基于流固物理场的电机逆变器功率模块散热结构优化设计 被引量：1

1

作者 李鑫 曾潇 +4 位作者 万佳利 郑亮 向友余 马运好 费凌 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期388-395,共8页

散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分... 散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分析了功率模块内部温度场及湍流流线的分布情况。在此基础上,进一步分析了导热胶脂参数、环境温度、风扇面积及格栅面积对功率模块温升的影响,得到一种优化后的功率模块流固物理场结构模型。结果表明,考虑空气流场的流固物理场模型能分析电机逆变器功率模块内部的温度,也可确定影响其温升的关键性因素。经优化后,在环境温度为20℃和125℃下,该模型能分别有效降低电机逆变器功率模块23.1%和10.01%的温度。该研究为电机逆变器功率模块的封装热设计提供了参考,同时为功率模块结温的在线估算提供了依据。 展开更多

关键词 电机逆变器功率模块 流固物理场 结温 结构优化 封装热设计

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模块化永磁直线同步电机考虑制造公差的推力鲁棒性优化 被引量：4

2

作者 龚夕霞 李焱鑫 卢琴芬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期465-474,513,共11页

模块化永磁直线同步电机(MPMLSM)具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先... 模块化永磁直线同步电机(MPMLSM)具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先,基于六西格玛设计方法建立了鲁棒优化模型;其次,采用拉丁超立方采样方法在尺寸公差范围内根据正态分布规律进行抽样,模拟大规模生产时电机尺寸受公差影响可能会出现的各种变化;再次,在尺寸优化范围内均匀抽样构成足够的训练样本,由有限元软件仿真这些抽样方案的推力性能,并基于反向传播神经网络建立电机设计代理模型;然后,应用该代理模型对拉丁超立方采样得到的样本进行电机性能的计算,求解样本整体对应的各优化目标的均值与方差,进而计算多目标优化的适应度;最后,采用非支配排序遗传算法Ⅱ进行全局优化,得到鲁棒优化方案,与不考虑公差的确定性优化方案相比,验证了该方法的有效性。鲁棒优化方案虽然略微增加了电机体积和推力波动,但是其失效概率低,受公差影响小,更加符合产品批量生产过程中的质量要求。 展开更多

关键词 模块化永磁直线同步电机(MPMLSM) 制造公差 鲁棒优化设计 六西格玛设计代理模型

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一种新型模块化级联电机系统 被引量：4

3

作者 韩守亮 崔淑梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期155-162,共8页

提出了一种新型的模块化级联电机(MCM)系统,将一个电机单元作为一个模块,多个电机模块像电池一样级联式工作,只改变电机数目便可满足不同功率的需求,提高了系统整体效率,增强了容错能力,降低了成本。MCM系统可采用两种匹配方式:单模方... 提出了一种新型的模块化级联电机(MCM)系统,将一个电机单元作为一个模块,多个电机模块像电池一样级联式工作,只改变电机数目便可满足不同功率的需求,提高了系统整体效率,增强了容错能力,降低了成本。MCM系统可采用两种匹配方式:单模方式和多模方式。首先,以其在汽车上的应用为背景,研究了两种匹配方式的匹配方法,并提出了设计指标。其次,研究了MCM系统模块电机的设计方法和控制方法,提出最优效率控制策略和容错控制策略。最后,采用有限元法对所设计的样机进行了仿真和效率计算,分别给出了采用最优效率控制策略和转矩补救控制策略的仿真结果。结果表明,新型MCM系统能增加系统高效区范围,提高容错能力,降低研发成本、易于更换。 展开更多

关键词 模块化级联电机系统 模块电机 级联系统 高效区 容错

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模块组合式交流电机定子分块规则与不等跨距绕组研究 被引量：5

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作者 张炳义 贾宇琪 +2 位作者 陈其雨 何功飞 冯桂宏 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期24-29,共6页

