基于滑模和扩张状态观测器的双绕组无轴承磁通切换电机转子悬浮控制策略研究 被引量：7

1

作者 崔征山 周扬忠 +1 位作者 张竞 周祎豪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期269-279,共11页

双绕组无轴承磁通切换电机是非线性多变量的复杂对象,传统的转速PI与径向位移PI控制存在超调大,系统易受外界扰动影响等缺点。基于滑模变结构控制思想,提出一种转子径向位移滑模控制策略。针对滑模控制中存在建模不准确,以及转子动力学... 双绕组无轴承磁通切换电机是非线性多变量的复杂对象,传统的转速PI与径向位移PI控制存在超调大,系统易受外界扰动影响等缺点。基于滑模变结构控制思想,提出一种转子径向位移滑模控制策略。针对滑模控制中存在建模不准确,以及转子动力学模型中存在陀螺效应等问题,通过建立一种扩张状态观测器对系统扰动进行观测,并在滑模控制基础上加入扰动前馈补偿,设计出一种径向位移滑模控制与扩张状态观测器的复合控制策略。实验结果表明,所提径向位移滑模控制相比传统PI控制具有响应速度快、径向位移脉动小、抗负载扰动性强等优点。所提径向位移滑模与扩张状态观测器的复合控制策略,相比于径向位移滑模控制可有效减小转子径向位移脉动约30%,进一步增强了系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 双绕组无轴承磁通切换电机 径向位移 滑模变结构 扩张状态观测器 复合控制

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基于改进子域模型的双绕组无轴承磁通切换电机磁场解析计算 被引量：7

2

作者 崔征山 周扬忠 周祎豪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期66-77,共12页

针对双绕组无轴承磁通切换永磁电机的复杂结构,通过建立一种改进的子域模型来分析电机电磁特性。对于悬浮绕组采用分布式双层绕组嵌放方式,提出了一种等效电流分析方法,将上、下层绕组电流等效为同一电流元。与传统子域模型中分布式双... 针对双绕组无轴承磁通切换永磁电机的复杂结构,通过建立一种改进的子域模型来分析电机电磁特性。对于悬浮绕组采用分布式双层绕组嵌放方式,提出了一种等效电流分析方法,将上、下层绕组电流等效为同一电流元。与传统子域模型中分布式双层绕组分析法相比,所提改进子域模型法可减少求解变量的个数,将未知参数矩阵从22阶简化到18阶,降低了磁场计算的复杂程度。考虑实际电机铁心材料具有非线性,提出一种考虑磁饱和的相对磁导函数补偿方法,将定、转子齿部的饱和磁阻近似等效为对应齿前气隙磁阻的增加量,通过等效增大电机气隙长度来间接反应铁心的饱和状况。之后,依据电机磁动势守恒原则,推导出线性与非线性条件下的气隙磁密解析关系。最后,利用有限元法和样机实验验证本文所提方法的有效性。 展开更多

关键词 双绕组无轴承磁通切换永磁电机 改进子域模型 分布式双层绕组 等效电流 相对磁导函数补偿法 磁动势守恒

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基于最小二乘支持向量机解耦的无轴承磁通切换电机转子径向磁悬浮逆系统控制

3

作者 林佳泷 周扬忠 +1 位作者 陈东远 梁彤伟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4534-4546,共13页

针对无轴承磁通切换电机非线性、多变量、强耦合特性,该文提出一种转子径向磁悬浮解耦控制策略。首先,采用最小二乘支持向量机的方法对悬浮力模型中的耦合电磁力部分进行拟合补偿,实现悬浮系统初步解耦;然后,验证悬浮系统可逆性,并按照... 针对无轴承磁通切换电机非线性、多变量、强耦合特性,该文提出一种转子径向磁悬浮解耦控制策略。首先,采用最小二乘支持向量机的方法对悬浮力模型中的耦合电磁力部分进行拟合补偿,实现悬浮系统初步解耦;然后,验证悬浮系统可逆性,并按照逆系统理论设计伪线性复合悬浮系统,进一步实现了悬浮系统的线性化解耦;最后,对解耦后的悬浮系统设计闭环控制器,对悬浮闭环系统稳定性进行理论分析。实验结果验证,所提控制策略实现了无轴承磁通切换电机悬浮系统的动态解耦,提升了悬浮系统的动、静态性能。 展开更多

