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内嵌式变频永磁同步电动机设计及性能分析 被引量:4
1
作者 吴攀 王淑红 李霞 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期203-211,共9页
采用有限元法分析了内嵌式变频永磁同步电动机转子永磁体各尺寸对电机气隙磁密和静动态特性及性能影响,研究了矩形和V形两种永磁体结构转子的永久磁极各尺寸选择依据和范围,利用分析结果分别设计了矩形和V形永磁体转子两种内嵌式永磁同... 采用有限元法分析了内嵌式变频永磁同步电动机转子永磁体各尺寸对电机气隙磁密和静动态特性及性能影响,研究了矩形和V形两种永磁体结构转子的永久磁极各尺寸选择依据和范围,利用分析结果分别设计了矩形和V形永磁体转子两种内嵌式永磁同步电动机。针对所设计的矩形永磁体转子内嵌式变频永磁同步电动机的交直轴电感参数和永磁体磁链值进行了有限元计算,对电机参数的实验测试结果证明了理论分析的正确性,分析结果为内嵌式变频永磁同步电机的设计和参数计算提供了理论依据。 展开更多
关键词 内嵌式变频永磁同步电动机 体设计 气隙 参数计算
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永磁同步电动机指令滤波离散容错控制
2
作者 赵科淇 于金飞 +2 位作者 刘加朋 张加伟 于金鹏 《控制工程》 北大核心 2025年第3期409-415,474,共8页
提出了一种考虑输入电压波动的永磁同步电动机指令滤波神经网络自适应离散容错控制方法。首先,建立考虑输入电压波动的永磁同步电动机系统离散模型;其次,采用指令滤波器逼近非线性函数,处理反步法中的“因果矛盾”和“计算复杂性”等问... 提出了一种考虑输入电压波动的永磁同步电动机指令滤波神经网络自适应离散容错控制方法。首先,建立考虑输入电压波动的永磁同步电动机系统离散模型;其次,采用指令滤波器逼近非线性函数,处理反步法中的“因果矛盾”和“计算复杂性”等问题,结合神经网络自适应技术针对输入电压波动问题进行控制器设计;最后,通过李雅普诺夫稳定性理论验证了闭环系统半全局一致最终有界。实验结果证明,所设计的容错控制器能够积极降低电动机电压波动对系统稳定运行产生的影响,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 指令滤波反步 容错控制 神经网络 同步电动机 离散
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永磁同步电动机的新型双矢量模型预测电流控制
3
作者 徐梓皓 戴肖肖 +3 位作者 张汉章 蒋连杰 吴元柱 马莉 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期452-457,共6页
针对传统单矢量控制输出的电压矢量精度低和传统双矢量控制开关频率高的问题,提出了一种能够选择输出电压矢量顺序的双矢量模型预测控制算法.通过计算占空比和对比前后电压矢量选择输出电压顺序,对输出电压的开关信号进行重新排序,降低... 针对传统单矢量控制输出的电压矢量精度低和传统双矢量控制开关频率高的问题,提出了一种能够选择输出电压矢量顺序的双矢量模型预测控制算法.通过计算占空比和对比前后电压矢量选择输出电压顺序,对输出电压的开关信号进行重新排序,降低双矢量算法的开关频率.采用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证提出策略的有效性.在基于RTU-BOX204控制器搭建的平台上完成试验.结果表明:新算法与传统单矢量控制相比具有更好的稳态响应,而与双矢量控制相比则具有更低的平均开关频率,同时减小了开关损耗. 展开更多
关键词 同步电动机 模型预测控制 双矢量控制 开关频率 单矢量控制 延时补偿
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永磁同步电动机驱动系统不对中故障的谐振自抗扰控制
4
作者 吴朗 李生权 +2 位作者 罗琳 李喆 李娟 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期458-464,489,共8页
针对永磁同步电动机(PMSM)系统转子不对中故障引起的转速波动,提出一种具有基于集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制(RADRC)策略.首先,利用转子不对中故障系统数学模型分析电动机受正弦干扰的故障形式,建立故障状态... 针对永磁同步电动机(PMSM)系统转子不对中故障引起的转速波动,提出一种具有基于集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制(RADRC)策略.首先,利用转子不对中故障系统数学模型分析电动机受正弦干扰的故障形式,建立故障状态下的机电耦合模型.其次,将控制系统中速度环采用的比例积分(PI)控制器替换成自抗扰控制器,以提高电动机系统的响应速度与稳态性能.然后,根据电动机所受正弦干扰对谐振扩张状态观测器进行优化设计,并利用前馈补偿减小不对中故障对系统性能的影响.最后,通过搭建永磁同步电动机驱动系统不对中故障的仿真模型与试验平台,开展基于RADRC策略和传统的自抗扰控制(ADRC)策略的调速性能对比验证.结果表明:当电动机转速在不对中故障干扰影响下波动时,利用RADRC策略不仅能够快速微超调跟踪给定转速,而且能够有效抑制转速的波动;当控制电流相同时,该策略更能迅速有效地对转速波动进行良好的抑制,提高了永磁同步电动机系统在不对中故障下的运行性能. 展开更多
