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新型双凸极永磁电机调速系统的变参数PI控制 被引量:109
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作者 孙强 程明 +1 位作者 周鹗 胡敏强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期117-122,共6页
双凸极永磁电机转矩和转速之间具有强烈的非线性关系,采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性,为此根据PI控制器各参数在调节过程中的不同作用,提出了适于单片机上实现的变参数PI控制模型,并用遗传算法求解其参数,理论分析与... 双凸极永磁电机转矩和转速之间具有强烈的非线性关系,采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性,为此根据PI控制器各参数在调节过程中的不同作用,提出了适于单片机上实现的变参数PI控制模型,并用遗传算法求解其参数,理论分析与实验结果均表明,变参数PI控制器比常规PI控制器具有更强的自适应性,双凸极电机调速系统具有优良的稳态和动态性能,该文所提出的控制模型及其算法是正确和有效的。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 调速系统 变参数PI控制 遗传算法 单片机
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新型定子双馈双凸极永磁电机研究 被引量:32
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作者 李永斌 江建中 邹国棠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期119-123,共5页
研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的... 研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的目的。本文介绍了样机的结构特点,分析了气隙磁通调节范围、直流励磁磁势和并联磁分路磁阻三者之间的关系,进行了样机磁场的有限元计算,样机试验与设计吻合。该电机结构新颖,励磁控制简单,调磁效果明显,励磁损耗小,具有较高的研究和实用价值。 展开更多
关键词 定子 双凸极永磁电机 励磁 磁通 磁势 气隙 新型 调节范围 研究
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单斩电流滞环控制的双凸极永磁电机三相桥式功率变换器中的电流尾巴 被引量:9
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作者 秦海鸿 黄伟君 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第20期124-131,共8页
双凸极永磁电机的功率控制器通常采用电流滞环斩波控制。文中基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,研究了单斩电流滞环控制的三相桥式功率控制电路;提出采用这种控制方案的三相桥式变换器,每相绕组在关断时段内,会出现两段电流尾巴,削... 双凸极永磁电机的功率控制器通常采用电流滞环斩波控制。文中基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,研究了单斩电流滞环控制的三相桥式功率控制电路;提出采用这种控制方案的三相桥式变换器,每相绕组在关断时段内,会出现两段电流尾巴,削弱电机出力,增加系统损耗。文中首先介绍了单斩电流滞环控制方案,给出基于这种控制方案的三相桥式功率变换器稳态工作原理分析,阐述了电流尾巴的产生机理,给出电流尾巴出现时刻及电流尾巴大小的解析式,指出其危害性,并讨论了三相绕组反电势对称性及霍尔位置调整的准确度对电流尾巴的影响,实验结果证明了文中研究及结论的正确性。 展开更多
关键词 电机电工 双凸极永磁电机 转子斜槽 电流尾巴 三相桥式 电流滞环 单斩
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双凸极永磁电机两种斩波控制方式的比较 被引量:7
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作者 秦海鸿 黄伟君 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期1-6,共6页
三相六状态控制的转子斜槽式双凸极永磁电机通常采用单斩PWM调制方式。但传统的只斩桥臂上管或只斩桥臂下管的单斩方式会造成桥臂上下功率管损耗的不同,加大了散热设计难度。提出一种改进型单斩PWM调制方式,对桥臂上下管进行轮换单斩,... 三相六状态控制的转子斜槽式双凸极永磁电机通常采用单斩PWM调制方式。但传统的只斩桥臂上管或只斩桥臂下管的单斩方式会造成桥臂上下功率管损耗的不同,加大了散热设计难度。提出一种改进型单斩PWM调制方式,对桥臂上下管进行轮换单斩,保证了每个开关管损耗的一致性。两种单斩PWM调制方式的分析对比及系统实验结果表明:改进型轮换单斩上下管的PWM调制方式确保了上下管损耗的一致性,克服了传统单斩方式使功率控制器存在局部热点的缺陷,提高了系统效率,具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 转子斜槽 三相六状态控制 电流滞环 轮换单斩
