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反凸极永磁同步电机的优化设计与分析
1
作者 邓先明 田云帆 +2 位作者 陈晨 张宇 代金贵 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期71-79,共9页
针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参... 针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参数化分析得到对弧形磁障的相关参数对电机的电磁性能的影响,使结构优化的效果更明显。通过仿真对比得到,结构优化后电机的永磁体夹角间的磁密为1.2 T,小于优化前的1.6 T;空载反电动势基波高于优化前电机,除7次谐波外其余各次谐波均小于优化前电机;转矩脉动显著小于优化前的电机,并显现出更好的反凸极特性。最后,在实验室条件下搭建一台1.1 kW的样机进行实验,测得其交直轴电感为80.94 mH和94.16 mH,空载反电动势谐波畸变率为10.64%,验证其可行性与优越性。 展开更多
关键词 反凸极永磁同步电机 转子设计 弧形磁障 结构优化 电感特性
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车用高功率密度电机扩速拓矩研究
2
作者 梁栋 陶健 陈星 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第1期140-147,共8页
基于车用电机扩速拓矩的性能需求设计了一种采用永磁体分段结构的优化反凸极永磁同步电机。介绍了反凸极电机的结构和设计原则;以扩宽恒功率转速范围和提升电磁拓矩为目标,以凸极率为约束,利用粒子群算法(PSO)对电机进行多目标优化,并... 基于车用电机扩速拓矩的性能需求设计了一种采用永磁体分段结构的优化反凸极永磁同步电机。介绍了反凸极电机的结构和设计原则;以扩宽恒功率转速范围和提升电磁拓矩为目标,以凸极率为约束,利用粒子群算法(PSO)对电机进行多目标优化,并对比分析优化前后电机的性能。有限元仿真分析结果表明:结构优化后,相比于优化前转矩提升了16%,转速范围由5:1提升到6.5:1,验证了优化电机提升转矩和扩宽转速范围的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 反凸极 多目标优化 恒功率转速范围
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考虑磁场饱和效应的凸极同步电动机建模 被引量：4
3
作者 景巍 谭国俊 叶宗彬 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期94-99,共6页
针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究。阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电... 针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究。阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电感以及交叉饱和电感来表述磁场非线性的特征,建立了凸极同步电动机非线性磁场饱和模型,同时给出了其状态空间方程。采用矢量控制策略对凸极同步电动机的磁场饱和模型进行仿真分析,结果表明电动机的励磁电流能根据磁场饱和程度做出准确的响应建立电动机的磁场,d-q轴电流和负载功角的变化规律完全符合磁场饱和运行工况,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 凸极同步电动机 建模 磁场饱和 交叉饱和 状态方程
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直流励磁凸极同步电机饱和分析及其矢量控制 被引量：3
4
作者 吴轩钦 谭国俊 +1 位作者 叶宗彬 景巍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期151-158,共8页
随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效... 随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效应,本文采用了一种q轴折算思想,将凸极同步电机转化为隐极同步电机,同时引入稳态饱和电感、动态饱和电感及交叉饱和电感。并在此基础上提出了考虑磁场饱和效应的凸极同步电机混合气隙磁链观测模型及其矢量控制策略。仿真和实验结果表明所提直流励磁凸极同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,以及很高的理论与应用价值。 展开更多
关键词 直流励磁凸极同步电机 饱和分析 磁链观测器 矢量控制
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反凸极永磁同步电机弱磁特性分析 被引量：5
5
作者 李春艳 王豫 孟涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第S02期474-483,共10页
提出一种新型反凸极永磁同步电机,利用转子永磁体分段磁桥和调整铁心为直轴磁通提供路径从而实现直轴电感大于交轴电感。低速运行时采取正值的直轴电流控制产生正值的磁阻转矩,同时正向电流可有效提高永磁体的工作点。高转速运行电机可... 提出一种新型反凸极永磁同步电机,利用转子永磁体分段磁桥和调整铁心为直轴磁通提供路径从而实现直轴电感大于交轴电感。低速运行时采取正值的直轴电流控制产生正值的磁阻转矩,同时正向电流可有效提高永磁体的工作点。高转速运行电机可以使用相对较小的直轴弱磁电流来削弱气隙磁通,实现弱磁升速,有效扩大电机的弱磁范围。建立新型反凸极永磁同步电机的直交轴磁路模型,分析新型反凸极永磁同步电机电磁转矩特性和弱磁特性,并进行有限元分析。理论分析结果与仿真计算分析结果相吻合,验证了反凸极永磁同步电机弱磁的有效性和可行性。 展开更多
关键词 反凸极永磁同步电机 弱磁特性 直轴和交轴电感 调整铁心
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轴向充磁圆筒永磁直线同步电机凸极力分析 被引量：1
6
作者 赵镜红 张晓锋 张俊洪 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期83-86,共4页
