯门机系统，设计出一套硬件控制电路，采用LPC1752作为控制电路的处理器，能够满足新驱动算法所需的运算速率，降低了处理器的成本；采用PS21865作为永磁同步电机的控制芯片，通过接收6路PWM信号，输出合适的三相交流电，驱动永磁同步电机良好的运行；电路中加入多种保护电路，能保证电梯门机控制电路工作的安全性和可靠性。根据电梯门机系统的硬件电路和控制策略设计出一套软件程序，能够配合硬件电路，使电梯门机系统安全可靠的运行。最后，对电梯门机系统进行现场试验测试，电梯层门和轿厢门能在永磁同步电机的拖动下安全可靠的运行，结果表明此新的驱动算法实施的有效性、可靠性。
变频调速永磁同步电动机的设计
变频调速永磁同步电动机的设计随着科技的不断发展，变频调速技术日益成为工业领域中重要的节能技术之一。
变频调速技术通过改变电源频率，实现对电动机的速度控制。
在众多类型的电动机中，永磁同步电动机因其高效、节能、高精度控制等优点，逐渐得到广泛应用。
本文将探讨变频调速永磁同步电动机的设计方法。
变频调速技术主要通过改变电源频率来改变电动机的转速。
根据异步电动机的转速公式 n=f(1-s)/p，其中n为转速，f为电源频率，s为转差率，p为极对数，可知当f改变时，n也会相应改变。
变频调速技术具有调速范围广、精度高、节能等优点，被广泛应用于各种工业领域。
永磁同步电动机是一种利用永磁体产生磁场的高效电动机。
其特点如下：效率高：永磁同步电动机的磁场由永磁体产生，可降低铁损和额定负载下的铜损，从而提高效率。
节能：由于其高效率，永磁同步电动机在长期运行中可节省大量能源。
调速性能好：永磁同步电动机的转速与电源频率成正比，因此可通过变频调速技术实现对电动机的速度精确控制。
维护成本低：永磁同步电动机结构简单，故障率低，维护成本相对较低。
变频调速永磁同步电动机的设计原则是在满足额定负载要求的前提下，尽可能提高电动机效率，同时确保调速性能优越。
为此，设计时需考虑以下几个方面：(1)优化电磁设计：通过合理选择永磁体的尺寸和位置，以及优化定子绕组的设计，降低铁损和铜损。
(2)转子结构设计：保证转子的强度和稳定性，同时考虑散热问题，防止因转子故障导致电动机损坏。
(3)控制系统设计：选择合适的控制算法和硬件设施，实现对电动机速度的精确控制。
(1)明确设计需求：根据应用场景和负载要求，确定电动机的功率、转速、电压、电流等参数。
(2)选择合适的永磁材料：根据需求和市场供应情况，选择合适的永磁材料，如钕铁硼等。
(3)设计定子结构：根据电磁负荷要求，设计定子的槽数、绕组形式等结构参数。
(4)优化转子设计：根据强度和稳定性要求，设计转子的结构形式，选择合适的材料和加工工艺。
永磁同步机变频调速系统
2023-11-08•永磁同步机概述•变频调速系统概述•永磁同步机变频调速系统的工作原理•永磁同步机变频调速系统的性能分析•永磁同步机变频调速系统的优化设计目•永磁同步机变频调速系统的实验验证录01永磁同步机概述定义：永磁同步机是一种基于永磁体励磁的同步电机，具有高效、节能、低噪声、高可靠性等特点。
特点高效节能：采用永磁体励磁，减少了励磁电流的消耗，提高了电机的效率。
低噪声：由于没有励磁电流的振动和噪声，所以运行时低噪声。
高可靠性：永磁同步机没有易磨损的机械部件，因此具有较长的使用寿命和较高的可靠性。
调速范围宽：永磁同步机可以通过控制励磁电流来调节电机的转速，从而实现宽范围的调速。
永磁同步机的定义与特点转子上安装有永磁体，形成磁场。
转子结构定子上有三相绕组，通过三相电流产生旋转磁场。
定子结构气隙是转子和定子之间的间隙，通过调整气隙的大小可以调节电机的气隙磁场。
气隙结构永磁同步机广泛应用于各种工业领域，如数控机床、塑料机、压缩机、纺织机等。
工业领域在新能源领域，永磁同步机被广泛应用于风力发电、太阳能发电等系统中，作为发电机或电动机使用。
新能源领域随着电动汽车的普及，永磁同步机在电动汽车的动力系统中得到了广泛应用。
电动汽车领域02变频调速系统概述变频调速系统的定义变频调速系统是指通过改变电源频率的方式，实现对电动机的调速控制。
变频调速系统的原理通过改变电源频率，可以改变电动机的转速，从而实现调速控制。
变频调速系统主要由变频器、电动机、控制器等组成。
变频调速系统的定义与原理根据变换方式的不同，变频调速系统可分为交-直-交变频器和交-交变频器两种。
其中，交-直-交变频器又可分为电压型和电流型两种。
