双余度永磁无刷电机系统数学模型与特性分析 被引量：4

1

作者 罗战强 丁文 +1 位作者 杨新团 梁得亮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期20-27,共8页

双余度机电作动伺服系统作为多电及全电飞机伺服作动系统具有体积小、功率密度大优点,提高了飞机伺服系统工作的可靠性。而双余度永磁无刷电机作为此系统中实现电能到机械能转换的关键部件,直接影响系统的性能。通过研究双余度永磁无刷... 双余度机电作动伺服系统作为多电及全电飞机伺服作动系统具有体积小、功率密度大优点,提高了飞机伺服系统工作的可靠性。而双余度永磁无刷电机作为此系统中实现电能到机械能转换的关键部件,直接影响系统的性能。通过研究双余度永磁无刷电机组成结构形式及脉宽调制逆变器的开关函数和系统的状态方程,分析双余度永磁无刷电机的互感耦合数学模型,建立双余度永磁无刷电机系统的数字仿真模型,此模型适用于处理该系统所组成的时变网络模型;在对系统特性进行分析的基础上完成了在Matlab环境下的系统仿真,对比分析了系统仿真与试验的波形。结果表明系统建模方法与实际运行结果相近,可以更好地分析余度电机的特性。 展开更多

关键词 双余度 永磁无刷电机 脉宽调制 状态方程 仿真模型

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新型双余度永磁无刷电机稳态特性的等效磁路模型 被引量：4

2

作者 罗战强 梁得亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期84-92,共9页

与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余... 与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余度永磁无刷电机每个余度绕组的磁路等效模型;在一个电周期内对磁路各部分磁导进行了详细分解计算,确定了以磁导表示的磁通矩阵,推导出气隙磁通和反电动势的计算方法。该数学模型考虑了轭部磁路和材料非线性磁饱和的影响,提高了模型的实用性。有限元分析结果表明了该数学模型的正确性。 展开更多

关键词 双余度永磁无刷电机 磁路等效模型 有限元分析

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双余度稀土永磁无刷伺服系统的控制策略 被引量：1

3

作者 罗战强 梁得亮 丁文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期66-73,共8页

在给出双余度稀土永磁无刷电机控制系统的基础上,建立双余度稀土永磁无刷电机的数学模型,采用基于模糊控制的双余度稀土永磁无刷伺服系统快速响应控制方式和控制策略,搭建了双余度稀土永磁无刷电机实验系统,并完成实验验证.实验结果表明... 在给出双余度稀土永磁无刷电机控制系统的基础上,建立双余度稀土永磁无刷电机的数学模型,采用基于模糊控制的双余度稀土永磁无刷伺服系统快速响应控制方式和控制策略,搭建了双余度稀土永磁无刷电机实验系统,并完成实验验证.实验结果表明:针对2×1.8kW双余度稀土永磁无刷伺服系统,提出的控制方式和控制策略满足系统在额定运行、阶跃响应和频率响应等不同工况下运行的复杂控制要求,使系统能够达到1 312.5的调速比、15 000rad/s2的响应角加速度及20Hz的频带宽. 展开更多

关键词 双余度稀土永磁无刷电机 伺服系统 控制策略 快速响应

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双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化 被引量：16

4

作者 王玉彬 程明 +1 位作者 花为 邹国棠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第30期62-67,共6页

推导了双定子永磁无刷(double-stator permanent magnet brushless,DS-PMBL)电机的功率方程。基于所导出的功率方程分析了该电机在不同磁负载下的功率输出特性,从而得到了使DS-PMBL电机获得最大输出功率的最优裂比(内定子外径与外定子... 推导了双定子永磁无刷(double-stator permanent magnet brushless,DS-PMBL)电机的功率方程。基于所导出的功率方程分析了该电机在不同磁负载下的功率输出特性,从而得到了使DS-PMBL电机获得最大输出功率的最优裂比(内定子外径与外定子外径之比)的解析表达式。在此基础之上,对内外气隙功率的合理配置进行了定量分析。以一台DS-PMBL样机为例,对其裂比进行了分析与优化,以使其获得最大功率密度。有限元计算结果和样机实验验证了设计方法和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 双定子永磁无刷电机 有限元分析 裂比 优化设计