低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和... 低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和维护困难等问题,提出了一种新型模块组合式定子结构。在研究定子分块规则的基础上,通过计算每极每相槽数q不同时定子独立模块所需最小槽数,以及对应情况下的绕组分布系数、短距系数和削弱谐波次数,从绕组利用率和削弱谐波能力方面总结出了对于该种电机而言每极每相槽数q的选取方法。最后搭建试验台,对样机进行了实验,实验结果表明了分块规律的正确性以及模块组合式定子结构的可行性,为进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 低速大功率 模块组合式电机 定子分块 谐波

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削弱模块化永磁电机齿槽转矩的新方法 被引量：5

5

作者 井立兵 柳霖 +1 位作者 高起兴 罗正豪 《电气工程学报》 2017年第2期15-19,共5页

为减小模块化永磁电机的齿槽转矩,结合永磁电机槽口偏移法,提出并讨论了一种新型定子结构,沿圆周方向带有向左和向右的槽开口。由于定子槽开口的机械位移,产生的齿槽转矩分量也移向右侧和左侧。因此,对于一个适当的移动角,齿槽转矩分量... 为减小模块化永磁电机的齿槽转矩,结合永磁电机槽口偏移法,提出并讨论了一种新型定子结构,沿圆周方向带有向左和向右的槽开口。由于定子槽开口的机械位移,产生的齿槽转矩分量也移向右侧和左侧。因此,对于一个适当的移动角,齿槽转矩分量的一半和另一半可以移动180°,这使得齿槽转矩分量相互抵消,从而削弱了总的合成齿槽转矩。通过将一个电机的总齿槽转矩看作是由两个电机齿槽转矩叠加而成的方法,使得分析方法更加简单易懂,并给出了槽口偏移的表达式。实验仿真表明,该方法能够有效削弱模块化永磁电机的齿槽转矩,并将转矩波动控制在额定转矩的2%以下。 展开更多

关键词 模块化永磁电机 槽口偏移 齿槽转矩转矩波动 有限元分析

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基于非线性混合模型的模块组合式永磁电机磁场解析 被引量：4

6

作者 刘云飞 张炳义 +2 位作者 宗鸣 冯桂宏 甘宝平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第18期4593-4603,共11页

为准确计算模块组合式永磁电机的电磁性能,该文建立了一种子域法和等效磁网络法相结合的非线性混合磁场解析模型。通过在子域模型定子槽边界施加等效电流片,非线性磁场解析模型可等效成为考虑了饱和效应的线性磁场解析模型。改进子域解... 为准确计算模块组合式永磁电机的电磁性能,该文建立了一种子域法和等效磁网络法相结合的非线性混合磁场解析模型。通过在子域模型定子槽边界施加等效电流片,非线性磁场解析模型可等效成为考虑了饱和效应的线性磁场解析模型。改进子域解析模型边界上的等效电流密度在等效磁网络模型中计算,等效磁网络中的磁通源需要在子域法中计算,因此需采用迭代算法进行求解。等效磁网络模型中考虑了相邻定子模块之间的装配气隙。基于该非线性混合磁场解析模型计算了电机的气隙磁通密度、空载反电动势和电磁转矩,并重点分析模块组合式永磁电机在不对称运行状态下的电磁特性。最后通过有限元仿真结果和样机实验数据验证了该非线性混合磁场解析模型的正确性。 展开更多

关键词 解析计算 磁场 模块组合式永磁电机 混合模型

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模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制 被引量：13

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作者 崔鹤松 李雪萍 +5 位作者 黄晟 黄凌翔 沈非凡 黄守道 罗德荣 吴公平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期925-935,共11页

为满足高电压、大功率、高可靠性的风电场直流输电系统电能传输需求,该文提出基于模块化多相永磁风力发电机的新型串并联直流海上风电场拓扑,以及模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制方法。首先,建立基于模块化... 为满足高电压、大功率、高可靠性的风电场直流输电系统电能传输需求,该文提出基于模块化多相永磁风力发电机的新型串并联直流海上风电场拓扑,以及模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制方法。首先,建立基于模块化多相永磁风力发电机的直流风力发电系统数学模型,设计了模块化多相永磁风力发电机无差拍功率预测控制器,来提升dq轴电流跟踪精度和动态响应速度,并补偿无差拍预测控制器中的单拍延迟;然后,针对模块化多相永磁同步发电机串并联拓扑结构特点,提出一种考虑直流风电场潮流的功率-电压协调控制策略,通过实时调节风机的有功功率参考值,来抑制串并联直流风电场的风机过电压;最后,搭建了基于模块化多相永磁风力发电机的3×6×5 MW串并联直流海上风电场的模型,来验证所提无差拍功率预测控制和功率-电压协调控制的有效性。 展开更多