关键词 无轴承磁通切换电机 逆系统 最小二乘支持向量机 径向磁悬浮 解耦控制

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新型双绕组无轴承磁通切换永磁电机的设计与分析 被引量：7

4

作者 孙宇新 吴昊洋 +2 位作者 施凯 唐敬伟 沈启康 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期1096-1104,共9页

为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工... 为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工血液泵的场合.该电机结合了无轴承永磁电机和磁通切换永磁电机的特性,具有悬浮力密度和转矩密度高、悬浮力脉动和转矩脉动低、转矩和悬浮力耦合程度低以及直接方便的悬浮力调节性能等优点.首先介绍了该电机的结构和运行原理,其次建立了电磁转矩和悬浮力的数学模型,以增大转矩密度与悬浮力密度和减小转矩脉动与悬浮力脉动为目标,对该电机的关键尺寸参数进行了优化设计.最后基于有限元法分析了该电机的空载反电动势、转矩、悬浮力以及转矩与悬浮力之间的耦合等电磁性能,验证了该电机的优点. 展开更多

关键词 无轴承永磁电机 磁通切换永磁电机 有限元分析 数学模型 优化设计

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无需转子位置角悬浮的双绕组无轴承磁通切换永磁电机驱动研究 被引量：5

5

作者 周扬忠 方飞 +1 位作者 吴汉童 吴赫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期6601-6610,共10页

定子永磁型磁通切换电机具有永磁体散热容易、转子结构简单等优点。在传统的三相功率绕组的12/10磁通切换永磁电机拓扑基础上,基于空间对称线圈流过电流对空间对称气隙磁场进行相反方向调制的思路构建三相悬浮绕组。两套绕组均采用三相... 定子永磁型磁通切换电机具有永磁体散热容易、转子结构简单等优点。在传统的三相功率绕组的12/10磁通切换永磁电机拓扑基础上,基于空间对称线圈流过电流对空间对称气隙磁场进行相反方向调制的思路构建三相悬浮绕组。两套绕组均采用三相逆变桥供电,各相悬浮绕组正方向电流产生的悬浮力在空间近似互差120?,从而三相悬浮力合成出实现转子需要的悬浮力;功率绕组采用矢量控制算法实现转子切向旋转控制。理论分析及实验结果表明,电机稳态及动态运行中转子均能稳定悬浮于中心附近,最大控制误差小于?0.1mm;电机切向旋转运行对转子稳定悬浮控制影响较小。 展开更多

关键词 磁通切换永磁电机 无轴承技术 三相双绕组结构 驱动控制

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悬浮绕组直流励磁型无轴承磁通切换电机转矩与悬浮力直接控制

6

作者 周祎豪 周扬忠 +1 位作者 张竞 黄郑凯 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期269-279,共11页

针对悬浮绕组直流励磁型双绕组12/10极U型定子铁芯无轴承磁通切换电机BFSPMM(bearingless flux switching permanent magnet motor)提出1种直接控制策略。首先,分析转子偏心对电机数学模型的影响并构建偏心情况下的双绕组BFSPMM数学模型... 针对悬浮绕组直流励磁型双绕组12/10极U型定子铁芯无轴承磁通切换电机BFSPMM(bearingless flux switching permanent magnet motor)提出1种直接控制策略。首先,分析转子偏心对电机数学模型的影响并构建偏心情况下的双绕组BFSPMM数学模型;然后,根据机电能量转换原理推导双绕组无轴承磁通切换电机的转矩数学模型并构建基于空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的直接转矩控制;最后,运用虚位移法得到悬浮力数学模型,通过SVPWM合成的电压矢量对悬浮绕组磁链的进行精确控制,实现对悬浮力的直接控制。实验结果表明,转子可以稳定悬浮且悬浮力与转矩可以独立控制,说明系统具有良好的动静态特性。 展开更多

关键词 无轴承磁通切换电机 悬浮绕组直流励磁 空间矢量脉宽调制 直接转矩控制 直接悬浮力控制

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大气隙磁通切换无轴承永磁电机径向力绕组设计与比较 被引量：14

7

作者 丁强 王晓琳 +1 位作者 邓智泉 倪拓成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2403-2413,共11页