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双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统 被引量：9

5

作者 蒋雪峰 黄文新 +4 位作者 郝振洋 曹瑞武 李伟 盛燕 姜文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期22-29,共8页

提出一种基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统,其电机本体采用转子磁钢离心式对称六相十极永磁容错电机,定子中包含两套相互独立的三相绕组。系统采用了基于矢量控制的热备份余度容错控制策略,同时采取故障诊断与余度通信策略。对... 提出一种基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统,其电机本体采用转子磁钢离心式对称六相十极永磁容错电机,定子中包含两套相互独立的三相绕组。系统采用了基于矢量控制的热备份余度容错控制策略,同时采取故障诊断与余度通信策略。对基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统进行了一相绕组断路和一相绕组短路故障态的仿真验证,并搭建了系统试验平台对其进行了试验验证。仿真和试验表明,当系统发生断路或短路故障后,电机输出性能仍可保持不变,实现了系统断路或短路故障容错,证明了电机设计的合理性及余度容错控制策略的正确性。 展开更多

关键词 双绕组永磁容错电机 故障诊断 余度容错控制 断路或短路故障

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功率分配用双定子永磁无刷电机设计与电磁特性分析 被引量：10

6

作者 王玉彬 程明 +1 位作者 樊英 邹国棠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期37-43,共7页

介绍了一种混合动力汽车(HEVs)功率分配用双定子永磁无刷(DS-PMBL)电机内外定子绕组功率合理配置的设计方法,导出了电机的尺寸方程,设计并制造了一台额定功率为2.5kW的样机。基于二维有限元法对电机的反电动势、电感、定位力矩等电磁特... 介绍了一种混合动力汽车(HEVs)功率分配用双定子永磁无刷(DS-PMBL)电机内外定子绕组功率合理配置的设计方法,导出了电机的尺寸方程,设计并制造了一台额定功率为2.5kW的样机。基于二维有限元法对电机的反电动势、电感、定位力矩等电磁特性进行了计算和分析。样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该电机用作HEVs功率分配装置的进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 混合动力汽车 功率分配 双定子永磁无刷电机 有限元分析 电磁特性

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双余度永磁无刷直流电机匝间短路故障诊断 被引量：14

7

作者 付朝阳 刘景林 张晓旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期104-109,共6页

为了提高系统可靠性,将余度技术引入到电机设计中来,设计了双余度永磁无刷直流电机。针对双余度永磁无刷直流电机绕组细微的匝间短路故障,选择了相电流作为故障分析信号,通过拆分定子槽,改变控制电路的方式,建立了电机的匝间短路故障有... 为了提高系统可靠性,将余度技术引入到电机设计中来,设计了双余度永磁无刷直流电机。针对双余度永磁无刷直流电机绕组细微的匝间短路故障,选择了相电流作为故障分析信号,通过拆分定子槽,改变控制电路的方式,建立了电机的匝间短路故障有限元仿真模型。根据故障信号和小波函数的特点,分别利用Daubechies3和coif5小波函数对故障信号进行了特征提取,结果表明在小波分解高频部分的第2层,信号有明显突变,并由此确定了coif5小波函数进行故障特征检测。采用coif5小波函数对相电流d2分解系数进行了能量特征提取,得到了各相短路时的故障特征向量。采用了小波神经网络进行故障诊断,建立了基于PNN神经网络的故障诊断模型,对故障样本进行了诊断,诊断结果准确可靠,验证了所用方法的有效可行。 展开更多