关键词 同步电动机 谐振扩张状态观测器 自抗扰控制 容错控制 不对中故障
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基于滑模控制的永磁同步电动机DTC仿真研究 被引量:1
5
作者 张厚升 王傲 +2 位作者 刘龙浩 赵翔宇 邢雪宁 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第5期62-67,共6页
针对传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动大的问题,在转矩和磁链控制中引入超螺旋滑模变结构,并采用基于莱维飞行的改进粒子群(PSO)算法对其可调参数优化整定。为加快系统动态响应速度,采用速度滑模控制器代替传... 针对传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动大的问题,在转矩和磁链控制中引入超螺旋滑模变结构,并采用基于莱维飞行的改进粒子群(PSO)算法对其可调参数优化整定。为加快系统动态响应速度,采用速度滑模控制器代替传统PI调节器。使用Matlab/Simulink对引入滑模变结构的DTC系统进行了仿真研究,分别对空载和带载条件下的转速、转矩以及磁链进行分析。仿真结果表明,滑模变结构的引入可有效抑制转矩和磁链脉动,降低转速超调,缩短过渡时间。仿真研究有助于学生更好地理解与应用滑模理论,并增强学生理论结合实际与自主创新意识。 展开更多
关键词 同步电动机 直接转矩控制 滑模控制 粒子群
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一种准Z源逆变器驱动的六相永磁同步电动机转矩脉动抑制
6
作者 高晗璎 舒天浩 赵康旭 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期81-93,共13页
与三相永磁同步电动机(PMSM)相比,六相PMSM在抑制转矩脉动和故障容错等方面具有优势,适用于航空航天、国防等对可靠性有较高要求的领域。目前,六相PMSM系统大多使用的是电压源逆变器,特点是交流侧输出受限于电源电压,且逆变器中桥臂的... 与三相永磁同步电动机(PMSM)相比,六相PMSM在抑制转矩脉动和故障容错等方面具有优势,适用于航空航天、国防等对可靠性有较高要求的领域。目前,六相PMSM系统大多使用的是电压源逆变器,特点是交流侧输出受限于电源电压,且逆变器中桥臂的死区会使输出电流发生畸变,使电动机产生转矩脉动。准Z源逆变器是一种集逆变和升压于一体的新型功率变换结构,且无需死区时间。将六相PMSM和准Z源逆变器结合在一起,提出一种新的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,针对算法中有效矢量对q轴电流的变化进行补偿,并将直通时间插入到有效矢量之间,以抑制q轴电流脉动,从而减小转矩脉动,且该方法对零矢量的最大利用率可达100%。最后,通过仿真和实验验证了该PWM调制方式对转矩脉动抑制的有效性及可行性。 展开更多
关键词 转矩脉动抑制 四矢量SVPWM 准Z源逆变器 升压 矢量作用时间 同步电动机
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基于电流检测误差补偿的嵌入式永磁同步电动机无位置传感器控制实验平台设计 被引量:1
7
作者 时隋翔 王玉彬 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第6期66-71,共6页
对基于高频脉振电压注入法的无位置传感器控制策略而言,转速和转子位置的准确估计十分重要。在传统高频脉振电压注入法的基础上,针对电流检测误差问题,提出一种电流检测误差补偿方法。该方法在传统位置观测器的基础上,增加了参数自适应... 对基于高频脉振电压注入法的无位置传感器控制策略而言,转速和转子位置的准确估计十分重要。在传统高频脉振电压注入法的基础上,针对电流检测误差问题,提出一种电流检测误差补偿方法。该方法在传统位置观测器的基础上,增加了参数自适应陷波器环节,通过实时参数修订,消除位置观测器中由电流检测误差引起的二次谐波,提高转速和转子位置估计的准确性。采用品质因数更高的二阶广义积分器提取高频电流,改善控制系统的动态性能。通过搭建实验平台验证了所提补偿方法的可行性。 展开更多
关键词 嵌入式同步电动机 高频注入法 陷波器 参数自适应 电流检测误差
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永磁同步电动机无位置传感器全速域控制仿真实验设计
8
