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新型三定子直流无刷电机的设计与特性分析
被引量:
1
1
作者
向文乐
向青青
+1 位作者
李圳
刘志强
《现代电子技术》
北大核心
2024年第16期76-84,共9页
传统直流无刷电机齿槽分布受限导致气隙磁场波动,会造成转矩输出波动较大,故需要同步匹配设计复杂的驱动控制系统与控制算法。为此,提出一种新型的三定子直流无刷电机拓扑结构。通过等效磁路法计算出三定子直流无刷电机的主要结构尺寸...
传统直流无刷电机齿槽分布受限导致气隙磁场波动,会造成转矩输出波动较大,故需要同步匹配设计复杂的驱动控制系统与控制算法。为此,提出一种新型的三定子直流无刷电机拓扑结构。通过等效磁路法计算出三定子直流无刷电机的主要结构尺寸。设计了三定子直流无刷电机的绕线方式和换向逻辑,驱动控制简单。基于Ansoft maxwell仿真软件,建立了电机有限元模型,仿真分析了电机静态磁场分布、气隙面域磁密分布和空载反电动势等。得到了三定子直流无刷电机的转矩特性:其转矩峰值可达8.5 N·m;电感特性:其三相绕组间磁场相互解耦,互感为0,自感平均值为4.5 mH;效率与损耗特性:不计机械损耗的情况下电机理想效率可达92%。研制了试验样机并进行试验验证,有限元分析和试验结果表明:三定子结构电机磁通密度高,输出转矩大,转矩峰值较单定子电机提升了42%;输出转矩波动小,较单定子电机波动降低了30%。在额定转矩为7.5 N·m的情况下,电机转速从启动到500 r/min的响应时间仅为0.8 s;从500~1000 r/min的响应时间仅为1.5 s;从1000~1500 r/min的响应时间仅为2.1 s。
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关键词
三定子直流无刷电机
等效磁路法
静态磁场
气隙磁密
空载反电动势
有限元分析
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职称材料
基于扩展反电动势法的长定子直线同步电机无速度传感器控制研究
被引量:
16
2
作者
张波
葛琼璇
+2 位作者
刘金鑫
王晓新
李耀华
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第23期91-99,共9页
针对长定子直线同步电机高速运行时,机械传感器无法准确地获得转子位置和速度信号的问题,研究了一种适合在长定子直线同步电机中应用的扩展反电动势法无速度传感器控制策略。基于长定子直线同步电机的数学模型,分析了扩展反电动势法用...
针对长定子直线同步电机高速运行时,机械传感器无法准确地获得转子位置和速度信号的问题,研究了一种适合在长定子直线同步电机中应用的扩展反电动势法无速度传感器控制策略。基于长定子直线同步电机的数学模型,分析了扩展反电动势法用于长定子直线同步电机无速度传感器控制的鲁棒性。仿真和实验结果证明了基于锁相环的扩展反电动势法无速度传感器控制能够实现高速时电机的无速度传感器闭环控制,并且此方法对电机参数变化具有较强的鲁棒性。
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关键词
直线同步电机
无速度传感器控制
扩展反电动势
磁悬浮列车
鲁棒性
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职称材料
永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制
被引量:
19
3
作者
赵凯辉
陈特放
+2 位作者
张昌凡
何静
黄刚
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015年第1期38-47,共10页
为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于...
为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于等效反电动势的内置式永磁同步电动机模型;其次,构建了基于等效反电动势的自适应扩展非奇异快速终端滑模观测器,推导并建立了估算转速的自适应率,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性;最后,基于滑模等值控制方法实现了等效反电动势和有效磁链的观测以及转矩的估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机(IPMSM),而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM)。该方法提高了轨道交通矢量控制系统PMSM转矩控制的精度,改善轨道交通控制系统的性能,通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。
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关键词
永磁同步电动机
扩展非奇异快速终端滑模观测器
有效磁链
等效反电动势
无传感器控制
转矩闭环控制
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职称材料
永磁直驱风力发电系统无速度传感器转矩闭环矢量控制
被引量:
8
4
作者
杨淑英
郭磊磊
+1 位作者
张兴
谢震
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期3158-3167,共10页
针对传统基于扩展反电动势(EEMF)模型的永磁同步风力发电机(PMSG)无速度传感器算法实现复杂,且参数依赖性较强的问题,提出一种简化EEMF模型的方法,设计一种简化的全阶滑模观测器(SFOSMO),并据此给出无速度传感器算法的具体实现方式。此...