以大气隙磁通切换无轴承永磁电机为对象,研究基于反电动势矢量图的径向力绕组配置原则,并详细分析隔齿绕法和全齿绕法两种绕组形式。在径向力建模过程中,推导计及转矩电流影响的完整径向力模型,并利用有限元分析验证其正确性。从转矩特... 以大气隙磁通切换无轴承永磁电机为对象,研究基于反电动势矢量图的径向力绕组配置原则,并详细分析隔齿绕法和全齿绕法两种绕组形式。在径向力建模过程中,推导计及转矩电流影响的完整径向力模型,并利用有限元分析验证其正确性。从转矩特性、径向力特性和铜耗特性等方面比较隔齿绕法和全齿绕法绕组结构的性能差异,并对比忽略转矩电流前后径向力合力幅值和方向角的变化,研究转矩电流对径向力性能的影响,进而提出在保证稳定悬浮前提下最大可忽略转矩电流的理论计算方法。随后对两种绕组配置方式进行综合评价。结果表明,隔齿绕法绕组结构除径向力脉动性能外,其他各项性能均优于全齿绕法绕组结构。最后在一台采用隔齿绕法绕组结构的原理样机上实现稳定悬浮运行。 展开更多

关键词 磁通切换 无轴承永磁电机 绕组结构 隔齿绕法 全齿绕法 反电动势矢量图

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转子切向旋转和径向悬浮解耦的单绕组无轴承磁通切换电机驱动控制策略研究 被引量：8

8

作者 郑梦飞 周扬忠 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期185-194,共10页

为了进一步提高定子绕组、定子槽空间等的利用率,在维持传统12/10磁通切换电机12个线圈基本结构基础上,通过合理的线圈分相,构建能够在空间产生互差120°三个对称悬浮力分量的六相单绕组;针对该绕组结构,从偏置磁场和悬浮电流分量角... 为了进一步提高定子绕组、定子槽空间等的利用率,在维持传统12/10磁通切换电机12个线圈基本结构基础上,通过合理的线圈分相,构建能够在空间产生互差120°三个对称悬浮力分量的六相单绕组;针对该绕组结构,从偏置磁场和悬浮电流分量角度,建立转子径向悬浮力模型;构建转子切向旋转和径向悬浮相互解耦的驱动控制策略。利用有限元分析和实验相结合方法,对所提驱动系统进行验证,结果表明,转子在额定负载情况下,径向位移控制误差小于±0.15 mm;转子切向和径向控制相互解耦。 展开更多

关键词 无轴承磁通切换永磁电机 悬浮力模型 单绕组结构 解耦控制

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单绕组无轴承磁通切换电机转子空间位置估计及其无传感器复合控制 被引量：9

9

作者 陈垚 周扬忠 +1 位作者 张竞 黄政凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4666-4678,共13页

已有关于单绕组无轴承电机的无传感器技术仅对转子切向位置或径向位移的其中一项进行研究,未能同时实现转子空间位置(切向位置和径向位移)的估计。对此,针对无轴承磁通切换电机(bearingless flux-switching permanent magnet machines,B... 已有关于单绕组无轴承电机的无传感器技术仅对转子切向位置或径向位移的其中一项进行研究,未能同时实现转子空间位置(切向位置和径向位移)的估计。对此,针对无轴承磁通切换电机(bearingless flux-switching permanent magnet machines,BFSPMM)提出一种转子空间位置估计方法及其无传感器复合控制策略。首先,构造含有转子空间位置信息的磁链函数,分别推导出仅关于转子切向位置信息的转矩平面磁链函数和包含转子径向位移信息的空间对称绕组偏差磁链函数。然后,基于磁链函数提取出转子空间位置信息,将所估计的信息代替传感器检测信号,通过无传感器复合控制策略,实现BFSPMM无空间位置传感器控制,并进行稳定性分析。最后,实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无轴承磁通切换电机 转子空间位置 无传感器控制 磁链函数 偏差磁链

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高频电流注入单绕组无轴承磁通切换电机悬停及启动过程的无径向位移传感器控制 被引量：2