关键词 双余度 永磁无刷直流电机 匝间短路 故障诊断

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双余度永磁无刷直流电机设计与实验研究 被引量：3

8

作者 付朝阳 刘景林 金英汉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期724-728,共5页

为了提高系统可靠性,将余度技术引入到永磁无刷直流电机设计中。设计了2种定子绕组方式,包括同槽嵌放和隔槽嵌放结构。建立了2种结构下的数学模型,对绕组电感进行了分析计算,推导了绕组自感和互感之间的关系。根据数学模型,设计了双余... 为了提高系统可靠性,将余度技术引入到永磁无刷直流电机设计中。设计了2种定子绕组方式,包括同槽嵌放和隔槽嵌放结构。建立了2种结构下的数学模型,对绕组电感进行了分析计算,推导了绕组自感和互感之间的关系。根据数学模型,设计了双余度永磁无刷直流电机的具体结构参数,对转速和转矩进行了仿真。利用magtrol测试系统对双余度永磁无刷直流电机进行了实验,对比分析了2种结构不同工作模式下的机械特性曲线。实验结果表明:2种结构的双余度无刷直流电机在运行过程中,具有良好的动态特性,2套绕组同时工作时其转矩为1套绕组工作时的2倍;2套绕组并未对电机性能产生不良影响,但大大提高了系统可靠性。 展开更多

关键词 双余度 永磁无刷直流电机 设计 实验

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电动车用低速直驱稀土永磁无刷电机系统 被引量：2

9

作者 刘建林 冯垚径 +1 位作者 曾毅 杨海 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1842-1848,共7页

针对电动车用伺服电机及其控制技术研究现状,提出一种低速直驱式稀土永磁无刷电机系统。该系统选用外转子永磁同步电动机(PMSM),转子磁路采用表面插入式结构。首先,分析外转子PMSM的结构特征,并对电机电磁方案进行研究;设计1台3 kW、6... 针对电动车用伺服电机及其控制技术研究现状,提出一种低速直驱式稀土永磁无刷电机系统。该系统选用外转子永磁同步电动机(PMSM),转子磁路采用表面插入式结构。首先,分析外转子PMSM的结构特征,并对电机电磁方案进行研究;设计1台3 kW、6极的车用外转子PMSM,并完成样机制作及测试;其次,研究PMSM的无位置传感器矢量控制,并结合设计的电机参数,利用MATLAB/Simulink软件对伺服系统进行仿真分析。研究结果表明:外转子PMSM具有效率高、转矩密度大、适合低速运行等特点,可直接驱动电动车辆;采用"磁场有限元分析"结合"等效磁路计算"的方法,有利于提高电机设计分析的准确度;对该电机系统实施的无传感器矢量控制策略,取得了较好的效果;利用滑模观测器能够较准确地估算电机转速和跟踪转子位置,并对负载变化引起的扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 低速直驱 外转子 稀土永磁无刷电机 矢量控制

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双余度永磁同步电机温度场分析 被引量：4

10

作者 陈益广 翟文聪 沈勇环 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期488-493,共6页

介绍了一种各相绕组间低热耦合无电磁耦合双余度永磁同步电机.通过二维电磁场有限元分析,得到了电机定子绕组铜耗,定子铁心大齿、小齿和轭部铁耗,以及永磁体和护套的涡流损耗,计算出它们的生热率.根据传热学理论,确定了电机各部件的导... 介绍了一种各相绕组间低热耦合无电磁耦合双余度永磁同步电机.通过二维电磁场有限元分析,得到了电机定子绕组铜耗,定子铁心大齿、小齿和轭部铁耗,以及永磁体和护套的涡流损耗,计算出它们的生热率.根据传热学理论,确定了电机各部件的导热系数和表面传热系数,并对定子绕组线圈进行了精细化建模,建立了电机三维温度场模型,通过有限元分析得到了额定工况下电机的三维全域稳态温度分布结果.当一套绕组发生单相短路故障另一套绕组单独工作时,故障相绕组和工作绕组最高温度相差7.1,℃,说明相绕组间热耦合较低;当两套绕组同时工作时,机壳表面最高温度的分析结果和实验结果误差为4.5%,,验证了分析方法的有效性. 展开更多