分析了轴向充磁圆筒永磁直线同步电机的凸极脉动力产生的原因,采用虚功原理进行了计算,得出了该力最大值和平均值与相位提前角之间的关系以及凸极力与位移的关系曲线。提出了通过铁磁极开槽减少轴向磁化TPMLSM凸极力的方法,定性分析了... 分析了轴向充磁圆筒永磁直线同步电机的凸极脉动力产生的原因,采用虚功原理进行了计算,得出了该力最大值和平均值与相位提前角之间的关系以及凸极力与位移的关系曲线。提出了通过铁磁极开槽减少轴向磁化TPMLSM凸极力的方法,定性分析了开槽对凸极力的影响,采用有限元方法得出了开槽后磁场分布,比较了铁磁极开不同槽对凸极力大小的影响,最后用有限元证明了该方法减少凸极力的有效性。 展开更多
关键词 电机 永磁直线同步电机 轴向充磁 凸极力 有限元
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脉振高频电压注入PMSM凸极特性实验检测研究 被引量：10
7
作者 王志新 林环城 +1 位作者 陆斌锋 张超 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期20-24,共5页
针对传统方法在研究永磁同步电机不同工作点下的凸极特性及分析其受交叉饱和效应影响的程度时通常采用耗时巨大的有限元仿真分析或复杂繁琐的实验方法的问题,提出了一种较为简便的永磁同步电机凸极特性实验检测方法。依据旋转坐标变换理... 针对传统方法在研究永磁同步电机不同工作点下的凸极特性及分析其受交叉饱和效应影响的程度时通常采用耗时巨大的有限元仿真分析或复杂繁琐的实验方法的问题,提出了一种较为简便的永磁同步电机凸极特性实验检测方法。依据旋转坐标变换理论,通过向转子锁死的永磁同步电机注入脉振高频电压信号,解调高频响应电流信号,可以快速测得不同工作点下电机的凸极特性。通过对一台内置式永磁同步电机的实验研究验证了该方法的可行性,实验结果表明该方法能够准确检测不同工作状态下电机的凸极特性并分析由交叉饱和效应造成的交叉饱和角的大小。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 交叉饱和 脉振高频注入 凸极特性
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基于新型高频注入法的表贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法 被引量：10
8
作者 洪琨 刘刚 +2 位作者 毛琨 吕晓源 周新秀 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期2914-2922,共9页
针对表贴式永磁同步电机,提出了一种基于虚拟脉振高频注入法结合载波频率成分法的转子初始位置检测方法。该方法在传统脉振高频注入法的基础上,加入虚拟高频旋转坐标,对传统脉振高频注入法进行了改进;同时,引入载波频率成分法作为转子... 针对表贴式永磁同步电机,提出了一种基于虚拟脉振高频注入法结合载波频率成分法的转子初始位置检测方法。该方法在传统脉振高频注入法的基础上,加入虚拟高频旋转坐标,对传统脉振高频注入法进行了改进;同时,引入载波频率成分法作为转子磁极判断依据。通过仿真和工程实验,对该方法进行验证。实验结果表明:与传统的脉振高频注入法相比,该方法不需要PI调节,易于工程实现,并解决了部分传统脉振高频注入法的过零点问题;与传统的磁极判断方法相比,该方法实施过程简单,准确性高,算法执行时间短。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 位置检测 凸极效应 虚拟脉振 载波成分
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基于同步旋转滤波器的磁通记忆式双凸极永磁电机无位置传感器控制 被引量：3
9
作者 鲁庆 全力 +2 位作者 左月飞 朱孝勇 张超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期6594-6600,共7页
针对电机磁场空间谐波给反电势观测值带来谐波脉动,从而导致转子位置和速度观测值存在脉动误差的问题,研究一种基于同步旋转滤波器(synchronous reference frame filter,SRFF)的改进滑模观测器。采用SRFF消除反电势观测值谐波,提取反电... 针对电机磁场空间谐波给反电势观测值带来谐波脉动,从而导致转子位置和速度观测值存在脉动误差的问题,研究一种基于同步旋转滤波器(synchronous reference frame filter,SRFF)的改进滑模观测器。采用SRFF消除反电势观测值谐波,提取反电势基波信号,用于计算电机转子位置和转速,提高观测精度,改善无位置传感器控制系统性能。最后建立磁通记忆式双凸极电机无位置传感器矢量控制实验平台,分别对采用传统滑模观测器和基于SRFF的滑模观测器电机控制系统性能进行比较,分析系统的稳态性能、转速跟随性能和抗扰性能。实验结果验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 磁通记忆式双凸极永磁电机 反电势谐波 同步旋转滤波器 滑模观测器 无位置传感器控制
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单逆变器供电六相串联三相双永磁同步电机直接转矩控制 被引量：8
10
作者 周扬忠 黄志坡 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期5785-5795,共11页
为了减小大容量电机和小容量电机混合使用时变换器的个数,进一步提高各电机转矩控制性能,提出一种对称六相凸极式永磁同步电机串联三相凸极式永磁同步电机的直接转矩控制策略。利用正交变换矩阵将两台电机的机电能量转换变量投影到空间... 为了减小大容量电机和小容量电机混合使用时变换器的个数,进一步提高各电机转矩控制性能,提出一种对称六相凸极式永磁同步电机串联三相凸极式永磁同步电机的直接转矩控制策略。利用正交变换矩阵将两台电机的机电能量转换变量投影到空间正交的两个直角平面上,而非机电能量转换变量投影到零序空间中,实现两台电机定子磁链和转矩的解耦。为了实现两台电机的电磁转矩、定子磁链和零序电流直接控制,采用单电压矢量和部分合成电压矢量结合的方法构建最优开关矢量表。实验结果表明,采用该文所提的控制策略后,各台电机定子磁链、电磁转矩相互解耦。 展开更多
关键词 对称六相凸极式永磁同步电机 三相凸极式永磁同步电机 串联 直接转矩控制
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