10

作者 陈垚 周扬忠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期3204-3216,共13页

无轴承电机在悬停及启动过程始终需要保持稳定悬浮,准确获取转子径向位移信息是控制转子稳定悬浮的关键,传感器的使用易受环境影响,降低系统可靠性,并且增加系统成本。针对电机悬停及启动过程,提出一种基于高频电流注入的无径向位移传... 无轴承电机在悬停及启动过程始终需要保持稳定悬浮,准确获取转子径向位移信息是控制转子稳定悬浮的关键,传感器的使用易受环境影响,降低系统可靠性,并且增加系统成本。针对电机悬停及启动过程,提出一种基于高频电流注入的无径向位移传感器控制方法。首先,基于电机电感数学模型,建立当转矩平面注入高频旋转电流信号后,空间对称绕组中有效高频偏差电势幅值与转子径向位移的关系;接着,利用线性正弦跟踪器提取有效高频偏差电势幅值;然后,基于上述电势幅值与转子径向位移关系,构建转子径向位移观测器;最后,将观测位移与自抗扰控制策略相结合,构建高性能的无径向位移传感器控制策略。理论分析与实验结果验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 单绕组无轴承磁通切换电机 高频电流注入 线性正弦跟踪器 无径向位移传感器控制

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新型电励磁磁通切换电机励磁绕组结构分析 被引量：17

11

作者 王宇 邓智泉 王晓琳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第24期97-104,共8页

励磁绕组连接方式对电励磁磁通切换电机电磁特性影响很大。对所提出的2种新型电励磁磁通切换电机,分析了其工作模式和"磁通切换原理",利用有限元分析方法比较了2种电机的电磁特性:定子磁链、反电势、气隙磁密、定位力矩、电... 励磁绕组连接方式对电励磁磁通切换电机电磁特性影响很大。对所提出的2种新型电励磁磁通切换电机,分析了其工作模式和"磁通切换原理",利用有限元分析方法比较了2种电机的电磁特性:定子磁链、反电势、气隙磁密、定位力矩、电磁转矩、转矩密度。重点比较了励磁绕组连接方式对电机漏磁和功率密度的影响。结果表明,电励磁磁通切换电机具有较高正弦度的双极性磁链和全周期工作模式,适合运行在无刷交流场合。拓扑2具有更小的漏磁和更高的励磁电流利用率,其转矩密度为拓扑1的2倍。分析结果为所提出电励磁磁通切换电机在航空起动/发电机系统、风力发电系统等领域的应用提供了理论背景。 展开更多

关键词 电励磁磁通切换电机 双极性磁链 励磁绕组连接方式 转矩密度 有限元分析

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新型三相磁通切换型双凸极永磁电机电感特性分析(英文) 被引量：20

12

作者 花为 程明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期21-28,共8页

本文基于有限元法研究了一种新型三相12/10极切换磁通型双凸极永磁电机的电感特性。首先介绍了该电机的结构特点和运行原理;其次比较了静态电感和动态电感的定义;并在此基础上采用通用的定子三相坐标系和dq轴两相坐标系变换将三相绕组... 本文基于有限元法研究了一种新型三相12/10极切换磁通型双凸极永磁电机的电感特性。首先介绍了该电机的结构特点和运行原理;其次比较了静态电感和动态电感的定义;并在此基础上采用通用的定子三相坐标系和dq轴两相坐标系变换将三相绕组电感变为直轴和交轴电感;针对该种方法耗时多、运算量大的缺点,提出了一种基于两个特殊转子位置的简单快捷的方法,可以直接计算得到直轴和交轴电感,所得结果与传统方法计算结果比较验证了该方法的有效性,并得到了样机实测电感数据的验证。 展开更多

关键词 磁通切换 双凸极 永磁电机 电感 有限元分析

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轴向磁通切换永磁电机双矢量合成模型预测磁链控制 被引量：6

13

作者 张蔚 翟良冠 +1 位作者 梁惺彦 袁晓强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1946-1959,共14页

为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机(axial field flux-switching permanent magnet machine,AFFSPMM)的转矩和定子磁链脉动,提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制(two-vector synthetic model predictive flux c... 为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机(axial field flux-switching permanent magnet machine,AFFSPMM)的转矩和定子磁链脉动,提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制(two-vector synthetic model predictive flux control,TVS-MPFC)方法。首先,为了消除传统模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)价值函数中的加权因子,推导TVS-MPFC的等效价值函数;然后,根据无差拍控制估算参考电压矢量;接着,在一个控制周期内,采用双电压矢量的控制方法来提高控制系统的稳定性,其中第一个电压矢量直接选定为有效矢量,而第二个电压矢量在有效矢量和零矢量之间进行选择;最后,根据磁链矢量跟踪误差最小化原理,确定所选电压矢量的占空比。通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。结果表明,与传统MPTC和DB-MPFC相比,所提TVS-MPFC改善了AFFSPMM控制系统稳态性能,特别是在低速和超低速运行的工况下效果更明显。 展开更多

