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新型定子聚磁式铁氧体永磁磁通切换电机研究 被引量：2
1
作者 王道涵 许广生 +2 位作者 王柄东 冯文韬 王秀和 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期274-285,共12页
磁通切换电机作为一种无刷电机,其定转子采用双凸极结构,转子仅由硅钢片叠压而成,定子内置有集中绕组和永磁体,运行时只需一组功率开关器件和二极管即可实现电机的控制,因此,具有结构简单、控制方便、可靠性高等优点,广泛应用于风机泵... 磁通切换电机作为一种无刷电机,其定转子采用双凸极结构,转子仅由硅钢片叠压而成,定子内置有集中绕组和永磁体,运行时只需一组功率开关器件和二极管即可实现电机的控制,因此,具有结构简单、控制方便、可靠性高等优点,广泛应用于风机泵类等高速负载。该文提出一种铁氧体永磁单相磁通切换电机结构,并对该电机的基本结构和工作原理进行深入分析。根据电机性能目标,对其进行电磁设计,确定电机几何尺寸参数,并提出消除该电机起动死区的转子分段结构方案。与一台尺寸相同的电励磁单相磁通切换电机进行全面对比,验证所提电机在静态性能和瞬态性能上的优势。最后制作样机,并对所提出电机进行实验测试。 展开更多
关键词 铁氧体永磁 磁通切换电机 电机设计 性能分析 电机测试
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基于改进型代理模型优化算法的磁通切换永磁直线电机优化设计 被引量：33
2
作者 张邦富 程明 +1 位作者 王飒飒 王伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1013-1021,共9页
结合有限元法和现代启发式优化算法的电机全局优化设计计算成本昂贵,开发周期长。基于代理模型的优化(SBO)算法能有效解决此类优化耗时长的问题。SBO算法采用加点准则来平衡局部开发和全局搜索,以达到优化目标全局最优的结果。该文提出... 结合有限元法和现代启发式优化算法的电机全局优化设计计算成本昂贵,开发周期长。基于代理模型的优化(SBO)算法能有效解决此类优化耗时长的问题。SBO算法采用加点准则来平衡局部开发和全局搜索,以达到优化目标全局最优的结果。该文提出一种改进型SBO算法,采用新的加点准则,充分利用计算机并行运算能力,提高收敛速度。改进型SBO算法通过测试函数的验证,并应用于优化一台磁通切换永磁直线电机。加工制造的样机验证了仿真计算和优化算法的正确性。 展开更多
关键词 代理模型 全局寻优 加点准则 并行运算 磁通切换 永磁直线电机
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轨道交通用次级分段型直线磁通切换永磁电机研究 被引量：22
3
作者 曹瑞武 苏恩超 张学 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1001-1012,共12页
基于城市轨道交通直线牵引系统,已有研究成果综合比较了直线感应电机(LIM)和次级齿槽型直线磁通切换永磁(LFSPM)电机,结果表明次级齿槽型LFSPM电机具有推力密度大、效率高和功率因数高等优点。然而,其次级为齿槽结构,如应用于轨道交通... 基于城市轨道交通直线牵引系统,已有研究成果综合比较了直线感应电机(LIM)和次级齿槽型直线磁通切换永磁(LFSPM)电机,结果表明次级齿槽型LFSPM电机具有推力密度大、效率高和功率因数高等优点。然而,其次级为齿槽结构,如应用于轨道交通等长距离驱动系统时,则会增加次级体积及材料和加工成本。为了进一步降低次级成本,该文首先提出一种次级分段型LFSPM电机拓扑结构,该电机次级无轭部,仅由分段导磁块组成,次级材料体积小、成本低。通过对该电机的气隙磁场进行谐波分析,推导了推力产生的机理。然后在直线电机驱动地铁的实际尺寸及运行工况条件下,建立了该电机的二维有限元仿真模型,并对关键参数进行了优化。最后,在最优结构的基础上,结合广州地铁4号线,对比分析了该电机和LIM的系统成本和能耗。为该类电机在轨道交通直线牵引系统实际应用奠定了理论基础和设计参考。 展开更多
关键词 直线电机 磁通切换永磁电机 轨道交通 有限元分析
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横向磁通永磁直线电机电磁振动特性分析 被引量：4
4
作者 赵玫 赵君 +2 位作者 左思承 禹国栋 张华强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期168-181,共14页
横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦,且各相之间相互解耦,易于实现模块化和多相化,因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先,该文基于磁场调制原理,对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算,得出对径向电磁... 横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦,且各相之间相互解耦,易于实现模块化和多相化,因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先,该文基于磁场调制原理,对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算,得出对径向电磁力波影响最大的因素为轴向气隙磁通密度分量与径向气隙磁通密度分量,在此基础上对径向电磁力波的时空特性与频谱特性进行仿真计算,得出电枢磁通密度对电机径向电磁力波的频谱特性的影响;然后,考虑到电机实际运行中可能出现的次级偏心问题,揭示偏心度的大小对径向电磁力波幅值的影响,并对比不同偏心度下的电机径向磁拉力与轴向磁拉力,定量分析偏心度对不平衡磁拉力的影响;最后,为避免共振,利用有限元软件对电机的初级进行了模态分析与谐响应分析,结果表明低速状态下横向磁通永磁直线电机的额定运行频率较低,不会引起初级的共振,适合用作往复式潜油电泵的驱动电机。 展开更多