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双凸极永磁电机斜极转子设计和绕组换流模式研究 被引量:11
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作者 李永斌 龚宇 江建中 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期70-75,共6页
本文首先分析了双凸极永磁电机转子极弧宽度对自定位转矩的影响,提出了双凸极永磁电机等极弧半极宽斜极转子的设计思想;在此基础上,通过对绕组磁链的分析,率先将六状态换流模式引入到双凸极永磁电机的控制系统中,改善了双凸极永磁电机... 本文首先分析了双凸极永磁电机转子极弧宽度对自定位转矩的影响,提出了双凸极永磁电机等极弧半极宽斜极转子的设计思想;在此基础上,通过对绕组磁链的分析,率先将六状态换流模式引入到双凸极永磁电机的控制系统中,改善了双凸极永磁电机的换流特性,有效减小了转矩脉动,同时简化了系统控制参数,提高了控制的可靠性。数字仿真和试验结果验证了这些设计思想的正确性。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 换流模式 转子斜 数字仿真 转矩脉动
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双凸极永磁电机中五种PWM控制方式下的电流拖尾现象 被引量:5
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作者 秦海鸿 赵朝会 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期36-43,共8页
基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,简要介绍了其基本工作原理,然后分别在五种基本的PWM控制方式下,对一周期每工作区间内关断相绕组的工作情况进行了研究。研究表明,除PWM双斩控制方式外,其余四种PWM单斩控制方式下,均会在关断相绕... 基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,简要介绍了其基本工作原理,然后分别在五种基本的PWM控制方式下,对一周期每工作区间内关断相绕组的工作情况进行了研究。研究表明,除PWM双斩控制方式外,其余四种PWM单斩控制方式下,均会在关断相绕组中出现一类特殊的电流拖尾现象。本文对电流拖尾产生机理进行了详细推导和阐述,给出了不同PWM控制方式下绕组电流的典型波形及分析,探讨了电流拖尾对电机运行的影响。基于四种PWM单斩方式下电流拖尾产生机理的相似性,文末以单斩桥臂上管的H_pwm-L_on型控制方式为例,给出相关实验结果,验证了理论分析及结论的正确性。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机机理 电流拖尾 PWM 三相桥式 单斩
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双凸极永磁电机数字控制驱动系统的分析与实现 被引量:4
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作者 秦海鸿 黄伟君 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期58-63,共6页
揭示了采用斜槽转子结构的双凸极永磁电机独特的静态特性和运行原理,分析研究了新颖的控制策略和变P I参数转速调节与单极性电流滞环调节相结合的双闭环控制方案,阐述了DSP的数字实现方法,设计研制了9 kW,12/8极转子斜槽式双凸极永磁电... 揭示了采用斜槽转子结构的双凸极永磁电机独特的静态特性和运行原理,分析研究了新颖的控制策略和变P I参数转速调节与单极性电流滞环调节相结合的双闭环控制方案,阐述了DSP的数字实现方法,设计研制了9 kW,12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机驱动系统。实验结果表明,转子斜槽结构电机与本文控制方案的结合有效改善了齿谐波效应,提高了电机出力及运行平稳度,具有结构简单、功率密度高、效率高、起动速度快和可控性好等优点。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 转子斜槽 雯参数PI 电流滞环 数字控制
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基于模糊神经网络的双凸极永磁电机非线性建模 被引量:9
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作者 孙强 程明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期601-606,共6页