变频调速系统的分类变频调速系统具有调速范围广、精度高、节能效果好、控制灵活等特点。
变频调速系统的特点变频调速系统的分类与特点变频调速系统的应用范围电力、冶金、化工、造纸、建材等行业的风机、水泵、压缩机等设备的调速控制。
一种双永磁电机的门机控制器[发明专利]
![一种双永磁电机的门机控制器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e68aa7d9b90d6c85ed3ac681.png)
专利名称：一种双永磁电机的门机控制器专利类型：发明专利
发明人：李慧勋,盛建豹,吴达彪
申请号：CN201611152121.3
申请日：20161214
公开号：CN106629354A
公开日：
20170510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及的一种双永磁电机的门机控制器，属于电梯控制领域。
它包括门机控制器，用于驱动门机动作的驱动系统和编码器，所述驱动系统包括第一同步电机和第二同步电机，所述第一同步电机和第二同步电机分别通过控制电路与门机控制器连接，所述门机控制器具有DSP控制芯片，所述控制电路包括连接在DSP芯片上的电压检测电路、电流检测电路、过流保护电路、驱动电路和与编码器连接的位置检测电路，所述第一同步电机和第二同步电机分别通过滤波电路与电源连接。
本发明的有益之处是：体积小，安装方便，开关门曲线高速平稳，开关门时间都小于2S，使高速电梯可以更加高效。
申请人：杭州法维莱科技有限公司
地址：311106 浙江省杭州市杭州钱江经济开发区南公河路1号3幢101室
国籍：CN
代理机构：常州市维益专利事务所(普通合伙)
代理人：赵枫
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永磁同步电机的控制系统设计探析
永磁同步电机的控制系统设计探析摘要：由于使用场合的特殊性，电梯驱动用电机应该具有振动小、噪声低、起动电流小、有足够的起动转矩和运行平稳等性能要求。
永磁同步电机具有转矩纹波小，转速平稳，动态响应快速准确，过载能力强等优点，不仅能满足以上要求，而且可以显著提高功率因数，降低损耗，提高效率，长期运行，可以起到降本增效的作用。
在人类历史的发展过程之中，能源的开发与利用一直都是大家所关注的问题。
我们日常的生活和生产都是由能源来带动的，传统的能源包括了煤和石油等，新型的能源也有风能以及太阳能等新能源。
在现在拥有的这些能源的基础之上，我们还应该积极的探索和开发新的能源，并且不断的提升对新能源的利用程度。
在这些现在可以利用的能源之中，我们对于电能的应用是最为广泛的，技术也是最为成熟的。
电能的广泛应用是在电动机以及发电机之中，怎样将电能转化成为我们所需要的能量，就成为了这项技术的发展的应用关键。
本文通过对于电能在电动机之中的应用问题以及现状的探讨，对我国未来的能源应用提出了一些建议，希望对于本行业的提高有一定的帮助。
关键词：永磁同步电机应用系统科研策略1 前言我国的经济和科技在不断的发展提升，对于电能的提取和应用现在也是有了非常高的技术水平。
我国对于电能的应用主要是集中在了对于电机的控制之上，电机的控制以及频率的调节问题就是关键性的技术问题，随着研究的不断深入，我国的电机控制也变成了一门独立的学科，是我国最重要的实际应用技术之一。
在电机的多种类型之中，最常见的也是比较有优势的就是永磁同步电机。
目前我国的电动机的形式以发展永磁同步电机为主，同时还有很多的结构形式，为永磁同步电机的发展提供了一个新的发展方向。
2 永磁同步电机的特点根据相关的电流以及一些电子方面的知识，再加上世界上第一台电磁电机的出世，我国自主研发了永磁同步电机。
电机的内部构造是通过进行磁场的转换来促进电流的产生，也就是磁体的性能的产生和激发作用。
但是在我国的制作初期，当时所采用的一些的材料还是比较落后的，不能够产生足够量的磁性，后来就将这些材料命名为传统意义上的电磁材料，在应用之中的范围被大大的缩减。
一种新型的基于永磁同步电机的门机控制系统的开题报告
一种新型的基于永磁同步电机的门机控制系统的开题报告1. 研究背景门机在现代物流、制造业和物流仓储等行业中起着重要的作用。
目前市场上主流的门机控制系统多采用变频技术的交流异步电机，其缺点是效率低、噪音大、易损坏、维护成本高等。
随着永磁同步电机技术的发展，越来越多的研究将其应用在门机控制系统中。