关键词 横向磁通永磁直线电机 径向电磁力波 电磁振动 偏心度
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直线型磁通切换电机特性分析的时步有限元模型
5
作者 杜巍 吴玉磊 +1 位作者 闻程 马增强 《现代电子技术》 北大核心 2024年第24期25-32,共8页
针对直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM)结构相对复杂,现阶段运行特性研究不充分的问题,以时步有限元为工具,建立了一种研究DLFSPM运行特性的场路耦合分析模型。阐述了DLFSPM电动运行原理,并推导出ABC坐标系下的运行特性方程。为解决... 针对直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM)结构相对复杂,现阶段运行特性研究不充分的问题,以时步有限元为工具,建立了一种研究DLFSPM运行特性的场路耦合分析模型。阐述了DLFSPM电动运行原理,并推导出ABC坐标系下的运行特性方程。为解决直线电机仿真环境下的开域处理问题,建立圆弧形电机仿真拓扑,以一台额定输出电磁推力为400 N的DLFSPM样机为例,得到可以同时考虑DLFSPM内部磁场和外电路特性的场路耦合时步有限元模型。最后,利用该时步有限元分析模型研究了其空载特性和力角特性,仿真与实测的相关对比曲线结果表明二者吻合较好,说明该模型具有良好的计算精度,进一步验证了其正确性和有效性。 展开更多
关键词 直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM) 场路耦合 运行原理 时步有限元分析模型 空载特性 力角特性
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基于模型参考自适应系统的模块化磁通切换永磁直线电机无位置传感器控制 被引量：28
6
作者 孔龙涛 程明 张邦富 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期132-139,共8页
磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机(简称MLFSPM电机)的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,定位力小,应用在长定子场合可大大降低成本。基于MLFSPM电机d-q轴数学模型,建立了MLFSPM电机基于模型参考自... 磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机(简称MLFSPM电机)的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,定位力小,应用在长定子场合可大大降低成本。基于MLFSPM电机d-q轴数学模型,建立了MLFSPM电机基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制系统,分析了该无位置传感器控制系统的速度估算误差,证明了系统的可行性。同时,分别对该系统在速度突变、低速运行、负载突变以及带载工况下的动静态性能进行了仿真与实验研究,结果表明该系统速度波动小,速度估算准确,电机运行平稳,系统鲁棒性好,具有良好的动静态特性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 模型参考自适应系统 无位置传感器控制
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双边长初级磁通切换永磁直线电机推力波动分析及抑制 被引量：12
7
作者 黄磊 胡敏强 +2 位作者 刘静 余海涛 刘强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期10-19,共10页
基于旋转型磁通切换永磁电机的工作原理和电磁发射的特点,提出了一种应用于电磁发射的新型磁通切换型长初级永磁直线电机,该电机具有推力密度大、动子结构简单、质量小的优点。首先,分析了该电机的结构和工作原理,并对该电机的电磁推力... 基于旋转型磁通切换永磁电机的工作原理和电磁发射的特点,提出了一种应用于电磁发射的新型磁通切换型长初级永磁直线电机,该电机具有推力密度大、动子结构简单、质量小的优点。首先,分析了该电机的结构和工作原理,并对该电机的电磁推力各分量的计算公式进行了推导。其次,分析了在正常和故障状态下引起推力波动的原因:根据推力波动产生的机理,针对边端定位力、磁阻力和容错控制运行状态下永磁谐波分量引起的推力波动,分别提出了采用楔形边端设计、绕组电感互补、电流谐波注入和次级错极等方法进行了优化和补偿,并通过二维瞬态有限元进行了验证仿真。最后,通过一台长次级的磁通切换永磁直线电机验证了有限元仿真的正确性以及所提出的推力波动抑制方法的有效性。 展开更多