双凸极永磁电机的电感、磁链等特性呈严重非线性,常规的线性或准线性模型难以准确反映双凸极永磁电机的实际特性,影响双凸极永磁电机的控制精度和工作性能.为此,本文提出采用自适应模糊神经网络建立双凸极永磁电机模型的新方法.首先在... 双凸极永磁电机的电感、磁链等特性呈严重非线性,常规的线性或准线性模型难以准确反映双凸极永磁电机的实际特性,影响双凸极永磁电机的控制精度和工作性能.为此,本文提出采用自适应模糊神经网络建立双凸极永磁电机模型的新方法.首先在介绍了自适应模糊神经网络结构后,采用改进的递推最小二乘法修改网络参数,同时采用遗传算法对遗忘因子和学习率进行了优化,仿真计算和实测结果表明,该模型有很快的收敛性和很高的精确度,最后给出了利用模型实现双凸极永磁电机优化控制的方法. 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 非线性模型 自适应模糊神经网络 混合算法 遗传算法
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双凸极永磁电机的对称化设计 被引量:1
9
作者 崔巍 龚宇 +2 位作者 江建中 章跃进 杜世勤 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期825-830,共6页
针对永磁双凸极电机存在各相反电势(EMF)不对称和转矩脉动较大的问题,提出2种分别基于不等槽宽和等槽宽设计的新型双凸极永磁(DSPM)电机.该设计方法可以确保电机各相磁路具有相同的磁阻特性,并通过定子绕组的特殊排布以补偿电机自感的变... 针对永磁双凸极电机存在各相反电势(EMF)不对称和转矩脉动较大的问题,提出2种分别基于不等槽宽和等槽宽设计的新型双凸极永磁(DSPM)电机.该设计方法可以确保电机各相磁路具有相同的磁阻特性,并通过定子绕组的特殊排布以补偿电机自感的变化.通过实现电机各相磁路对称并削弱自感的波动程度,可以有效消除电机各相EMF的不对称以及最大程度削弱转矩脉动.采用有限元时步法对新型电机处于空载和负载条件下的稳态性能进行了比较分析.仿真和实验结果验证了新型DSPM设计方法的有效性. 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 不等槽宽 等槽宽
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基于谐振补偿策略的少稀土类齿轭磁势互补型双凸极永磁电机的驱动控制研究 被引量:3
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作者 刘峻峰 朱孝勇 +2 位作者 全力 项子旋 张超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期6534-6542,共9页
该文以少稀土齿轭磁势互补型双凸极永磁电机为研究对象,提出一种有效的谐振补偿控制策略,以实现转速脉动的抑制和电机驱动性能的提升。首先,对电机空载反电动势和定位力矩进行谐波频谱分析,并根据分析结果,针对电机转矩方程和运动方程... 该文以少稀土齿轭磁势互补型双凸极永磁电机为研究对象,提出一种有效的谐振补偿控制策略,以实现转速脉动的抑制和电机驱动性能的提升。首先,对电机空载反电动势和定位力矩进行谐波频谱分析,并根据分析结果,针对电机转矩方程和运动方程的数学模型进行进一步推导。然后,在电机转速脉动呈近似正弦变化特点的基础上,提出一种将PI控制器与谐振控制器相结合的电流调节方法并确定控制系统的改进方案,尽可能地提升转速脉动抑制的效果。在Matlab中搭建基于谐振补偿控制策略的系统仿真模型,并针对补偿策略实施前后的转速脉动特性进行仿真分析。使用加工的原理样机,对仿真分析结果进行相应的实验验证。最后,仿真分析和实验结果均表明,所提出的谐振补偿控制策略可以有效的抑制电机的转速脉动,提升电机运行性能。 展开更多
关键词 少稀土 双凸极永磁电机 转速脉动 谐振控制器
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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
11
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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一种新型高能量密度和低成本两相双凸极永磁电机(英文) 被引量:5
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作者 周智庆 迟永滨 何嘉颖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期310-320,共11页
