技术
摘要：永磁同步电机的定子磁链观测技术是实现直接转矩控制的基础。传统的电压模型定子磁链观测器中存在着直流偏置、积分饱和等问题，因此本文采用改进的二阶广义积分器(improved second-order generalized integrator, ISOGI)代替电压模型中的纯积分器，进而得到一种改进的基于ISOGI的定子磁链观测器。与传统的电压模型定子磁链观测器相比，该观测器有效提高了定子磁链的观测精度。仿真和实验结果表明基于ISOGI的定子磁链观测器是可行的。
<strong>引言</strong>
永磁同步电机因其结构简单、维护成本低、效率高等优点而在风力发电、电动汽车驱动等领域得到广泛应用。
交流异步电动机的转速与谁有关?
为了弄清楚交流异步电动机的转速与哪些因素有关，这里再将异步电动机的工作原理介绍一遍：
首先，异步电动机的定子绕组接通三相电源后，由于三相电源的相与相之间的电流在相位上相差120°，而且定子中的三个绕组在空间方位上也互差120°，这样，定子绕组就会产生一个旋转磁场。
其次，定子绕组产生旋转磁场后，转子导条(笼条或绕组)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，进而产生转子感应磁场。在楞次定律的作用下，转子就会跟着定子旋转磁场同方向转动，并且转子的转速低于定子旋转磁场的转速2%~5%，也就是说转子的速度比定子旋转磁场的转速慢一些。如果假设转子与定子旋转磁场的转速差为s，那么：
异步电动机转速=转子转速=定子旋转磁场转速×(1-s)
<strong>摘要</strong>
重点介绍高性能车用永磁电机驱动系统中的高功率密度车用电机控制器、广域高效混合励磁电机和全数字化高性能电机控制软件平台3 项关键技术，提出了在功率密度、全范围效率、可靠性、维护性和成本等方面均优于传统的车用永磁电机驱动系统的解决方案。
<strong>前言</strong>
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<strong>Snehal Prabhu和Ian Beavers ADI公司</strong>
<strong>摘要</strong>
犯错乃人之常情。但对于系统的模数转换器(ADC)，我们能够提出什么样的要求呢？我们将回顾转换误差率(CER)测试的范围和高速ADC的分析。取决于采样速率和所需的目标限值，ADC CER测量过程可能需要数周或数月时间。为实现高置信度(CL)，出现首次错误之后常常还需要进行测试(Redd，2000)。对于那些要求低转换误差率的系统，需要付出努力来详尽地予以量化。一切完成后，我们便能确定高置信度的误差率—优于10–15。
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<strong>作者：彭河蒙 胡坚耀 （工业和信息化部电子第五研究所）</strong>
<strong>1 引言</strong>
永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、损耗小和功率体积比大等优点，目前被广泛应用于新能源汽车的驱动系统。电机作为驱动系统电磁干扰流经的重要路径，建立其高频模型，对下一步搭建系统整体的传导干扰和辐射干扰预测模型十分重要，因此，电机高频模型的精度和准确度会对系统整体模型的精确性和正确性产生很大影响。然而，目前用于建立电机高频模型的方法往往存在建模过程复杂、误差大、通用性差及模型频带覆盖窄等问题，因此，需要一种更为有效的建模方法。
中国新能源汽车明确纯电动驱动技术路线以后，驱动电机的选配设计就显得尤为重要了。下面就电动汽车驱动电机的选配原则予以探讨。
一、纯电动汽车驱动形式
车载内燃机输出的动力直接来驱动汽车运动（前行或后退），这个内燃机在汽车行业内被称之为发动机。发动机是一种与汽车运动联接在一起的车载内燃机。发动机与一般的内燃机相比，有了更多工况特性。可以说，发动机是一种特别的内燃机。
发动机驱动汽车运动的形式不同，于是发动机裂变成了不同类别。主要是按发动机在汽车中的安放不同位置来划分的，有前置发动机、中置发动机、后置发动机三种。