关键词 长初级直线电机 磁通切换永磁 有限元 推力波动 抑制
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磁通切换型永磁电机非线性磁网络分析 被引量：21
8
作者 张淦 花为 +1 位作者 程明 王宝安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期34-42,共9页
提出了一种磁通切换型永磁电机(Flux-Switching Permanent Magnet,FSPM)的通用非线性磁网络模型,该模型可以考虑磁场饱和的影响,能对气隙磁通密度分布、电枢线圈永磁磁通和感应电动势等电磁性能进行计算。针对一台三相定子12槽/转子10... 提出了一种磁通切换型永磁电机(Flux-Switching Permanent Magnet,FSPM)的通用非线性磁网络模型,该模型可以考虑磁场饱和的影响,能对气隙磁通密度分布、电枢线圈永磁磁通和感应电动势等电磁性能进行计算。针对一台三相定子12槽/转子10极的磁通切换永磁电机,首先建立了该电机的原始磁网络模型,并利用有限元法进行了验证。然后基于原始模型,进一步综合考虑局部饱和影响,提出了初始模型。为了进一步提高磁网络分析的精度,在初始模型基础上,又提出了两种新的磁网络模型——多段永磁支路模型和导磁桥模型,其计算结果更为精确。上述磁网络模型的分析结果均得到了二维有限元计算和实验结果的验证。通过对比可知,上述磁网络模型中导磁桥模型具有最高的分析精度。 展开更多
关键词 有限元分析 磁网络 磁通切换 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
9
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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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
10
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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新型斜气隙圆筒型横向磁通切换直线电机及其建模分析 被引量：8
11
作者 付东山 贾泽宇 +2 位作者 吴富强 伍小杰 赵玫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期5706-5718,共13页
该文提出一种斜气隙圆筒型横向磁通切换直线电机(oblique air-gap tubular transverse flux switching permanent magnet linear motor,OATTFS-PMLM)的方案,该新型直线电机综合磁通切换永磁直线电机和横向磁通永磁电机的优点,电枢绕组... 该文提出一种斜气隙圆筒型横向磁通切换直线电机(oblique air-gap tubular transverse flux switching permanent magnet linear motor,OATTFS-PMLM)的方案,该新型直线电机综合磁通切换永磁直线电机和横向磁通永磁电机的优点,电枢绕组和永磁体均位于电机初级,次级结构只有铁心,且电负荷和磁负荷在结构上互相解耦,采用斜气隙和圆筒型结构,减小气隙磁阻和避免横向端部效应,具有次级结构简单、可靠性高且带负载能力强的优点。介绍该种电机的基本结构和运行原理,建立基于磁导的电机数学模型,并推导出空载主磁通、空载反电动势、电磁力与主要尺寸之间的关系式。分别通过二维和三维有限元法(finite element method,FEM)仿真计算电机磁场,并通过与传统圆筒型初级永磁直线电机对比研究,分析所提电机结构的合理性和有效性。研制一台实验样机,进行空载感应电动势和静态推力的测试实验,通过对比实验和仿真结果,验证理论分析的有效性和新结构电机原理的正确性。 展开更多
关键词 横向磁通 磁通切换 永磁直线电机 有限元法
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模块化细轭部磁通切换永磁直线电机及其控制 被引量：7
12
作者 程明 张邦富 +1 位作者 王飒飒 王伟 《电气工程学报》 CSCD 2021年第1期1-8,共8页
文章提出一种适用于无绳电梯应用领域的模块化细轭部磁通切换永磁直线(Modular thin yoke linear flux-switching permanent magnet,MTYLFSPM)电机并搭建其控制系统。该电机为双边结构,驱动电梯轿厢的初级动子包含永磁体和电枢绕组,而... 文章提出一种适用于无绳电梯应用领域的模块化细轭部磁通切换永磁直线(Modular thin yoke linear flux-switching permanent magnet,MTYLFSPM)电机并搭建其控制系统。该电机为双边结构,驱动电梯轿厢的初级动子包含永磁体和电枢绕组,而沿井道铺设的次级定子仅由导磁铁心构成。MTYLFSPM电机具有结构简单可靠、成本低、推力密度高等优点。文章对该电机的结构特性、工作原理以及极距比对性能的影响进行讨论。基于Simulink搭建MTYLFSPM电机模型、系统仿真模型并模拟电梯上下运行。制造了一台MTYLFSPM试验样机,进行了参数测量和模拟运行试验,试验结果与理论分析和仿真结果吻合,验证了理论分析的正确性和MTYLFSPM系统的可行性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁电机 直线电机 模块化结构 电机建模 无绳电梯