针对传统基于扩展反电动势(EEMF)模型的永磁同步风力发电机(PMSG)无速度传感器算法实现复杂,且参数依赖性较强的问题,提出一种简化EEMF模型的方法,设计一种简化的全阶滑模观测器(SFOSMO),并据此给出无速度传感器算法的具体实现方式。此外,基于SFOSMO提出简化的定子磁链和电磁转矩观测方法,并分析所提出的定子磁链观测方法的参数灵敏性。最后建立无速度传感器转矩闭环控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,所提出的无速度传感器转矩闭环控制方法具有良好的动稳态特性,转矩控制精度较高,可用于大功率直驱风力发电系统。
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关键词
扩展反电动势模型
无速度传感器
电磁转矩
定子磁链
永磁同步风力发电机
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职称材料
非奇异终端滑模观测器的IPMSM无源控制
被引量:
6
5
作者
侯利民
赵金鹏
+2 位作者
孙斌
臧东
蔡柯
《控制工程》
CSCD
北大核心
2015年第6期1131-1136,共6页
在内置式永磁同步电动机(IPMSM)静止坐标系数学模型定义的扩展反电势基础上,提出了一种基于非奇异终端滑模观测器的IPMSM无传感器控制策略。通过构造滑模观测器,定义非奇异终端滑模面,设计滑模观测器控制律估计出电机反电动势,利用锁相...
在内置式永磁同步电动机(IPMSM)静止坐标系数学模型定义的扩展反电势基础上,提出了一种基于非奇异终端滑模观测器的IPMSM无传感器控制策略。通过构造滑模观测器,定义非奇异终端滑模面,设计滑模观测器控制律估计出电机反电动势,利用锁相环跟踪算法获取转子位置和速度信息,抑制了滑模固有的抖振现象,避免常规滑模观测器由于低通滤波所产生的相位滞后,提高了转子位置与速度的估算精度。利用最优转矩控制方法得到期望的d轴和q轴电流,并在IPMSM的端口受控哈密顿(PCH)系统数学模型基础上,采用互联和阻尼配置的能量成形方法,设计了无源控制器得到两相同步旋转坐标系下的电压分量,控制器计算量小、便于实现。仿真结果验证了方法的有效性。
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关键词
内置式永磁同步电机
终端滑模
无源控制
滑模观测器
扩展反电势
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职称材料
EMF方法分析波导中二极管栅格的等效阻抗
被引量:
1
6
作者
温浩
侯新宇
+2 位作者
韦高
吕爱龙
许家栋
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2004年第S7期198-200,共3页
二极管栅格阵列属于波束控制阵列,通过外加控制来改变波束的幅值和相位,可以应用于波束开关、移相器、倍频器及功率合成器等多种微波电路和器件中。文中采用感应电动势(EMF)方法,给出了二极管栅格阵列的单元等效电路,计算出等效阻抗。...
二极管栅格阵列属于波束控制阵列,通过外加控制来改变波束的幅值和相位,可以应用于波束开关、移相器、倍频器及功率合成器等多种微波电路和器件中。文中采用感应电动势(EMF)方法,给出了二极管栅格阵列的单元等效电路,计算出等效阻抗。结果与实测情况较为吻合。
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关键词
二极管栅格
称相器
感应电动势方法
等效波导
等效阻抗
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职称材料
储能用蓄电池模型参数的动态辨识
被引量:
5
7
作者
柳应全
鲁军勇
+3 位作者
龙鑫林
魏静波
周仁
吴羿廷
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期87-92,共6页
为观测锂离子电池的参数,通过建立多元线性回归模型对内电路参数进行辨识,并提出通过间接观测蓄电池平衡电动势来辨识荷电状态的方法。该方法基于改进的Thevenin电池模型,以等效电容量来表征锂电池的容量特性。在循环周期内可通过测量...