关键词 模型预测磁链控制 轴向磁场磁通切换永磁电机 转矩脉动抑制 双矢量合成 磁链矢量跟踪误差最小化

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集成压缩机用双定子磁通切换电机的设计及优化 被引量：2

14

作者 李博 朱建国 +2 位作者 刘成成 雷刚 李永建 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期101-109,共9页

针对轴流压缩机系统体积大、冷却难的问题,基于6/4双定子磁通切换永磁电机,提出一种新型集成压缩机用磁通切换永磁电机(FSPMM)。首先,推导了考虑转子斜极影响的齿槽转矩解析表达,建立了气体流量轨迹模型。其次,设计E型槽FSPMM和C型槽FS... 针对轴流压缩机系统体积大、冷却难的问题,基于6/4双定子磁通切换永磁电机,提出一种新型集成压缩机用磁通切换永磁电机(FSPMM)。首先,推导了考虑转子斜极影响的齿槽转矩解析表达,建立了气体流量轨迹模型。其次,设计E型槽FSPMM和C型槽FSPMM结构并建立有限元仿真模型,对其磁密分布、反电动势、齿槽转矩、电磁转矩及波动等电磁特性进行了计算和对比分析,结果表明E型槽FSPMM的电磁性能明显优于C型槽FSPMM的电磁性能。最后,综合考虑电磁性能和流体影响,对E型槽FSPMM的转子结构进行了优化,优化后的6/4双E型槽FSPMM的转矩波动下降了15.25%,出口流速提高到113.27 m/s,适用于多级轴流压缩机系统。 展开更多

关键词 磁通切换电机 双定子 不对称转子极 转子斜极 流体动力学 集成压缩机 齿槽转矩

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基于磁通切换电机的绕组开放式发电系统的建模与参数设计

15

作者 王子禹 王宇 +2 位作者 郜羚 肖文妍 耿亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期6198-6208,共11页

针对分布式发电系统,采用绕组开放式拓扑可以简化电路结构,降低系统成本。通过比较不同永磁性电机的磁路特点与数学模型,选择磁通切换电机应用于绕组开放式发电系统中。该文还研究由于系统结构与控制方式而引起的输出电压存在固有脉动... 针对分布式发电系统,采用绕组开放式拓扑可以简化电路结构,降低系统成本。通过比较不同永磁性电机的磁路特点与数学模型,选择磁通切换电机应用于绕组开放式发电系统中。该文还研究由于系统结构与控制方式而引起的输出电压存在固有脉动的产生及其抑制问题,基于系统开关平均模型搭建系统的闭环小信号模型并计算得到系统的输出阻抗。基于Middlebrook判据分析源端和负载段的阻抗匹配问题,研究不同系统参数下脉动抑制能力,提出一种快速的系统参数设计方法。最后在一台基于永磁磁通切换电机的绕组开放式发电系统样机上进行实验,验证提出方法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 磁通切换电机 绕组开放式 系统建模 稳定性分析 阻抗匹配 磁通切换发电系统

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混合励磁型无轴承磁通切换电机损耗最小控制 被引量：3

16

作者 何佳佳 周扬忠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期53-62,共10页

混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占... 混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占比,构建BFSHEM损耗最小控制策略以实现电机系统的总损耗最小。首先利用有限元仿真分析电机的铜耗及铁耗,从而确定影响电机损耗的可控电磁变量。由于影响BFSHEM铁耗的电磁变量较多,且各变量间耦合较强,鉴于现有铁耗模型难以兼顾BFSHEM铁耗计算的精度与速度要求,提出利用BP神经网络拟合出铁耗与各电磁变量的响应模型,之后使用广义模式直接搜索算法在线求解BFSHEM损耗模型的最优解,最后通过BFSHEM控制系统输出能够实现电机最小损耗的最优电流分配值。仿真及实验结果表明,BFSHEM损耗最小控制能够有效减少电机总损耗,减轻电枢绕组散热压力,提升电机输出效率,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 混合励磁 无轴承磁通切换电机 损耗最小控制 BP神经网络 铁耗模型 广义模式搜寻