提出了一种新型绕组结构两相双凸极永磁电机(TDSPM)。该新型电机的结构与现存的三相双凸极永磁电机(DSPM)相同,与后者不同的是,其绕组结构临近线匝跨越三个定子极,并且只形成两相。分析了该新型电机的工作原理,以一台1.8kW的TDSPM电机为... 提出了一种新型绕组结构两相双凸极永磁电机(TDSPM)。该新型电机的结构与现存的三相双凸极永磁电机(DSPM)相同,与后者不同的是,其绕组结构临近线匝跨越三个定子极,并且只形成两相。分析了该新型电机的工作原理,以一台1.8kW的TDSPM电机为例,建立了其动态物理模型。基于有限元法,调查了该新型电机的特点,包括气隙磁通密度分布以及两相绕组磁链。进一步结合实验验证,结果显示。与现存的DSPM电机相比,TDSPM的非工作定子凸极上有更少的漏磁。并且其相磁链具有非对称和双极性的特性,以及更大的变化率,从而,可以获得更高的反电动势,这使得该新型电机具有更高的功率密度以及绕组和空间利用率。进一步基于建立的动态物理模型,动态分析被执行,验证了提出的两相TDSPM电机不存在零扭矩区域,在任何位置可以起动。然而,由于双凸极的结构特征,仍然存在输出扭矩波动的缺陷。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 两相电机 新绕组结构 磁电机 开关磁阻电机
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双凸极变速永磁电机的静态特性 被引量:36
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作者 程明 周鹗 蒋全 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期9-13,共5页
用二维有限元法对一种新型双凸极变速永磁电机(DSPM 电机) 空载、单绕组通电及双绕组通电的磁场分布和气隙磁密分布进行了较为全面深入的分析计算, 在此基础上得到了绕组永磁磁链、自感、互感以及空载电势随转子位置变化的特性... 用二维有限元法对一种新型双凸极变速永磁电机(DSPM 电机) 空载、单绕组通电及双绕组通电的磁场分布和气隙磁密分布进行了较为全面深入的分析计算, 在此基础上得到了绕组永磁磁链、自感、互感以及空载电势随转子位置变化的特性曲线, 分析了永磁体磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对电感特性的影响。样机的实测结果验证了理论分析的正确性。所得结果为该电机的设计。 展开更多
关键词 磁电机 磁场 静态特性 双凸极永磁电机
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磁通记忆式双凸极非稀土永磁电机单相断路下容错控制策略研究 被引量:8
14
作者 朱孝勇 朱峰 +2 位作者 张超 杜怿 全力 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期4712-4718,共7页
提出了一种磁通记忆式双凸极非稀土永磁电机(doubly salient permanent magnet motor with non-rare-earth flux memory,FM-DSPM),采用了可在线调节永磁体磁化强度和工作点的磁化绕组,为电机的可靠运行以及容错能力增添了新的自由度。... 提出了一种磁通记忆式双凸极非稀土永磁电机(doubly salient permanent magnet motor with non-rare-earth flux memory,FM-DSPM),采用了可在线调节永磁体磁化强度和工作点的磁化绕组,为电机的可靠运行以及容错能力增添了新的自由度。针对该类电机最常见的单相断路故障,提出了电枢磁场重构容错控制策略,即通过改变电机的励磁磁动势与电枢磁动势,来实现单相故障下的容错运行。通过仿真研究对比分析了该控制策略中的两种方案:单一电枢磁场重构容错控制、增磁无刷直流(brushless DC,BLDC)容错控制。两种方案均可在单相故障时,实现磁场重构,进而获得近似相等的转矩和容错运行能力。最后通过实验研究,验证了所提容错控制方法的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 双凸极永磁电机 磁通记忆 非稀土 单相断路故障 容错
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双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 被引量:58
15
作者 程明 周鹗 黄秀留 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期23-28,共6页
建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正... 建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正系数 ,使计算结果与有限元结果吻合。以新提出的 12 / 8极双凸极永磁电机为算例 ,对电机的永磁磁链 ,空载电势 ,电感等静态特性进行了全面的分析计算 ,并考虑了转子斜槽对静态特性的影响 ,所得结果与实测值一致 ,基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (5 95 0 70 0 1)。表明该文所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析计算双凸极永磁电的磁场及静态特性 ,适合于需要考虑不同结构参数对电机特性影响的应用场合 。 展开更多
关键词 变速磁电机 变结构 等效磁路模型 静态特性