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变速往复周期运动模式下横向磁通圆筒型永磁直线电机损耗 被引量：6
13
作者 赵玫 邹继斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期117-123,共7页
作为一种新型的圆筒型直线电机,横向磁通圆筒型永磁直线电机与传统永磁直线电机相比,定子齿槽与电枢绕组空间上相互垂直,实现了电负荷与磁负荷的解耦,易于实现高力密度,在高推力密度领域具有广泛的应用前景。本文针对在变速往复周期运... 作为一种新型的圆筒型直线电机,横向磁通圆筒型永磁直线电机与传统永磁直线电机相比,定子齿槽与电枢绕组空间上相互垂直,实现了电负荷与磁负荷的解耦,易于实现高力密度,在高推力密度领域具有广泛的应用前景。本文针对在变速往复周期运动模式下横向磁通圆筒型永磁直线电机的铜耗、定子铁心损耗以及动子侧永磁体内涡流损耗展开研究。首先,研究电机按正弦规律往复运动即推力正弦变化时的铜耗计算方法。其次,计算其在变速往复周期运动模式下的定子铁心损耗,为了验证计算方法的准确性,设计了铁心损耗测试方法,并对测试结果和计算结果进行了对比分析。最后,计算其在变速往复周期运动模式下的永磁体内涡流损耗。 展开更多
关键词 横向磁通 永磁直线电机 损耗 变速周期往复运动
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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
14
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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四象限运行磁通切换永磁直线电机的MRAS无位置传感器控制 被引量：1
15
作者 程明 王飒飒 王伟 《电气工程学报》 CSCD 2021年第4期25-32,共8页
模块化磁通切换永磁直线电机(Liner flux-switching permanent magnet machines,LFSPM)的电枢绕组和永磁体均放置在初级短动子,次级长定子仅由导磁铁心组成,适合用于电梯等长距离轨道运输系统中。在电梯驱动系统中,上行时主要为电动运行... 模块化磁通切换永磁直线电机(Liner flux-switching permanent magnet machines,LFSPM)的电枢绕组和永磁体均放置在初级短动子,次级长定子仅由导磁铁心组成,适合用于电梯等长距离轨道运输系统中。在电梯驱动系统中,上行时主要为电动运行,下行时在自重作用下常处于发电甚至制动运行,运行模式的交替变化给无位置传感器控制带来挑战。为此,基于LFSPM电机d-q轴数学模型,建立了LFSPM电机基于模型参考自适应法(Model reference adaptive system,MRAS)的无位置传感器控制系统,根据运行工况设计了混合控制策略。电梯上行时采用i_(d)=0控制,下行处于轻载制动发电状态,电压电流信号中基波含量占比小,进行增磁控制,利用i_(d)调节电压电流信号中基波占比来满足速度辨识的要求,实现LFSPM电机四象限无位置传感器控制。分析该无位置传感器控制系统的角位置估算误差原因,提出电流补偿方法。样机试验结果验证了所提混合控制策略的有效性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 无位置传感器控制 四象限运行 增磁控制 电流补偿 电梯
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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
16
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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基于磁通切换永磁直线电机的导弹电磁发射技术 被引量：6
17
作者 李艳明 彭雪明 +1 位作者 梁晓龙 赵斌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2830-2834,共5页
导弹电磁发射技术使用电能代替化学能作为发射能源,是一种对导弹及导弹发射技术具有革命性影响的新概念发射技术。以提高效率和功率密度为目标,提出了一种基于磁通切换永磁直线电机的导弹电磁发射技术方案。该方案兼具感应直线电机动子... 导弹电磁发射技术使用电能代替化学能作为发射能源,是一种对导弹及导弹发射技术具有革命性影响的新概念发射技术。以提高效率和功率密度为目标,提出了一种基于磁通切换永磁直线电机的导弹电磁发射技术方案。该方案兼具感应直线电机动子结构简单坚固和永磁直线电机功率密度高的优点,适合高速运行且易于模块化扩展。直线电机选择双边绕组磁路串联结构以降低了次级动子的质量,高功率脉冲电源使用电容储能并采用多逆变器并联方案。原理样机试验结果表明:该方案在最大运行速度和最高工作频率下速度控制快速、平稳,制动过程安全可靠。 展开更多