作者 蒋俊杰 张厚升 +3 位作者 邢雪宁 赵翔宇 王傲 靳舵 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第7期6-11,共6页
为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算... 为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算法的模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法,通过增加反馈校正环节加快误差的收敛;采用FSTSM算法替代比例-积分(PI)环节,并引入双曲正切函数代替FSTSM算法中的符号函数。仿真实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 同步电动机 全速域 脉振高频电压注入 模型参考自适应系统 快速超螺旋滑模算法
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永磁同步电动机速度伺服系统最优输出反馈控制器设计
9
作者 王忠阳 梁丽 王友清 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1794-1803,共10页
针对永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)模型参数未知以及电枢电流和负载转矩无法直接测量的问题,设计一种基于自适应动态规划(Adaptive dynamic programming,ADP)的输出反馈控制方案,实现PMSM最优速度跟踪控制.... 针对永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)模型参数未知以及电枢电流和负载转矩无法直接测量的问题,设计一种基于自适应动态规划(Adaptive dynamic programming,ADP)的输出反馈控制方案,实现PMSM最优速度跟踪控制.首先,根据PMSM内部特性确定其数学模型的结构,构建与原始系统相对应的辅助系统,引入新的线性二次指标来实现速度最优跟踪调节.其次,设计一种嵌入式观测器,该观测器能够在系统模型未知情况下用可测量数据重构系统全部状态.此外,提出一种离线策略的ADP方法逼近最优控制增益的解.最后,仿真结果验证所提控制方案在模型参数未知以及电枢电流和负载转矩不可测量的情况下,实现了精确的速度跟踪性能和良好的瞬态响应,同时降低了电压的冲击. 展开更多
关键词 同步电动机 自适应动态规划 输出反馈 线性二次指标
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双三相永磁同步电动机驱动器全开路故障模式的诊断方法
10
作者 汤昊岳 李伟力 陈睿 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期27-37,共11页
准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识... 准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识别上述所有类型全开路故障模式的诊断方法。首先,为了便于模拟多类型的故障场景并提高理论模型的计算精度,构建能够计及诸多非理想因素和电机与驱动器之间相互影响关系的直接耦合分析模型,并通过实验验证了该模型的准确性和有效性。其次,通过矢量空间解耦中的子平面电流和绕组相电流分别提取故障因子和辅助故障因子,提出基于2种故障因子的诊断方法,并明晰2种故障因子的阈值范围和使用方法。最后,依托验证后的直接耦合分析模型,对6种不同类别的开路故障进行识别和诊断,证明所提方法的有效性。 展开更多
关键词 双三相同步电动机 双三相驱动器 耦合建模 开路故障 故障诊断
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永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施 被引量:1
11
作者 李永枭 成豪杰 +2 位作者 唐旭 马兆兴 王瑞华 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7148-7158,共11页
电磁振动水平是永磁同步电动机的重要评价指标之一,为了有效抑制永磁同步电动机的电磁振动,首先建立了转子永磁体磁动势、定子绕组电流磁动势与定子齿槽相互作用产生的径向电磁力的解析分析模型。然后建立了电机的变参数矢量控制系统的... 电磁振动水平是永磁同步电动机的重要评价指标之一,为了有效抑制永磁同步电动机的电磁振动,首先建立了转子永磁体磁动势、定子绕组电流磁动势与定子齿槽相互作用产生的径向电磁力的解析分析模型。然后建立了电机的变参数矢量控制系统的场路耦合联合分析模型,以一台11 kW内置式永磁同步电动机为样机,利用机械阻抗法得到了电机主要低阶电磁力产生的电磁振动噪声频谱,确定了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。最后利用遗传-蚁群算法,研究了通过优化电机的定子齿槽参数有效削弱具有上述频率的低阶电磁力,从而有效抑制电机的电磁振动。结果显示,利用所提方法确定的定子齿槽参数能有效抑制电机的电磁振动,并且对电机的运行性能产生的影响较小。 展开更多