关键词 模块化多相永磁风力发电机 无差拍功率预测控制 功率-电压协调控制

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新能源农机用双永磁游标电机的模型预测电流控制

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作者 黄志凡 罗向平 徐艳婷 《安徽农业科学》 CAS 2024年第7期200-204,共5页

模块化双永磁游标电机兼具高转矩密度和低铁耗,适用于低速大转矩的直驱应用领域。针对新能源农机用模块化双永磁游标电机控制系统存在的转矩脉动大、电流谐波多和转速波动大等问题,提出一种基于改进式模型预测电流控制策略。相比于传统... 模块化双永磁游标电机兼具高转矩密度和低铁耗,适用于低速大转矩的直驱应用领域。针对新能源农机用模块化双永磁游标电机控制系统存在的转矩脉动大、电流谐波多和转速波动大等问题,提出一种基于改进式模型预测电流控制策略。相比于传统模型预测电流控制,提出的控制策略采用双矢量模型预测电流控制,在每个控制周期内可同时选择2个任意电压矢量组合作用,扩大了电压矢量的选择和幅值调节范围,可进行更准确的电流控制。同时,考虑系统延迟,在预测控制中加入电流延迟补偿环节。仿真结果表明,所提的控制策略可有效减小转矩脉动、电流谐波和转速波动,提升系统的控制性能。 展开更多

关键词 模块化双永磁游标电机 双矢量 模型预测控制 延迟补偿 新能源农机

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基于SPCE061A的智能轮椅语音控制系统 被引量：6

9

作者 李守轩 张华 +2 位作者 刘继忠 杨武强 朱克华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第14期248-250,共3页

应用语音识别技术实现了普通轮椅运动的语音控制系统,介绍了该系统的硬件和软件设计,通过语音识别和轮椅电机的驱动模块实现了轮椅的前进、后退、左拐、右拐、停止、加速、减速运动,根据运动要求通过语音实现轮椅的变速运动。基于SPCE0... 应用语音识别技术实现了普通轮椅运动的语音控制系统,介绍了该系统的硬件和软件设计,通过语音识别和轮椅电机的驱动模块实现了轮椅的前进、后退、左拐、右拐、停止、加速、减速运动,根据运动要求通过语音实现轮椅的变速运动。基于SPCE061A的语音控制系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植。 展开更多

关键词 语音识别 SPCE061A单片机 电机驱动模块

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小区精密播种机自动上种机的设计 被引量：5

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作者 何仲凯 龚丽农 +1 位作者 崔海鸣 王延耀 《农机化研究》 北大核心 2015年第1期156-159,共4页

在作物的新品种选育、良种繁殖过程中,往往要通过大量的小区试验才能完成。目前的小区播种机中,每个小区的换种与落种均需要人工完成,影响了小区播种机的工作效率。为此,设计了一套自动上种机,包括机械部分和电控部分的设计,符合车载要... 在作物的新品种选育、良种繁殖过程中,往往要通过大量的小区试验才能完成。目前的小区播种机中,每个小区的换种与落种均需要人工完成,影响了小区播种机的工作效率。为此,设计了一套自动上种机,包括机械部分和电控部分的设计,符合车载要求,可完成自动上种、倒种的任务。 展开更多

关键词 小区播种机 自动上种 单片机 电机驱动模块

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大棚环境温湿度参数自动监控系统设计

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作者 张乐 王林 《农村科学实验》 2023年第17期106-108,共3页