与传统交流异步电机相比，永磁同步电机具有高效率、低噪音、高精度和低维护成本等优点，可以有效提升门机控制系统的性能和可靠性。
2. 研究目的和意义本项目旨在研究一种基于永磁同步电机的门机控制系统，优化门机性能和可靠性，降低维护成本，提高门机系统的能效，具有重要的理论和应用价值。
同时，本项目还将研究永磁同步电机控制算法、系统控制结构、通信协议和动态仿真模型等多个方面，为门机系统的研究提供更加完整的解决方案。
3. 研究内容本项目将围绕以下几个方面展开研究：（1）永磁同步门机电机控制算法研究：研究永磁同步电机的调速控制算法，包括基于矢量控制和直接转矩控制的算法，优化门机调速控制性能。
（2）门机系统控制结构研究：设计门机系统的控制结构，在控制器、控制电路、传感器和永磁同步电机之间建立良好的协调关系，实现门机调速、定位和故障保护功能。
（3）通信协议设计：研究门机系统与上位机之间的通信协议，实现门机系统状态的远程监控和控制。
（4）动态仿真模型构建：基于MATLAB/Simulink软件，建立门机系统的动态仿真模型，验证门机系统控制算法的有效性、准确性和鲁棒性。
4. 预期成果（1）设计出一种基于永磁同步电机的门机控制系统，开发门机驱动硬件和控制器软件，实现门机调速、定位和故障保护功能。
（2）提出一种基于矢量控制和直接转矩控制的永磁同步电机调速控制算法，优化门机调速控制性能。
（3）设计门机系统与上位机之间的通信协议，实现门机系统状态的远程监控和控制。
（4）基于MATLAB/Simulink软件，建立门机系统的动态仿真模型，验证门机系统控制算法的有效性、准确性和鲁棒性。
永磁同步电动机调速控制系统的设计和研究的开题报告
永磁同步电动机调速控制系统的设计和研究的开题报告
一、选题背景与意义
随着现代智能制造技术的不断进步，电动机已成为广泛应用于工业生产领域的重要设备。
其中，永磁同步电动机凭借其高效、精度高、动态响应快等优势，已逐渐成为电力驱动系统中的重要位置，因此对其调速控制系统进行深入研究，对于提高永磁同步电动机的应用水平，具有十分重要的意义。
二、研究内容和方法
本课题的研究内容主要是永磁同步电动机调速控制系统的设计与研究。
首先，需要对永磁同步电动机的电气特性进行深入分析，并选择合适的控制算法，以实现永磁同步电动机的高效、快速、准确的调速控制。
其次，需要设计电源模块、控制模块及驱动模块，搭建出具有良好性能的永磁同步电动机调速控制系统。
最后，需要通过各种测试和实验验证调速控制系统的性能及可靠性等方面，确保其具有良好的工程应用价值。
三、预期目标及意义
本课题旨在实现永磁同步电动机调速控制系统的设计及研究，重点探究永磁同步电动机的永磁实现方式、调速控制及应用等方面，提高永磁同步电动机的运行效率和系统稳定性。
通过本课题的研究，可为工业自动化及动力系统领域的发展与应用提供依据，具有很强的理论及实践应用性。
基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的设计的开题报告
基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的设计的开题报告一、选题的背景及意义在现代楼宇设施中，电梯是必不可少的交通工具，它在人们工作、生活和出行中都扮演了不可替代的角色。
其中电梯门机作为电梯中一个不可缺少的部分，它的开闭动作不仅影响着乘客的乘坐体验，同时对电梯的安全性能以及使用寿命具有至关重要的影响。
而如何保证电梯门的开关动作更加平稳、安全、快捷是门机开发者不断探索的方向。
当前大多数电梯门机采用单相异步电机作为驱动电机，其缺点是启动、制动曲线不易调节、效率低等。
由此，许多门机制造商转向采用永磁同步电机，这种电机具有的优点包括：高效、高功率和高转矩密度、响应时间短、精确者控制等。
利用数字信号处理器（DSP）实现永磁同步电机的控制，可以有效地调节电机运行速度、角度和转矩等参数，从而使门机的开关动作更加平稳、安全、快捷。
同样，为方便门机用户进行各种电梯调用操作，现代电梯门机还普遍采用人机交互技术，使门机与电梯调度控制器之间实现高效的协作，确保电梯运行的高效、稳定和安全等。
因此，本课题的研究意义在于挖掘永磁同步电机在电梯门机中的应用潜力，通过DSP控制电机实现电梯门的精准、高效控制，以进一步提升电梯智能化控制水平，为楼宇交通运输提供更加高效、安全和舒适的服务。
二、研究对象和主要内容研究对象：基于DSP控制技术的永磁同步电梯门机控制系统。