关键词 双余度 永磁同步电机 三维温度场 损耗

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基于改进迭代田口法的双余度永磁同步电机优化设计 被引量：14

11

作者 张玉峰 高文韬 +2 位作者 史乔宁 孟庆品 杜光辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2637-2647,2685,共12页

针对双余度永磁同步电机(DRPMSM)的多目标优化设计问题,该文采用Pearson相关系数分析法,在参数敏感度分析的基础上,提出一种改进迭代田口法的多目标优化设计方法。该方法利用单余度模式下的田口法优化设计结果作为双余度模式下优化因子... 针对双余度永磁同步电机(DRPMSM)的多目标优化设计问题,该文采用Pearson相关系数分析法,在参数敏感度分析的基础上,提出一种改进迭代田口法的多目标优化设计方法。该方法利用单余度模式下的田口法优化设计结果作为双余度模式下优化因子水平取值的依据,对优化因子的水平取值进行了优化选择。既考虑了各工作模式下的优化设计,又解决了不同水平值之间无法寻优的问题。以800 W双余度永磁同步电机为例,利用有限元仿真,对比分析了优化前后的效率、转矩等关键性能参数,验证了所提优化方法的有效性。最后,制作了实验样机,实验测试结果与优化设计结果有较高的吻合度,证明该文所提出方法可有效解决多余度电机的多目标优化设计问题,拓宽了对于该类电机的优化设计思路。 展开更多

关键词 双余度永磁同步电机 敏感度分析 迭代田口法 多目标优化 有限元分析

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双余度永磁无刷直流电机电磁特性分析 被引量：1

12

作者 付朝阳 刘景林 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期984-988,共5页

为了提高系统可靠性,将余度技术引入到永磁无刷直流电机设计中。设计了2种定子绕组方式,包括同轴线绕组冗余和不同轴线绕组冗余2种结构。建立了2种结构下的数学模型,对绕组电感进行了分析计算,推导了绕组自感和互感之间的关系。对同轴... 为了提高系统可靠性,将余度技术引入到永磁无刷直流电机设计中。设计了2种定子绕组方式,包括同轴线绕组冗余和不同轴线绕组冗余2种结构。建立了2种结构下的数学模型,对绕组电感进行了分析计算,推导了绕组自感和互感之间的关系。对同轴线绕组冗余时和不同轴线绕组冗余时的磁势进行了分析,分析结果表明,同轴线绕组冗余时增磁磁势和去磁磁势相等,而不同轴线绕组冗余时去磁磁势大于增磁磁势。根据数学模型,设计了双余度永磁无刷直流电机的具体结构参数,对电机转速进行了仿真,仿真结果表明不同轴线绕组冗余时的电机转速高于同轴线绕组冗余时的电机转速,验证了理论分析结果。 展开更多

关键词 双余度 永磁无刷直流电机 电感 磁势 分析

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基于双绕组永磁容错电机双余度控制系统研究 被引量：4

13

作者 黄义红 郝振洋 穆晓敬 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第6期36-40,74,共6页

基于双绕组永磁容错电机,对双余度电机控制系统进行控制策略分析。建立了系统的MATLAB仿真模型,包括电机本体模型、SVPWM、三相全桥逆变器、转速PI控制器、电流PI控制器五部分。仿真表明,该双余度控制系统能够实现恒转速与恒转矩模态切... 基于双绕组永磁容错电机,对双余度电机控制系统进行控制策略分析。建立了系统的MATLAB仿真模型,包括电机本体模型、SVPWM、三相全桥逆变器、转速PI控制器、电流PI控制器五部分。仿真表明,该双余度控制系统能够实现恒转速与恒转矩模态切换。实验表明,在恒转速模式下改变转矩转速不变,在恒转矩模态下改变转速转矩保持不变。仿真及实验结果表明当系统发生断路故障时进行余度切换控制,故障态的输出功率和转速不变,实现容错控制。 展开更多