关键词 电磁发射 导弹 初级永磁 磁通切换永磁直线电机 有限元分析 脉冲功率电源 分段控制
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新型圆筒型错相式横向磁通永磁直线发电机结构及其漏磁分析与优化 被引量：9
18
作者 邱书恒 黄元峰 +3 位作者 艾程柳 王海峰 钱卉 朱杭钢 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期7357-7365,共9页
直线电机目前已经大量应用于工业、军事、民用及其他各种直线运动的场合,在波浪能发电装置中,直线发电机也将得到越来越广泛的应用。提出一种新型圆筒形错相式横向磁通永磁直线发电机的拓扑结构,该结构具有可由硅钢片叠压、设计更自由... 直线电机目前已经大量应用于工业、军事、民用及其他各种直线运动的场合,在波浪能发电装置中,直线发电机也将得到越来越广泛的应用。提出一种新型圆筒形错相式横向磁通永磁直线发电机的拓扑结构,该结构具有可由硅钢片叠压、设计更自由、整体性更强的优点。同时,其初级铁心单元加工方便,能够充分利用次级永磁体。阐述该电机的工作原理,推导电机的空载主磁通和空载感应电势。通过三维有限元分析计算电机电磁特性,发现了发电机漏磁较大的问题。在此基础上,引入基于元模型的遗传算法对发电机齿形、叠压系数、永磁体间距进行优化设计,实现对发电机关键参数和尺寸的合理选取。最后,给出样机电磁方案,并试制一台150W的样机。通过样机实验,验证了新型发电机拓扑结构的正确性。 展开更多
关键词 圆筒形 错相式 横向磁通 永磁直线发电机 漏磁 基于元模型的遗传算法优化
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基于谐波抑制和扰动观测器的磁通切换永磁直线电机联合控制方法 被引量：8
19
作者 孟高军 袁野 +2 位作者 张亮 孙玉坤 刘海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1957-1966,共10页
为解决磁通切换永磁直线(LFSPM)电机驱动系统推力波动较大的问题,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力以及参数摄动、外部扰动等非线性因素对电机运行稳定性的影响,提出了一种将谐波抑制算法和扰动观测器相结合的联合控制... 为解决磁通切换永磁直线(LFSPM)电机驱动系统推力波动较大的问题,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力以及参数摄动、外部扰动等非线性因素对电机运行稳定性的影响,提出了一种将谐波抑制算法和扰动观测器相结合的联合控制策略。首先,在分析磁通切换永磁直线电机定位力的基础上,通过注入谐波电流产生的电磁推力抵消定位力的主要谐波分量,从而实现对定位力的补偿;同时将参数摄动引起的电机模型误差和外部干扰视为系统扰动,利用扰动观测器对其进行观测,并将观测值作为补偿信号反馈到输入端以抵消扰动对系统的影响,在保证对系统扰动有较强鲁棒性的同时,提高系统的动态性能。最后,搭建了基于A&D5435半实物装置的实验平台,并通过实验研究验证了所提控制算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 推力波动 谐波抑制 扰动观测器 联合控制
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带定位力补偿的扩张观测器磁通切换永磁直线电机无位置传感器控制策略 被引量：9
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作者 孟高军 袁野 +2 位作者 孙玉坤 朱志莹 刘海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4091-4101,共11页
为了提高磁通切换永磁直线(LFSPM)电机无位置传感器控制性能,同时针对该电机双凸极结构引起的定位力较大的缺陷,提出一种带有定位力补偿的扩张观测器无位置传感器控制策略。首先,建立合成反电动势模型,研究通过将反电动势估算值反馈引... 为了提高磁通切换永磁直线(LFSPM)电机无位置传感器控制性能,同时针对该电机双凸极结构引起的定位力较大的缺陷,提出一种带有定位力补偿的扩张观测器无位置传感器控制策略。首先,建立合成反电动势模型,研究通过将反电动势估算值反馈引入到定子电流观测计算中的动子位置估算方法,同时为提高观测精度,将两相静止坐标下电流状态方程的反电动势作为系统干扰,通过扩张状态观测器进行准确估计,并采用归一化的正交锁相环来获得动子位置信息,在此基础上,给出自适应滑模速度控制器的设计方法,利用电流谐波注入法对观测的定位力进行前馈补偿,以便消除因定位力时变引起的动子速度和位置估算稳态误差,提高滑模控制抗扰性能。仿真结果表明,系统扰动观测值在能够快速准确地跟踪实际值的同时进一步抑制位置估算误差,基于A&D5435半实物装置搭建硬件电路,实验结果进一步验证了所提方法的有效性,实现了LFSPM电机在不同工况运行条件下的无位置准确跟踪。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 定位力 扩张状态观测器 前馈补偿 无位置传感器
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