主要研究内容：1.研发永磁同步电机驱动模块。
设计永磁同步电机控制器，进行嵌入式软、硬件设计，实现门机对永磁同步电机的驱动和控制，以及电机的保护功能。
2.研究电梯门机传感器技术及人机交互技术。
利用多种传感器实现门机的门扇控制、电梯超时保护、撞板检测、安全光幕检测等功能，并通过人机交互技术实现门机与电梯调度控制器的高效协作。
3.研究控制算法的优化。
根据电梯门机运行特性和永磁同步电机的特点，优化门机的开机过程、制动和闭合过程等控制算法，提高电梯门机的性能和稳定性。
4.研究电梯门机控制系统的可靠性设计。
自动门用永磁无刷直流电动机设计及驱动控制研究的开题报告
自动门用永磁无刷直流电动机设计及驱动控制研究的开题报告一、背景随着现代化生活的发展，自动门在商业、办公、医疗等领域得到了广泛应用。
相对于传统的手推门，自动门具有方便快速、更加卫生、更为安全的特点，能够满足现代人们追求高效率、舒适的要求。
自动门所使用的电动机是实现门体自动开启、关闭的关键设备之一，因此，对于电动机的设计及驱动控制研究至关重要。
二、研究内容本论文将主要围绕自动门用永磁无刷直流电动机的设计及驱动控制研究展开，其具体内容包括：1、自动门运行特点分析：从电动机驱动的角度出发，分析自动门运行过程中的特性，包括门体惯性、运动速度、负载扭矩等因素的影响。
2、无刷直流电动机特点分析：对无刷直流电动机的原理进行深入解析，探讨其与永磁体的结合，在转子磁场、稳态压降以及电子元器件控制方面的特点和优势。
3、电动机参数设计与优化：根据自动门的运行特点，选取适当的电动机类型和参数，通过参数优化得出最佳的电动机性能参数。
4、电动机驱动控制系统设计：设计电动机驱动控制系统，包括驱动电路、控制芯片，简化控制器的设计和软件开发，使其实现更加简单有效。
三、意义与预期目标自动门用永磁无刷直流电动机设计及驱动控制研究的意义在于：1、提高自动门的效率：通过合理设计电动机参数，提高电动机效率，从而使自动门运行更加顺畅高效。
2、提高自动门的可靠性：使用永磁无刷直流电动机，其稳定性和寿命更高，可以提高自动门的可靠性。
3、减少能源消耗：使用永磁无刷直流电动机，可以有效降低能源的消耗，符合环保理念。
预期目标：1、构建自动门用永磁无刷直流电动机的实验平台，验证电动机的性能参数。
2、设计合适的电动机驱动控制系统，控制电动机转速、转向等参数。
3、通过实验和数据分析，得出最佳的电动机设计选项，实现自动门的高效、可靠、节能运行。
四、研究方法与实验方案本论文采用理论研究与实验研究相结合的方式，包括：1、基于理论分析的电动机参数设计。
2、基于仿真软件的电动机驱动控制系统设计。
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第36卷第3期2019年3月机电工程Journal of Mechanical ＆Electrical EngineeringVol．36No．3Mar．2019收稿日期：2018－10－01基金项目：2019年度浙江省重点研发计划项目（2019C 03100）作者简介：姚云峰（1985－），男，浙江杭州人，主要从事机电类特种设备电梯门机方面的研究。
E-mail ：398580973@QQ．com DOI ：10．3969/j．issn．1001－4551．2019．03．020一驱双控永磁变频门机系统的设计与研究*姚云峰，罗伟良，王宇，潘健勇（杭州市特种设备检测研究院，浙江杭州310015）摘要：针对国内高速电梯市场缺少与其匹配的高端门机的问题，通过对国内外电梯门机控制技术以及永磁同步技术的研究，研发了一款匹配高速梯甚至超高速梯的高端门机系统。
采用了数字芯片和智能功率模块作为主电路的门机控制器硬件；采用了空间矢量脉宽调制技术，得到了门机运行曲线及永磁同步电机定位角学习方法，实现了双电机协同工作及单电机切换；描述了总体机械设计方案；通过实验测绘出了门机实际运行曲线并对运行曲线进行了分析。
研究结果表明：该门机系统方案设计合理，运行可靠，不仅开关门时间大大缩短，电梯的使用效率明显提升，而且门机运行曲线更佳。