关键词 同步电动机 振动 解析分析 遗传-蚁群算法 抑制措施
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内嵌式永磁同步电动机弱磁控制分段线性化研究 被引量:22
12
作者 陈坤华 孙玉坤 +1 位作者 吉敬华 项倩雯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第24期17-22,共6页
在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和... 在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和控制方程。线性化后的弱磁控制策略节省了电动机工作点计算时间,提高了系统实时性能,可实现最大转矩输出。结果表明,分段线性化弱磁控制策略使内嵌式永磁同步电动机在宽调速范围内获得了更好的调速性能,电动机可控性和可靠性增强。 展开更多
关键词 内嵌式同步电动机 控制 分段线性化 调速 数学模型
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稀土永磁同步电动机变频调速关键技术研究 被引量:8
13
作者 马瑞卿 李声晋 +1 位作者 周青苗 李钟明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期330-334,共5页
针对稀土永磁同步电动机自身特点,基于磁链轨迹控制策略,就他控式PWM变频调速系统中效率、谐波、振荡与失步、电机与变频器匹配以及电网电压波动等关键技术进行了研究。提出了最小电流法实现系统最高效率运行和使电机与变频器按最... 针对稀土永磁同步电动机自身特点,基于磁链轨迹控制策略,就他控式PWM变频调速系统中效率、谐波、振荡与失步、电机与变频器匹配以及电网电压波动等关键技术进行了研究。提出了最小电流法实现系统最高效率运行和使电机与变频器按最佳压频比匹配的思想,给出了减小电机振荡与抗失步对策,利用谐波抑制技术实现了输出电压波形准正弦化,并使用非零电压矢量自动补偿技术克服了电网电压波动对系统的影响。 展开更多
关键词 同步电动机 变频调速 稀土材料 同步电机
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电压空间矢量控制稀土永磁同步电动机变频调速研究 被引量:3
14
作者 马瑞卿 吴斌 韩英桃 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期67-72,共6页
提出一种多边形磁链轨迹作图法;导出周期开关状态表;用变频定宽调制法进行电压、频率同步平滑调节;由8031单片机实现电压空间矢量顺序控制;最后推出PWM线电压谐波计算公式及相应数据.
关键词 电压空间矢量 电机 同步电动机 变频调速
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变频电源供电永磁同步电动机数学模型与仿真 被引量:3
15
作者 李晓竹 肖宏飞 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第5期655-657,共3页
外贴式永磁同步电动机采用变频器供电,结构简单,控制方便。建了变频电源供电时永磁同步电动机的数学模型,对传统的机械运动方程进行了修正,使其更接近启动过程的实际情况。在此基础上,应用 MATLAB 语言编制了计算机仿真程序,用于分析电... 外贴式永磁同步电动机采用变频器供电,结构简单,控制方便。建了变频电源供电时永磁同步电动机的数学模型,对传统的机械运动方程进行了修正,使其更接近启动过程的实际情况。在此基础上,应用 MATLAB 语言编制了计算机仿真程序,用于分析电机不同工况时的瞬态性能和参数变化对动态性能的影响,并对一台 5.5 kW 的电机进行了仿真,结果证明修正后的数学模型是正确的。 展开更多
关键词 同步电动机 变频电源 电机 供电 计算机仿真 变频 参数变化 MATLAB语言 启动过程 瞬态性能
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Taguchi法在内嵌式永磁同步电动机中的应用 被引量:3
16
作者 王淑红 武潇 高泽梅 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期618-622,共5页
以内嵌式正弦波永磁同步电动机(IPMSM)优化设计为目标,首先采用"路"的方法,计算出影响电机性能的主要参数的范围。然后应用Taguchi法对一台11kW、380V的IPMSM分析,以影响电机性能的主要参数为控制因子,以烧结永磁材料过程中... 以内嵌式正弦波永磁同步电动机(IPMSM)优化设计为目标,首先采用"路"的方法,计算出影响电机性能的主要参数的范围。然后应用Taguchi法对一台11kW、380V的IPMSM分析,以影响电机性能的主要参数为控制因子,以烧结永磁材料过程中引起的制造误差为噪声因子,以效率和转矩脉动系数为输出响应。通过Hadamard矩阵法建立一混合正交表,对每一种正交结果进行有限元分析,得出各种控制因子和噪声因子对输出响应的影响,最后给出使电机效率高和转矩脉动系数小的一种方案。 展开更多