由于发动机在汽车的位置不同，发动机驱动汽车又可以细分，主要有前置发动机前驱，前置发动机后驱，后置发动机后驱三种等。纯电动驱动即电动机代替发动机驱动了，如果车上有内燃机也不再参加驱动汽车，这个内燃机就不是发动机了。
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<strong>Hein MaraisADI 公司应用工程师</strong>
在仪器仪表、过程控制、工业自动化、电机和功率控制、医疗保健等应用中，需要将信息从各种传感器传送到中央控制器进行处理和分析。系统根据分析结果和用户输入进行优化。为了维护用户接口必须的安全性，并且防止来自信号源的耦合瞬变，必须进行电气隔离。此类系统的例子有很多，例如，精密机械臂需要在有电弧焊等设备的恶劣工业环境下工作，病人监护仪需要在除颤期间工作。
设计系统时必须考虑市场要求，尤其应满足EMC要求。出售产品到欧盟时，需要CE标志；出售产品到美国时，也存在类似要求，如FCC分类认证。为取得这些认证，系统需要执行并通过一套EMC测试。
随着上市的电动汽车越来越多，普及电动汽车有关知识显得越来越来重要了。对汽车工程技术人员要求就高一些，什么是电机？什么是电机控制器？什么是逆变器？什么是IGBT？这些知识及应用常识以前没有学过，今天却要求掌握，否则会成为外行，如果不及时补充这些知识，最后可能会被淘汰掉。
如今电动汽车应用越来越多的新知识、新技术，如：电机控制器或者逆变器型号、规格越来越多。要真正理解它的工作原理，必须要对其基础理论进行学习，有了基础知识，再结合实际产品进行对照，基本上可以掌握电机控制器或者逆变器的工作原理，进而就可以科学匹配设计。下面对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)及应用进行讨论，供初级工程技术人员参考。
一、“绝缘栅双极型晶体管”的通俗理解
绝缘栅双极型晶体管是《电工学》中的一个专业术语，如何正确理解有一定难度。笔者对个这术语进行通俗的解释。
稀土永磁同步电动机(REPMSM)具有体积小、重量轻、效率高等特点，理论上转子无基波损耗，转子温升应该较低，但实际情况则不然。以作者研制的一台增安型稀土永磁同步电机为例，试验时出现转子温升高达1 25°C的现象。转子温度过高，会对钕铁硼永磁体造成去磁的危险，影响电机正常工作。本文分析了可能导致转子温升过大的原因，提出了降低温升的措施。
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<strong>作者：Swarnab Banerje和Niranjan Chandrappa ADI公司</strong>
<strong>简介</strong>
<font color="#FD8900">Brian Kennedy ADI公司应用工程师</font>
<strong>简介</strong>
在恶劣的电机应用环境中，需要鲁棒的数字隔离器。由于环境非常糟糕，应用要求能够抵御高压瞬变，防止数据受扰，并且消除高压电压力对隔离器隔离寿命的影响。此类应用的典型隔离解决方案是光耦合器，其内部绝缘层很厚，可以承受高压。
最近几十年来，借助高级处理器功能来简化设计一直都是广泛讨论的话题。如今，设计灵活性进一步提高，使工程师能够采用标准的MATLAB® 和 Simulink®模型设计来优化电机控制系统，并缩短整体设计时间。此外，设计工程师还能够重复使用仿真模型，确保系统在终端市场应用中具有正确的功能和所需性能。
<strong>作者：电工之家</strong>
三相异步电动机控制电路除了能满足被控设备生产工艺的控制要求外，还必须考虑到电路有发生故障和不正常工作情况的可靠性。因为发生这些情况时会引起电流增大，电压和频率降低或升高、损毁。因此，控制电路中的保护环节是电动机控制系统中不可缺少的组成部分。常用的保护电路有短路保护、过载保护、过电流保护、失电压保护和欠电压保护等。
1、短路保护
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<strong>内容提要</strong>
如果打开典型的中央逆变器太阳能系统的逆变器控制器外壳，可以在多处发现数字隔离产品的身影。其中包括栅极驱动信号的隔离、电压控制环路中数字反馈的隔离以及通信通道的隔离。ADI提供的产品完全符合这些设计需求。