为观测锂离子电池的参数,通过建立多元线性回归模型对内电路参数进行辨识,并提出通过间接观测蓄电池平衡电动势来辨识荷电状态的方法。该方法基于改进的Thevenin电池模型,以等效电容量来表征锂电池的容量特性。在循环周期内可通过测量放电前后开路电压变化量和电荷变化量来辨识等效电容;等效电容又可以在短时间内动态估算平衡电动势以作为辨识荷电状态的主要变量。通过一个循环周期内的脉冲放电实验验证了所采用的改进电池模型和辨识方法的有效性和准确性。
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关键词
线性回归
电池管理
荷电状态估算
参数辨识
平衡电动势
等效电容
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职称材料
题名
新型三定子直流无刷电机的设计与特性分析
被引量:
1
1
作者
向文乐
向青青
李圳
刘志强
机构
长沙理工大学国际工学院
长沙理工大学卓越工程师学院
长沙理工大学汽车与机械工程学院
出处
《现代电子技术》
北大核心
2024年第16期76-84,共9页
基金
大学生创新训练计划(国家级):分相控制的三定子直流无刷电机设计及驱动方法研究(S202310536062)。
文摘
传统直流无刷电机齿槽分布受限导致气隙磁场波动,会造成转矩输出波动较大,故需要同步匹配设计复杂的驱动控制系统与控制算法。为此,提出一种新型的三定子直流无刷电机拓扑结构。通过等效磁路法计算出三定子直流无刷电机的主要结构尺寸。设计了三定子直流无刷电机的绕线方式和换向逻辑,驱动控制简单。基于Ansoft maxwell仿真软件,建立了电机有限元模型,仿真分析了电机静态磁场分布、气隙面域磁密分布和空载反电动势等。得到了三定子直流无刷电机的转矩特性:其转矩峰值可达8.5 N·m;电感特性:其三相绕组间磁场相互解耦,互感为0,自感平均值为4.5 mH;效率与损耗特性:不计机械损耗的情况下电机理想效率可达92%。研制了试验样机并进行试验验证,有限元分析和试验结果表明:三定子结构电机磁通密度高,输出转矩大,转矩峰值较单定子电机提升了42%;输出转矩波动小,较单定子电机波动降低了30%。在额定转矩为7.5 N·m的情况下,电机转速从启动到500 r/min的响应时间仅为0.8 s;从500~1000 r/min的响应时间仅为1.5 s;从1000~1500 r/min的响应时间仅为2.1 s。
关键词
三定子直流无刷电机
等效磁路法
静态磁场
气隙磁密
空载反电动势
有限元分析
Keywords
three-stator DC brushless motor
equivalent
magnetic circuit method
static magnetic field
air gap magnetic density
empty back
electromotive
force
finite element analysis
分类号
TN402-34 [电子电信—微电子学与固体电子学]
TM301.4 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
基于扩展反电动势法的长定子直线同步电机无速度传感器控制研究
被引量:
16
2
作者
张波
葛琼璇
刘金鑫
王晓新
李耀华
机构
中国科学院电工研究所电力电子与电气驱动重点实验室
北京电力经济技术研究院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第23期91-99,共9页
基金
国家重点研发计划项目资助(2016YFB1200602-20)
文摘
针对长定子直线同步电机高速运行时,机械传感器无法准确地获得转子位置和速度信号的问题,研究了一种适合在长定子直线同步电机中应用的扩展反电动势法无速度传感器控制策略。基于长定子直线同步电机的数学模型,分析了扩展反电动势法用于长定子直线同步电机无速度传感器控制的鲁棒性。仿真和实验结果证明了基于锁相环的扩展反电动势法无速度传感器控制能够实现高速时电机的无速度传感器闭环控制,并且此方法对电机参数变化具有较强的鲁棒性。
关键词
直线同步电机
无速度传感器控制
扩展反电动势
磁悬浮列车
鲁棒性
Keywords
Linear synchronous motor, speed sensorless, extended
electromotive
force
(eemf
), maglev train, robustness
分类号
TM359.4 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制
被引量:
19
3
作者
赵凯辉
陈特放
张昌凡
何静
黄刚
机构
湖南工业大学电气与信息工程学院
中南大学交通运输工程学院
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015年第1期38-47,共10页
基金
国家自然科学基金(61273157
61273158
+2 种基金
61104024
61473117)
湖南省自然科学基金(14JJ5024)资助项目
文摘
为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于等效反电动势的内置式永磁同步电动机模型;其次,构建了基于等效反电动势的自适应扩展非奇异快速终端滑模观测器,推导并建立了估算转速的自适应率,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性;最后,基于滑模等值控制方法实现了等效反电动势和有效磁链的观测以及转矩的估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机(IPMSM),而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM)。该方法提高了轨道交通矢量控制系统PMSM转矩控制的精度,改善轨道交通控制系统的性能,通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。
关键词
永磁同步电动机
扩展非奇异快速终端滑模观测器
有效磁链
等效反电动势
无传感器控制
转矩闭环控制
Keywords
permanent magnet synchronous motor (PMSM)
extended nonsingular fast terminal sliding mode observer (ENFTSMO)
active flux
equivalent back electromotive force (eemf)
sensorless control
torque closed-loop control
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
永磁直驱风力发电系统无速度传感器转矩闭环矢量控制
被引量:
8
4
作者
杨淑英
郭磊磊
张兴
谢震
机构
合肥工业大学电气与自动化工程学院
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期3158-3167,共10页
文摘
针对传统基于扩展反电动势(EEMF)模型的永磁同步风力发电机(PMSG)无速度传感器算法实现复杂,且参数依赖性较强的问题,提出一种简化EEMF模型的方法,设计一种简化的全阶滑模观测器(SFOSMO),并据此给出无速度传感器算法的具体实现方式。此外,基于SFOSMO提出简化的定子磁链和电磁转矩观测方法,并分析所提出的定子磁链观测方法的参数灵敏性。最后建立无速度传感器转矩闭环控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,所提出的无速度传感器转矩闭环控制方法具有良好的动稳态特性,转矩控制精度较高,可用于大功率直驱风力发电系统。
