消除单相磁通切换型磁阻电机启动死区的新型转子结构及其实验研究

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作者 张宗盛 王秀和 杨玉波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第18期4779-4789,共11页

该文提出一种新型转子设计方案,以克服单相磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)存在启动死区的不足。文章分析了单相FSM的工作特点及现有关于改善、消除启动死区方法的特点与不足,基于此提出一种"错位"装配的转子... 该文提出一种新型转子设计方案,以克服单相磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)存在启动死区的不足。文章分析了单相FSM的工作特点及现有关于改善、消除启动死区方法的特点与不足,基于此提出一种"错位"装配的转子设计方案,并对两种具体的"错位"装配转子结构进行了3D有限元仿真分析,最终选取了由两种不同极弧长度叠片组成的转子结构。阐述了装有该新型转子FSM控制电路的选取原则及控制方法的特点,搭建了整个电机系统的联合仿真模型并进行仿真,制作了装有新型转子的FSM样机及控制器并进行了实验测试。仿真分析与实验测试结果表明,该文所设计的新型转子结构实现了消除单相FSM启动死区的研究目标,具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 单相磁通切换型磁阻电机 启动死区 错位装配 3D有限元仿真 实验研究

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单相磁通切换型磁阻电机的快速建模方法 被引量：3

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作者 张宗盛 王秀和 +1 位作者 杨玉波 张冉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期6-11,共6页

为快速而有效的实现对单相磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)动态特性描述,提出一种快速建立电机非线性电感模型的方法。采用磁路分析的方法建立一对定转子极之间气隙磁导随转子位置变化的表达式,并在此基础上根据单相FSM... 为快速而有效的实现对单相磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)动态特性描述,提出一种快速建立电机非线性电感模型的方法。采用磁路分析的方法建立一对定转子极之间气隙磁导随转子位置变化的表达式,并在此基础上根据单相FSM的结构特点利用气隙磁导表达式建立了励磁绕组、电枢绕组的自感及互感关于转子位置角的非线性模型。样机的反电动势实验值与模型计算值的对比表明:所提出的快速建模方法能够应用于单相FSM非线性电感的建模。电流较小时准确度很高,电流增大时漏磁的影响变大,反电动势的实验值与模型计算值在上升沿与下降沿处会出现一定的偏差,基于单相FSM的结构特点,该偏差不会影响电机动态响应分析的准确性。 展开更多

关键词 磁通切换型磁阻电机 磁路分析 气隙磁导 非线性电感 动态响应分析

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单相并联混合励磁磁通切换型磁阻电机建模与分析 被引量：1

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作者 张宗盛 王秀和 +1 位作者 杨玉波 张冉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期1-7,共7页

磁通切换型磁阻电机可采用不同的励磁形式,其中电励磁式与混合励磁式的励磁磁动势是可调节的,在单相电励磁结构基础上分析设计了相同定转子极数比的并联混合励磁的磁通切换型磁阻电机。提出一种借助于变跨距电励磁磁通切换型磁阻电机的... 磁通切换型磁阻电机可采用不同的励磁形式,其中电励磁式与混合励磁式的励磁磁动势是可调节的,在单相电励磁结构基础上分析设计了相同定转子极数比的并联混合励磁的磁通切换型磁阻电机。提出一种借助于变跨距电励磁磁通切换型磁阻电机的有限元仿真结果,以建立混合励磁结构的简化磁路模型的方法,通过该模型可获得描述电机动态特性的非线性等效励磁电流、电感等参数。制作了具有可比性的电励磁、混合励磁结构样机各一台,并进行了实验测试,模型计算值与实验值吻合度较高,验证了理论分析、建模方法的正确性。 展开更多

关键词 磁通切换型磁阻电机 励磁结构 分析设计 建模方法 实验对比

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新型混合励磁磁通切换型磁阻电机的变结构磁路模型 被引量：8

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作者 张宗盛 王秀和 杨玉波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期3467-3474,共8页

为使磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)兼具节电效果与励磁调节能力,提出一种新型单相混合励磁磁通切换型磁阻电机(hybrid excitation flux switching motor,HEFSM),其由励磁绕组与永磁体共同提供励磁磁动势,结构独特,磁路... 为使磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)兼具节电效果与励磁调节能力,提出一种新型单相混合励磁磁通切换型磁阻电机(hybrid excitation flux switching motor,HEFSM),其由励磁绕组与永磁体共同提供励磁磁动势,结构独特,磁路复杂。同时,提出一种适用于该电机静态特性分析的磁路模型建模方案,包括适用于结构变化的气隙及铁心磁阻确定方法,同时避免了重新列解磁路方程,求解方程时对磁化曲线进行插值处理,使得铁心的磁导率为非线性,更加贴合实际情况。设计制作了样机,进行了有限元仿真与实验研究。仿真、实验结果与所建模型计算结果对比表明,所建立的模型能够较好的反应电机的实际特性,为该类电机的设计、分析提供了参考。 展开更多