关键词：一驱双控；门机控制器；空间矢量脉宽调制；交叉耦合同步中图分类号：TH39；TP24文献标志码：A文章编号：1001－4551（2019）03－0327－06Permanent magnet variable-frequency door system by one driver dual controlYAO Yun-feng ，LUO Wei-liang ，WANG Yu ，PAN Jian-yong（Hangzhou Special Equipment Inspection and Ｒesearch Institute ，Hangzhou 310015，China ）Abstract ：Aiming at solving the shortage of the advanced door system ，which is suitable for the high-speed elevator in the domestic market ，with the research of the permanent magnet synchronous technology and the door control system in domestically and internationally ，it was pro-posed to develop an advanced door-motor system which was used for the high-speed elevator or the super-high-speed elevator．The digital chip and intelligent power module were used as the main circuit for hardware controller of the door system．The space vector pulse width modula-tion （SVPWM ）were applied to get the door-motor running curve and learning method about the positioning angle of the permanent magnet synchronous motor ，the two motors working together and the single motor switching．The concerning system design on mechanism was de-scribed．The door system actual running curve could be surveyed and analyzed though the experiments usage significantly．The results indi-cate that this door system is reliable and meet the original aim．It shorten the time of opening and closing the door ，enhance the efficiency of elevator usage ，and the running curve is more graceful quieter smoother and safer．Key words ：one-drive dual control ；door control system ；SVPWM ；cross-coupling synchronization0引言人们通常将最高运行速度大于2．5m /s 的电梯称为高速梯，将最高运行速度大于6．0m /s 的电梯称为超高速电梯，电梯运行的最高速度每隔几年就会被打破，现阶段国内运行最快的电梯最高速度达到21m /s［1］。
人们在关注电梯运行速度越来越快的同时却很少关注与乘梯人员接触最多也是动作最频繁开关的门系统的运行速度。
这就造成在国内应用于高速电梯上的开关门系统的不完善。
在高速电梯上使用的门系统要求：可以适应高层建筑的土建，抵挡高速运行时的风压影响，能够拖动重载的门板，能够适应电梯的高速运行，具备开关门时间要求短、效率要求高、噪音要求低、门板需要更加坚固等特性。
一般高速电梯上采用的普通门系统，会给高速电梯带来性能乃至安全性上的影响，鉴于目前国内市场上缺乏此种产品，所以研究和开发一套性能优良、可靠安全、运行曲线优美的高端门系统意义巨大［2］。
现阶段，主流门机大多数采用变频变压调速技术。
市场上的门机控制变频装置几乎全面实现了数字化控制［3］。
采用数字信号处理能够实现快速运算和高精度控制，可以得到良好的电流波形，大幅度缩短扫描时间。