大棚环境的智能监控系统是精准农业技术的基本组成部分,温湿度参数是大棚环境监控系统的重要参数指标。STC89C51单片机的大棚环境温湿度监控系统以两个单片机系统为核心控制单元,结合温湿度传感器DHT11、步进电机控制模块、液晶显示终端... 大棚环境的智能监控系统是精准农业技术的基本组成部分,温湿度参数是大棚环境监控系统的重要参数指标。STC89C51单片机的大棚环境温湿度监控系统以两个单片机系统为核心控制单元,结合温湿度传感器DHT11、步进电机控制模块、液晶显示终端、NRF24L01无线模块及寻迹洒水小车子系统,实现对大棚温湿度采集显示和调整控制的功能。 展开更多

关键词 智能监控 温湿度参数 单片机 电机控制模块 小车子系统

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基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计 被引量：1

12

作者 牛凤英 张华 +1 位作者 刘继忠 吴学沛 《现代电子技术》 2009年第3期116-118,共3页

应用超声波传感器多路测距技术和凌阳大学的61单片机技术实现了普通轮椅各个方向上的自主避障,介绍了该避障系统的多路测距模块、电机驱动模块、电源模块,给出了超声避障测距与控制程序,并进行了轮椅自主避障及相关实验,通过实验发现基... 应用超声波传感器多路测距技术和凌阳大学的61单片机技术实现了普通轮椅各个方向上的自主避障,介绍了该避障系统的多路测距模块、电机驱动模块、电源模块,给出了超声避障测距与控制程序,并进行了轮椅自主避障及相关实验,通过实验发现基于SPCE061A的智能轮椅自主避障控制系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 超声波传感器 避障 SPCE061A 电机驱动模块

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工业机器人的发展现状与未来趋势分析 被引量：2

13

作者 牟强 《南方农机》 2020年第14期120-121,共2页

工业机器人的研发与应用,为我国工业产业化布局提供了一定的支持,同时也带动了我国国民经济的发展。在综合型智能技术、信息技术的支持下,工业机器人可作为一个终端操控系统,真正进行一体化操控,降低工作人员的投入量。但从技术创新角度... 工业机器人的研发与应用,为我国工业产业化布局提供了一定的支持,同时也带动了我国国民经济的发展。在综合型智能技术、信息技术的支持下,工业机器人可作为一个终端操控系统,真正进行一体化操控,降低工作人员的投入量。但从技术创新角度看,我国工业机器人与国外的工业机器人技术体系仍存在一定的差距。基于此,文章对工业机器人的发展现状与未来趋势进行了研究,以供参考。 展开更多

关键词 工业机器人 自动化 电机模块

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法国潜艇MESMA AIP系统测试报告

14

作者 汪志群 《国外舰船工程》 2003年第5期23-26,F003,共5页

MESMA AIP系统是由法国海军造船局与AIR LIQUIDE等公司联合设计的AIP系统。MESMA系统给常规潜艇的推进系统和生活负载供电，使潜艇在水下的停留时间比仅用铅酸蓄电池供电的潜艇长几个星期。该系统本为“阿戈斯塔”90B级潜艇研制，作为... MESMA AIP系统是由法国海军造船局与AIR LIQUIDE等公司联合设计的AIP系统。MESMA系统给常规潜艇的推进系统和生活负载供电，使潜艇在水下的停留时间比仅用铅酸蓄电池供电的潜艇长几个星期。该系统本为“阿戈斯塔”90B级潜艇研制，作为巴基斯坦潜艇项目的一部分，将于未来几年内装艇。该系统也可装配于“鲉鱼”级潜艇。对该系统的全面到试从90年代就已开始。为实现这些测试，法国海军造船局建造了由专业人员操作且拥有强大测试手段的完整试验台和一个1：1的原理样机。这些测试不仅从功率、效率方面，还从声学性能上验证了MES—MA系统的性能，长时间的记录表明该系统的运行可靠性很高，且均已实现其安全性和可用性目标。MESMA试验台现将用于艇员培训、查寻意外情况原因并用于系统的改进测试，如采用柴油代替乙醇燃烧等。 展开更多

关键词 法国 潜艇 “MESMA AIP系统” 推进系统 供电系统 氧模块 蒸汽模块 工作原理 监控系统 测试报告 排气系统 涡轮发电机模块

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