关键词 永磁容错电机 双余度控制 矢量控制 余度切换

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双余度机载永磁无刷直流伺服系统转矩均衡性 被引量：8

14

作者 周奇勋 李声晋 +1 位作者 卢刚 张举中 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期17-23,共7页

电动静液压作动器(EHA)作为飞行器舵机集成一体化作动系统具有体积小、功率密度高的优点,EHA以双余度稀土永磁无刷直流伺服系统作为执行机构提高了舵机工作的可靠性。通过对不同类型的余度运行模式与双余度电机结构特性的比较,确定了系... 电动静液压作动器(EHA)作为飞行器舵机集成一体化作动系统具有体积小、功率密度高的优点,EHA以双余度稀土永磁无刷直流伺服系统作为执行机构提高了舵机工作的可靠性。通过对不同类型的余度运行模式与双余度电机结构特性的比较,确定了系统的拓扑结构。详细分析了双余度电机电磁转矩纷争产生的原因与后果,提出了以位置交叉反馈与分段线性插值消除转矩纷争的方法。实验证明,该方法易于工程实现,能消除余度间转矩纷争现象。系统带宽5Hz,满足现代飞行器作动系统的要求,在未来功率电传的飞控系统中具有应用前景。 展开更多

关键词 双余度 电动静液压作动器 永磁无刷直流电机 伺服系统 转矩纷争

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稀土永磁同步电动机的双结构控制研究 被引量：3

15

作者 齐蓉 林辉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期151-154,共4页

对于转速精度高、调速范围宽,且要求平滑无级调速的稀土永磁同步电动机,为兼顾稳态和动态性能,使位置换向和时间换向相的优点都得以发挥,提出两种控制方式相结合的双结构控制方案,采用逆变器直流侧电压和控制端电压分别控制的策略,研究... 对于转速精度高、调速范围宽,且要求平滑无级调速的稀土永磁同步电动机,为兼顾稳态和动态性能,使位置换向和时间换向相的优点都得以发挥,提出两种控制方式相结合的双结构控制方案,采用逆变器直流侧电压和控制端电压分别控制的策略,研究两种控制方式下的切换条件、控制过程和实现方法.系统以TMS320F240 DSP芯片为核心,提出软件伺服策略,在线计算实现两种控制结构的平滑切换及电机调速控制,克服失步现象,满足精度要求。 展开更多

关键词 稀土永磁同步电动机 双结构控制 DSP芯片 伺服系统

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稀土永磁无刷直流电动机的交流设计

16

作者 张敏霞 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1992年第3期66-72,共7页

本文提出稀土永磁无刷直流电动机设计的一种交流设计法。文中结出了一些有意义的结论和实用的公式。

关键词 直流电机 无刷电机 稀土永磁材料

全文增补中

双余度机电作动伺服系统数学模型与特性 被引量：8

17

作者 罗战强 梁得亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期165-173,共9页

机电作动器作为飞行控制系统之伺服作动器具有体积小、功率密度大的优点,而双余度永磁无刷电机作为机电作动伺服系统的动力源提高了伺服作动系统工作的可靠性。通过对不同的系统工作模式与双余度永磁无刷电机结构特性的比较,建立了双余... 机电作动器作为飞行控制系统之伺服作动器具有体积小、功率密度大的优点,而双余度永磁无刷电机作为机电作动伺服系统的动力源提高了伺服作动系统工作的可靠性。通过对不同的系统工作模式与双余度永磁无刷电机结构特性的比较,建立了双余度伺服作动系统数学模型。详细分析了双余度永磁无刷电机电磁转矩纷争产生的原因,提出了以数据链交叉反馈及均衡算法抑制转矩纷争的方法。理论分析及实验证明,该方法能消除余度电机间转矩纷争现象;系统频带宽3Hz,满足多电以及全电飞机电力作动系统的要求。 展开更多

关键词 机电作动器 双余度永磁无刷电机 伺服系统 转矩纷争

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