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新型整距绕组双凸极永磁电机工作原理及特性 被引量：10

17

作者 张建忠 程明 +2 位作者 朱孝勇 赵文祥 花为 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期1-7,共7页

提出了一种新型整距绕组双凸极永磁(DSPM)电机,分析了其工作原理,通过有限元方法计算4/6极整距绕组电机的磁场并对电机磁链、反电动势、电感及转矩等特性进行的分析表明,整距绕组DSPM电机具有双极性的磁链,在不改变结构的情况下电机的... 提出了一种新型整距绕组双凸极永磁(DSPM)电机,分析了其工作原理,通过有限元方法计算4/6极整距绕组电机的磁场并对电机磁链、反电动势、电感及转矩等特性进行的分析表明,整距绕组DSPM电机具有双极性的磁链,在不改变结构的情况下电机的输出功率与集中绕组DSPM电机相等,可以减少铜导体用量,提高运行效率。在此基础上提出了两种增加整距绕组DSPM电机输出功率的方法,并对改进的三相24/10极整距绕组DSPM电机的反电动势进行了理论分析和实验研究,所得结果不仅证明了本文理论分析的正确性,而且首次揭示了磁通切换型永磁(FSPM)电机本质上就是一种整距绕组双凸极永磁电机,FSPM电机其功率密度高的内在原因并非磁链的双极性,而是多用了永磁材料,增强了气隙磁密。同时也说明了新型整距绕组DSPM电机较传统的集中绕组DSPM电机具有更高的做功能力。 展开更多

关键词 整距绕组 双凸极 磁通切换 双极性 单极性 永磁电机

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基于x域重复控制的磁通切换永磁直线电机定位力抑制方法 被引量：9

18

作者 孟高军 余海涛 +1 位作者 黄磊 张笑薇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期4224-4231,共8页

初级永磁型磁通切换直线电机在推力性能要求较高的机床伺服进给系统应用中具有一定的优势,而初次级双凸极结构会引起较大的定位力,从而限制了磁通切换永磁直线电机的应用。该文首先分析了磁通切换永磁直线(linear flux-switching perman... 初级永磁型磁通切换直线电机在推力性能要求较高的机床伺服进给系统应用中具有一定的优势,而初次级双凸极结构会引起较大的定位力,从而限制了磁通切换永磁直线电机的应用。该文首先分析了磁通切换永磁直线(linear flux-switching permanent magnet,LFSPM)电机定位力产生的原理,随后从控制角度出发,提出一种利用时变周期信号的重复控制来抑制定位力的新型控制策略。首先将时变的t域信号,变换为具有固定周期的x域信号,再对其进行重复控制器的设计,从而达到抑制定位力和速度脉动的目的。通过半实物仿真平台AD5435实现了该控制算法,仿真及实验验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 磁通切换永磁直线(LFSPM)电机 双凸极结构 定位力 时变信号 x域重复控制

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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

19

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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无刷交流电励磁磁通切换电机电磁性能研究 被引量：7

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作者 王宇 邓智泉 王晓琳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期28-36,共9页

开关磁阻电机具有转子结构简单坚固、无励磁源的优点,为实现其全周期工作方式和定子磁链的双极性变化,提出一种电励磁磁通切换电机拓扑,通过在定子齿开槽,嵌入励磁绕组,实现电机的全周期工作能力。介绍电机的工作原理、磁通切换方式和... 开关磁阻电机具有转子结构简单坚固、无励磁源的优点,为实现其全周期工作方式和定子磁链的双极性变化,提出一种电励磁磁通切换电机拓扑,通过在定子齿开槽,嵌入励磁绕组,实现电机的全周期工作能力。介绍电机的工作原理、磁通切换方式和基本参数尺寸设计,重点与分裂绕组开关磁阻电机(全周期工作)的电磁性能进行对比研究。有限元仿真结果和样机实验结果表明:磁通切换电机具有双极性磁链、高正弦度反电势、适合运行无刷交流场合,两种电机总铜耗相等时,前者具有更高的转矩(功率)密度。 展开更多

关键词 电励磁磁通切换电机 全周期工作 双极性磁链 无刷交流 转矩密度

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