首先，所有逆变器都拥有MOSFET或IGBT功率晶体管，用以完成将直流电源转换成交流电源的繁重任务。这些功率开关由直流/交流控制器驱动。由于多数控制器均为低压器件，功率晶体管则为相对高压器件，因此需用数字隔离栅极驱动器才能实现这种转换功能。ADI的iCoupler®技术构成多种隔离栅极驱动器的基础，如ADuM3220，其中有两个隔离驱动器集成在单个封装中，具有4 A峰值电流驱动能力。两个ADuM3220可以控制一个H桥输出电路的四个开关。见图1。
电机对于工农业来说至关重要，本文将会对电机的定义、分类、电机驱动的分类进行简介，并详细介绍永磁同步电机的原理、特点以及应用。
<strong>电机的定义</strong>
所谓电机，顾名思义，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性；当电能被转换成机械能时，电机表现出发电机的工作特性。电机主要由转子，定子绕组，转速传感器以及外壳，冷却等零部件组成。
<strong>电机的分类<strong>
齿槽转矩是指永磁同步电动机绕组开路时，电机回转一周内，由于电枢铁心开槽，有趋于最小磁阻位置的倾向而产生的周期性转矩。永磁同步电机的三相绕组在不通电且绕组开路的情况下，用手轻轻转动转子，你会感觉到转子上面有一个力在与你较劲。
这个力在一圈的范围内大小不均匀，而且会发现转子具有若干个定位点。在自然的状态下转子保持在这些定位点，只有外界施加一定的力，才能改变转子的位置，正因为这样齿槽转矩也被称为定位转矩。
齿槽转矩的产生主要是由于定子齿槽的存在，齿槽转矩的产生会造成电机运行中的振动、噪声、启动和调速控制困难。如何抑制或消除齿槽转矩一直是永磁电机研究的重要方向，准确测量齿槽转矩可以为永磁电机设计和控制提供帮助，下面本文对几种齿槽转矩测试方法进行对比介绍。
一、传感器</a>的动态测量方法测量齿槽转矩
<strong>功能模块设计</strong>
本模块可分为如下3个部分：
· 单片机系统：控制步进电动机；
· 外围电路：PIC单片机和步进电动机的接口电路；
· PIC程序：编写单片机控制步进电功机的接口程序，实现三角波信号的输出功能。
（1）步进电动机与单片机的接口。
单片机是性能极佳的控制处理器，在控制步进电机工作时，接口部件必须要有下列功能。
①电压隔离功能。
单片机工作在5V，而步进电机是工作在几十V，甚至更高。一旦步进电机的电压串到单片机中，就会损坏单片机；步进电机的信号会干扰单片机，也可能导致系统工作失误，因此接口器件必须有隔离功能。
②信息传递功能。
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在印刷机械行业中，多电机的同步控制是一个非常重要的问题。由于印刷产品的特殊工艺要求，尤其是对于多色印刷，为了保证印刷套印精度（一般≤0.05mm），要求各个电机位置转差率很高（一般≤0.02%）。在传统的印刷机械中，以往大都采用以机械长轴作为动力源的同步控制方案，但机械长轴同步控制方案易出现振荡现象，各个机组互相干扰，而且系统中有许多机械零件，不方便系统维护和使用。随着机电一体化技术的发展，现场总线技术不断应用到各个领域并得到了广泛的应用。本文针对机组式印刷机械的同步需求，提出了一种基于CAN现场总线的同步控制解决方案，并得以验证。
<strong>无轴传动印刷机控制系统的同步需求</strong>
<strong>Haijiao Fan</strong>
<strong>简介</strong>
JESD204是一种连接数据转换器（ADC和DAC）和逻辑器件的高速串行接口，该标准的 B 修订版支持高达 12.5 Gbps串行数据速率，并可确保 JESD204 链路具有可重复的确定性延迟。随着转换器的速度和分辨率不断提升，JESD204B接口在ADI高速转换器和集成RF收发器中也变得更为常见。此外，FPGA和ASIC中灵活的串行器/解串器(SERDES)设计正逐步取代连接转换器的传统并行LVDS/CMOS接口，并用来实现 JESD204B物理层。本文介绍如何快速在Xilinx® FPGA上实现JESD204B接口，并为FPGA设计人员提供部分应用和调试建议。