数字化的控制技术是静止变频装置的核心技术。
变频主电路大多数采用智能功率模块IPM（intelligent power module）为主，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用［4］。
本研究通过对国内外电梯门机控制技术以及永磁同步技术进行研究，研发一款匹配高速梯甚至超高速梯使用的高端门机系统。
1开关门时间要求对于门机来说开关门时间是一个非常重要的指标，开关门时间越短，电梯运行的效率越高。
在综合了GB/T10058—2009《电梯技术条件》3．3．4的开关门时间要求、门机生产商的企业标准的开关门时间要求，以及调研国外高速梯匹配门机的运行时间后，得出一驱双控永磁变频门机开关门时间设计要求。
开关门时间如表1所示［5］。
表1开关门时间比较开门宽度B/mm GB/T10058－2009《电梯技术条件》要求开关门时间/s最短开门时间最短关门时间一驱双控永磁变频门机开关门时间/s最短开门时间最短关门时间≤8003．23．21．31．9 800＜B≤10004．04．01．52．0 1000＜B≤11004．34．31．62．2 1100＜B≤13004．94．91．82．4 1300＜B≤1400协商确定协商确定2．02．5在开门的过程中，不存在人员被夹的风险，因此开门时间设计尽量短。
在关门的过程中，因存在人员进出轿厢被夹或者撞击的风险，要将关门时间设计得相对长一些。
2门机理论运行曲线及信号在满足快速性、平稳性以及舒适性的前提下，本研究综合各种因素得出了门机理论开关门曲线［6］，如图1所示。
图1门机理论开门曲线及信号纵坐标—门机运行速度;横坐标—门机运动行程;O 点—关门到位极限点，此点没有速度，只有一个维持关门状态的堵转力矩;OA—开门加速段，加速过程中采用圆弧段来过渡，减少冲击;AB—开门均速段，在此区段内电机以设定的最高速度运行;BC—开门减速段，采用减速圆弧段来过渡，使门机减速过程圆滑;C点—开门到位极限点，此点没有速度，只有一个维持开门状态的堵转力;开门、关门信号—系统给门机控制信号，开门到达信号和关门到达信号为门机控制器反馈给系统的信号，黑色表示信号持续有效门机理论关门曲线与开门曲线类似，这里就不再赘述。
该曲线运行效率高，各速度突变段采用加速圆角过渡，曲线更加平滑，最大限度地减小电机加减速时对整个电梯门机系统的机械冲击，大大降低运行过程中的噪音。
门机理论开关门曲线是整个门机设计的核心，最终的设计成果检验也是在设计的开关门时间内能够实现理论开关门曲线为依据。
3门机控制器设计普通门机采用单个控制器控制单台电机来实现开关门，拖动的最大载重量有限，不能拖动最大负载为320kg的门板，在规定的时间内完成开关门动作。
仅采用单台电机设计方案会造成需要采用更大功率的电机及门机控制器，相应的电机体积也会增加。
因此，本设计采用一个门机控制器驱动两台电机方案。
输入指令接收、运行状态反馈、编码器位置信号处理、门机运行曲线分析等都需要通过门机控制器来完成，因此门机控制器是整个一驱双控永磁变频门机的关键。
门机控制器硬件结构如图2所示。
·823·机电工程第36卷图2一驱双控永磁变频门机控制器硬件结构框图控制系统包括以三菱公司的智能功率模块IPM 作为核心的变频主电路，以TI公司的DSP作为控制芯片的主控电路、驱动电路、电压检测电路、电流检测电路等。
本研究在设计结构框图时对每个电机都增加了电流检测以及速度/位置检测两路反馈信号，形成闭环控制系统，使门机能够快速响应负载与速度的变化。
同时，本研究还增加了人机交互模块、电压电流检测模块。
本研究选取霍尔电流传感器来检测电机定子V 相和W相电流信号，利用三相电流对称公式计算出U相电流。
电机转子位置检测采用磁感应编码器，经过控制算法得到PWM驱动信号，控制永磁同步电机。
3．1部分软件设计整个门机需要完成包括开关门速度曲线计算、永磁同步电机自定位、门宽自学习、故障检测与处理、外部通讯等功能。
门机面向的是高速梯，因此对门机运行速度的实时性要求很高。
门机控制采用TI公司的DSP芯片MS320F2812，该芯片内部集成有PWM模块、AD模块、多个定时器等［7］。
3．1．1开关门速度控制电梯门机系统的设计要求是：门机控制器需要有一个性能优异的速度切换曲线。
门机运行曲线的实现采用与电梯运行曲线类似的原理，将速度曲线分为7段，即启动圆角段、加速段、加速圆角段、均速段、减速圆角段、减速段、停止圆角段。