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新型12/8极双凸极变速永磁电机的设计与分析 被引量:28
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作者 林明耀 程明 周鹗 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期944-948,共5页
提出了一种新型 1 2 /8极双凸极变速永磁DSPM电机 ,它集永磁无刷直流PMBLDCM电机和开关磁阻SRM电机的主要优点于一身 ,加上其独特的转子斜槽和 1 2 /8极结构 ,该电机具有功率密度高、用铜量小、绕组电阻小和转矩脉动小等优点 .用有限元... 提出了一种新型 1 2 /8极双凸极变速永磁DSPM电机 ,它集永磁无刷直流PMBLDCM电机和开关磁阻SRM电机的主要优点于一身 ,加上其独特的转子斜槽和 1 2 /8极结构 ,该电机具有功率密度高、用铜量小、绕组电阻小和转矩脉动小等优点 .用有限元法 (FEM)对该电机的磁场分布、永磁磁链、反电势和电感特性进行了计算和分析 ,计算中考虑了永磁磁场和电枢反应的相互作用 .样机实验结果验证了理论分析的正确性 . 展开更多
关键词 12/8变速磁电机 有限元分析 静态特性 设计 电枢反应 磁磁场 DSPM电机
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绕组反电势大小对双凸极永磁电动机运行的影响 被引量:1
17
作者 秦海鸿 黄伟君 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期129-135,共7页
绕组反电势是双凸极永磁电动机的重要参量之一。在电动机设计中,根据应用场合的指标要求对绕组反电势进行优化设计有助于电动机运行性能的提高。文中针对转子斜槽式12/8极双凸极永磁电动机,简析了应用单斩电流滞环控制的电机功率变换器... 绕组反电势是双凸极永磁电动机的重要参量之一。在电动机设计中,根据应用场合的指标要求对绕组反电势进行优化设计有助于电动机运行性能的提高。文中针对转子斜槽式12/8极双凸极永磁电动机,简析了应用单斩电流滞环控制的电机功率变换器的工作原理,阐述了反电势大小的变化对系统损耗、功率桥损耗分布及对电动机出力的影响,得出反电势大小的优化选择原则,并根据某航空用9kW电动机驱动系统的技术指标要求,给出电动机绕组的优化设计方案。绕组反电势优化前后的测试结果表明,反电势优化选取后,系统效率显著提高,运行性能明显改善,证明了文中分析及设计的正确性。 展开更多
关键词 电机与电工 双凸极永磁电机 斜槽转子 绕组反电势 优化设计 电流滞环 单斩
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应用于自动采棉机的电机永磁性能设计分析
18
作者 梁秀娟 嵇海旭 《农机化研究》 北大核心 2021年第2期208-211,216,共5页
针对自动采棉机的电机在作业过程中较难控制的问题,对自动采棉机进行了设计,并对其电机的永磁性能进行了分析。自动采棉机的主要组成为主控模块、电源管理模块、存储模块、数据采集模块、路径规划模块和执行模块。采棉机的电机采用双凸... 针对自动采棉机的电机在作业过程中较难控制的问题,对自动采棉机进行了设计,并对其电机的永磁性能进行了分析。自动采棉机的主要组成为主控模块、电源管理模块、存储模块、数据采集模块、路径规划模块和执行模块。采棉机的电机采用双凸极永磁电机,通过对电机的结构进行简化,对电机进行等效磁路模型分析和磁导的计算,对电机的永磁性能进行了分析。为验证该自动采棉机的永磁性能和采棉性能,对其进行试验。试验得到了电机的永磁性能曲线,表明自动采棉机采棉效果良好,能够满足用户的需求。 展开更多
关键词 自动采棉机 电机 磁性能 双凸极永磁电机 磁性能曲线
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磁通反向电机的变网络等效磁路模型 被引量:22
19
作者 王蕾 李光友 张强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期18-23,共6页
磁通反向电机(Flux-Reversal Machine,FRM)是一种新型双凸极永磁电机,当前对FRM的研究大都基于有限元分析法进行,但该方法在分析速度和使用的方便性上尚不令人满意。本文基于变网络等效磁路法分析FRM,建立了FRM的变网络等效磁路模型,推... 磁通反向电机(Flux-Reversal Machine,FRM)是一种新型双凸极永磁电机,当前对FRM的研究大都基于有限元分析法进行,但该方法在分析速度和使用的方便性上尚不令人满意。本文基于变网络等效磁路法分析FRM,建立了FRM的变网络等效磁路模型,推导了气隙磁导计算公式,并用节点磁位法得到FRM的非线性等效磁路方程,通过求解该方程,对电机的绕组磁链、空载感应电动势、电感等静态特性进行了分析计算。实验结果表明了所述理论和方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 磁通反向 双凸极永磁电机 等效磁路 磁导 静态特性
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