关键词 混合励磁 磁通切换型磁阻电机 变结构 非线性 静态分析

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新型永磁型磁通切换型磁阻电机齿槽转矩机理分析和解析分析模型 被引量：17

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作者 王道涵 王秀和 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期77-82,共6页

永磁型磁通切换型磁阻电机(PMFSM)是一种新型定子永磁型双凸极磁阻电机,具有励磁损耗低和效率高的特点。PMFSM独特的双凸极结构和固定的定转子齿数配合使其齿槽转矩问题较传统永磁电机更加突出。针对目前对PMFSM齿槽转矩研究的不足,本... 永磁型磁通切换型磁阻电机(PMFSM)是一种新型定子永磁型双凸极磁阻电机,具有励磁损耗低和效率高的特点。PMFSM独特的双凸极结构和固定的定转子齿数配合使其齿槽转矩问题较传统永磁电机更加突出。针对目前对PMFSM齿槽转矩研究的不足,本文对比分析了PMFSM与传统永磁电机齿槽转矩机理特点和不同,建立了一套适合于PMFSM齿槽转矩解析分析方法,据此建立了与电机结构参数直接相关的PMFSM齿槽转矩解析模型,对削弱PMFSM的齿槽转矩具有重要的实际工程指导意义。 展开更多

关键词 永磁型磁通切换型磁阻电机 齿槽转矩 解析分析模型 有限元法

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磁通切换型磁阻电机系统的非线性仿真模型 被引量：6

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作者 王道涵 王秀和 张冉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第30期76-83,共8页

磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)是近年来出现的一种新型双凸极无刷电机,独特的结构和工作原理使其建模与动态仿真成为难点。为了较准确地研究其电磁特性,基于傅里叶级数和数值拟合的方法,构造了FSM的高阶连续非线性电感... 磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)是近年来出现的一种新型双凸极无刷电机,独特的结构和工作原理使其建模与动态仿真成为难点。为了较准确地研究其电磁特性,基于傅里叶级数和数值拟合的方法,构造了FSM的高阶连续非线性电感函数,据此建立了整个FSM系统的数字仿真模型,分析了其动态特性;设计了一台2.2kW、8/4极结构FSM样机,进行了实验研究,实验和仿真结果对比表明:所建立的非线性模型能够较好地反映FSM系统的实际工作特性,为该电机的设计、性能分析以及控制策略等提供了参考。 展开更多

关键词 磁通切换型磁阻电机 非线性电感模型 高阶连续函数

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新型混合励磁磁通切换型磁阻电机的非线性等效电感模型 被引量：4

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作者 张宗盛 王秀和 杨玉波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第36期6485-6492,共8页

新型混合励磁磁通切换型磁阻电机(hybrid excitation flux switching motor,HEFSM)中电枢绕组、励磁绕组、永磁体三者所产生的磁场相互耦合,建立动态数学模型比较困难。为分析该电机的动态特性,该文提出一种构造三维非线性等效电感的方... 新型混合励磁磁通切换型磁阻电机(hybrid excitation flux switching motor,HEFSM)中电枢绕组、励磁绕组、永磁体三者所产生的磁场相互耦合,建立动态数学模型比较困难。为分析该电机的动态特性,该文提出一种构造三维非线性等效电感的方法,该方法是在将永磁体与励磁绕组的作用效果等效为一个整体励磁激励的基础上,利用傅里叶级数拟合单一电感曲线并利用特定转子位置的磁路确定电感非线性比例系数。最后进行了实验研究,仿真计算和实验结果的对比表明:该文所建立的电感模型能够较好地反映电机的实际特性,为该类电机的动态分析、控制策略研究等提供了参考。 展开更多

关键词 混合励磁 磁通切换型磁阻电机 傅里叶级数 等效电感 非线性模型

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并列式混合励磁磁通切换型电机及其电流矢量控制策略研究 被引量：20

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作者 朱婷婷 邓智泉 王宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第15期140-147,4,共8页

为解决永磁磁通切换式电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型并列式混合励磁磁通切换型(parallel hybridexcited flux-switching,PHEFS)电机,该电机继承了永磁磁通切换电机功率密度高、反电势正弦等优势,且具有较强的对称调磁能力。结... 为解决永磁磁通切换式电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型并列式混合励磁磁通切换型(parallel hybridexcited flux-switching,PHEFS)电机,该电机继承了永磁磁通切换电机功率密度高、反电势正弦等优势,且具有较强的对称调磁能力。结合磁路仿真对该电机电感特性和弱磁性能进行了理论分析,建立了PHEFS电机的数学模型,提出了id 0最大转矩铜耗比电流矢量控制策略,通过对励磁电流和电枢电流的合理分配,在保证静态特性的同时,达到最大转矩铜耗比,以提高电机的运行效率。原理样机的实验结果证明了该电机良好的调磁性能及所提算法的合理性与有效性。 展开更多