关键词
扩展反电动势模型
无速度传感器
电磁转矩
定子磁链
永磁同步风力发电机
Keywords
extended
electromotive
force
(eemf
)
speed sensorless
electromagnetic torque
stator flux
permanent magnet synchronous wind power generator
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
非奇异终端滑模观测器的IPMSM无源控制
被引量:
6
5
作者
侯利民
赵金鹏
孙斌
臧东
蔡柯
机构
辽宁工程技术大学电气与控制工程学院
国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2015年第6期1131-1136,共6页
基金
辽宁省博士启动基金(20111054)
辽宁省教育厅基金资助项目(L2011052)
辽宁工程技术大学市场调研基金(14-T-003)
文摘
在内置式永磁同步电动机(IPMSM)静止坐标系数学模型定义的扩展反电势基础上,提出了一种基于非奇异终端滑模观测器的IPMSM无传感器控制策略。通过构造滑模观测器,定义非奇异终端滑模面,设计滑模观测器控制律估计出电机反电动势,利用锁相环跟踪算法获取转子位置和速度信息,抑制了滑模固有的抖振现象,避免常规滑模观测器由于低通滤波所产生的相位滞后,提高了转子位置与速度的估算精度。利用最优转矩控制方法得到期望的d轴和q轴电流,并在IPMSM的端口受控哈密顿(PCH)系统数学模型基础上,采用互联和阻尼配置的能量成形方法,设计了无源控制器得到两相同步旋转坐标系下的电压分量,控制器计算量小、便于实现。仿真结果验证了方法的有效性。
关键词
内置式永磁同步电机
终端滑模
无源控制
滑模观测器
扩展反电势
Keywords
Interior permanent-magnet synchronous motor(IPMSM)
terminal sliding mode
passivity-based control
sliding mode observer
extended
electromotive
force
(eemf
)
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
EMF方法分析波导中二极管栅格的等效阻抗
被引量:
1
6
作者
温浩
侯新宇
韦高
吕爱龙
许家栋
机构
西北工业大学电子工程系
出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2004年第S7期198-200,共3页
文摘
二极管栅格阵列属于波束控制阵列,通过外加控制来改变波束的幅值和相位,可以应用于波束开关、移相器、倍频器及功率合成器等多种微波电路和器件中。文中采用感应电动势(EMF)方法,给出了二极管栅格阵列的单元等效电路,计算出等效阻抗。结果与实测情况较为吻合。
关键词
二极管栅格
称相器
感应电动势方法
等效波导
等效阻抗
Keywords
diode grid
phase shifter
induced
electromotive
force
(EMF)method
equivalent
wave guide
equivalent
impedance
分类号
TN31 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
储能用蓄电池模型参数的动态辨识
被引量:
5
7
作者
柳应全
鲁军勇
龙鑫林
魏静波
周仁
吴羿廷
机构
海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期87-92,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51522706,51607187)
国家部委基金资助项目(613262)
文摘
为观测锂离子电池的参数,通过建立多元线性回归模型对内电路参数进行辨识,并提出通过间接观测蓄电池平衡电动势来辨识荷电状态的方法。该方法基于改进的Thevenin电池模型,以等效电容量来表征锂电池的容量特性。在循环周期内可通过测量放电前后开路电压变化量和电荷变化量来辨识等效电容;等效电容又可以在短时间内动态估算平衡电动势以作为辨识荷电状态的主要变量。通过一个循环周期内的脉冲放电实验验证了所采用的改进电池模型和辨识方法的有效性和准确性。
关键词
线性回归
电池管理
荷电状态估算
参数辨识
平衡电动势
等效电容
Keywords
linear regress
battery management
state of charge estimation
parameter identification
balance
electromotive
force
equivalent
capacitance
分类号
TM912 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型三定子直流无刷电机的设计与特性分析
向文乐
向青青
李圳
刘志强
《现代电子技术》
北大核心
2024
1
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职称材料
2
基于扩展反电动势法的长定子直线同步电机无速度传感器控制研究
张波
葛琼璇
刘金鑫
王晓新
李耀华
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017
16
在线阅读
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职称材料
3
永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制
赵凯辉
陈特放
张昌凡
何静
黄刚
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015
19
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职称材料
4
永磁直驱风力发电系统无速度传感器转矩闭环矢量控制
杨淑英
郭磊磊
张兴
谢震
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
在线阅读
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职称材料
5
非奇异终端滑模观测器的IPMSM无源控制
侯利民
赵金鹏
孙斌
臧东
蔡柯
《控制工程》
CSCD
北大核心
2015
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
EMF方法分析波导中二极管栅格的等效阻抗
温浩
侯新宇
韦高
吕爱龙
许家栋
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2004
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
储能用蓄电池模型参数的动态辨识
柳应全
鲁军勇
龙鑫林
魏静波
周仁
吴羿廷
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
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