关键词 Taguchi法 同步电动机 有限元 转矩脉动
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转子偏心对永磁同步电动机电磁力特性的影响
17
作者 唐旭 成豪杰 +1 位作者 马兆兴 王瑞华 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期133-141,共9页
目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子... 目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子绕组基波及谐波磁动势、气隙磁导函数的解析模型的基础上,构建电动机无偏心、静态偏心、动态偏心时径向电磁力的解析分析模型,并研究电动机电磁力的阶数成分、频率成分特征。结果经分析发现,与电动机不偏心时电磁力的阶数r和频率成分fk相比,电动机静态偏心、动态偏心时均会增加阶数为r±1和r±2的电磁力;电动机静态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k);电动机动态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k)±f_(1)/p,f_(k)±2f_(1)/p。搭建电动机本体和矢量控制电路结合的联合仿真模型,该模型能够反映电动机不同运行状态下绕组电感、永磁体磁链等参数的变化,利用该模型分别仿真分析电动机无偏心、静态偏心和动态偏心带载运行时径向电磁力的阶数成分、频率成分。仿真分析结果与解析分析结果相符,验证了本文解析分析方法的正确性。结论研究结果可为电磁振动的削弱、电动机故障的预测与诊断提供理论依据。 展开更多
关键词 同步电动机 径向电 解析分析 静态偏心 动态偏心 变频供电
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永磁直线同步电动机变频起动性能研究 被引量:2
18
作者 王海星 袁世鹰 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第5期374-377,共4页
建立了永磁直线同步电动机变频起动过程的数学模型,采用MATLAB软件系统对其变频起动过程进行了仿真研究,得到起动过程中电压、电流和速度的变化曲线,并通过实验结果对仿真结果给予验证.
关键词 直线同步电动机 起动性能 变频
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矿用永磁同步电动机井下运行特性与控制研究
19
作者 邓渊 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第S2期208-210,共3页
研究了矿用永磁同步电动机的井下运行特性与控制策略,分析了新型永磁同步电动机的结构和运行机理,探讨了其在井下环境中的电磁振动特性,并研究了其控制系统。该电动机在宽广速度范围内具有良好的运行性能,特别是在矢量控制方式下,能够... 研究了矿用永磁同步电动机的井下运行特性与控制策略,分析了新型永磁同步电动机的结构和运行机理,探讨了其在井下环境中的电磁振动特性,并研究了其控制系统。该电动机在宽广速度范围内具有良好的运行性能,特别是在矢量控制方式下,能够实现平稳调速和实时动态响应。 展开更多
关键词 煤矿 同步电动机 运行特性 矢量控制
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基于永磁电动机的带式输送机多机同步控制方法
20
作者 许建军 赵奇 +3 位作者 陈玉 李银广 宋文清 李浩峰 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第S2期177-179,共3页
针对带式输送系统驱动装置存在冲击大、功率分配不协调、安全性能下降等问题,提出一种基于永磁电动机的带式输送机多机同步控制方法。首先对永磁电动机的外部结构进行优化,确定采用S型启动曲线,以抑制启动时冲击力大的缺点并实现光滑平... 针对带式输送系统驱动装置存在冲击大、功率分配不协调、安全性能下降等问题,提出一种基于永磁电动机的带式输送机多机同步控制方法。首先对永磁电动机的外部结构进行优化,确定采用S型启动曲线,以抑制启动时冲击力大的缺点并实现光滑平稳启动。结合转矩电流补偿法,设计了一种偏差耦合多机控制策略,以解决在不同负载条件下功率不平衡的问题。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 电动机 带式输送机 S型启动曲线 偏差耦合 多机同步控制
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