关键词 并列式混合励磁磁通切换型电机 调磁性能 弱磁能力 电流矢量控制 最大转矩铜耗比

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一种基于非线性反馈重复控制策略的磁通切换直线电机推力波动抑制方法 被引量：7

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作者 孟高军 余海涛 +2 位作者 胡敏强 刘海涛 酒晨霄 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期169-177,共9页

针对初级永磁型磁通切换直线(LFSPM)电机,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力、摩擦力及参数变化等不确定性对伺服系统的影响,提出一种基于非线性反馈的重复控制策略。首先,在分析LFSPM电机定位力的基础上,通过设计重复控... 针对初级永磁型磁通切换直线(LFSPM)电机,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力、摩擦力及参数变化等不确定性对伺服系统的影响,提出一种基于非线性反馈的重复控制策略。首先,在分析LFSPM电机定位力的基础上,通过设计重复控制器对定位力引起的推力波动进行抑制;随后设计非线性反馈控制器,对因摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的推力波动进行补偿,同时使逼近误差随周期数的累加而呈现减小的趋势,保证了系统的全局渐近稳定性。最后,通过A&D5435半实物系统搭建了控制模型,实验结果表明,该控制方案有效抑制了因定位力及其他不确定因素引起的推力波动。 展开更多

关键词 永磁型磁通切换直线电机 双凸极 定位力 重复控制 非线性反馈 推力波动

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电励磁磁通切换电机励磁故障下发电运行研究 被引量：1

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作者 王玉彬 王从贵 +1 位作者 李祥林 马文忠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期66-71,共6页

针对电励磁磁通切换电机(EE-FSM)的独特定子结构配置,提出一种在励磁绕组发生故障、无励磁磁场时,以开关磁阻发电机(SRG)模式运行的控制策略。首先分析了EE-FSM以SRG模式运行的基本原理,然后以一台12/10 EE-FSM为研究对象,提出一种6相SR... 针对电励磁磁通切换电机(EE-FSM)的独特定子结构配置,提出一种在励磁绕组发生故障、无励磁磁场时,以开关磁阻发电机(SRG)模式运行的控制策略。首先分析了EE-FSM以SRG模式运行的基本原理,然后以一台12/10 EE-FSM为研究对象,提出一种6相SRG发电运行控制方案。在此基础上,采用有限元法分析了电机以SRG模式运行时的磁场分布、电枢绕组磁链、电枢电流以及电功率输出能力等电磁特性。分析结果表明,EE-FSM在励磁绕组故障条件下可运行于SRG模式,从而可改善EE-FSM发电运行状态的可靠性。 展开更多

关键词 电励磁 磁通切换 电机故障运行 开关磁阻发电机 有限元分析

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《电机与控制学报》第13卷(2009)总目次

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《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期937-944,共8页

关键词 永磁同步电机 mode line 永磁式电机 无轴承开关磁阻电机 PMSM 永磁同步电动机 变换器 转换器 直线感应电机 磁通切换永磁电机 笼型转子 BLDC 杨贵杰 Jun 无速度传感器 转子位置 学报 连续出版物 目次

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Initial Rotor Position Detection of 12/10 Flux-switching Permanent Magnet Motors 被引量：10

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作者 XU Peilin DENG Zhiquan WANG Yu SONG Lucheng 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期I0014-I0014,共1页

电机转子初始位置检测的精度直接决定其启动运行时的性能。针对12/10极永磁磁通切换型电机,在验证其凸极性的基础上,采用注入脉振高频信号实现转子初始位置估计。通过对传统高频脉振正弦电压信号注入的分析,研究了基于高频方波或三角波... 电机转子初始位置检测的精度直接决定其启动运行时的性能。针对12/10极永磁磁通切换型电机,在验证其凸极性的基础上,采用注入脉振高频信号实现转子初始位置估计。通过对传统高频脉振正弦电压信号注入的分析,研究了基于高频方波或三角波的注入方法,再利用电流差值调制或直接信号调制方法得到位置误差信号,同时根据磁路的饱和效应,通过对d轴电流过零点时间差值的累加,实现了磁极方向辨识。分析了位置误差信号的系数与初始位置检测收敛性的关系。通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 转子磁通 初始位置检测 电机转子 切换 开关磁阻电动机 永磁 转子位置检测 永久磁铁

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