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运用GASVM-NSGA-Ⅱ的永磁辅助开关磁阻电机多目标优化方法
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作者 黄朝志 原红卫 耿永民 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期592-600,共9页
为降低永磁辅助开关磁阻电机(Permanent magnet assisted switched reluctance motor,PMa-SRM)的转矩脉动、提高其平均转矩,提出一种将遗传算法优化的支持向量机(Genetic algorithm optimizes support vector machine,GASVM)与非支配进... 为降低永磁辅助开关磁阻电机(Permanent magnet assisted switched reluctance motor,PMa-SRM)的转矩脉动、提高其平均转矩,提出一种将遗传算法优化的支持向量机(Genetic algorithm optimizes support vector machine,GASVM)与非支配进化算法(Non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)结合的混合多目标优化方法。首先介绍了PMa-SRM结构,通过田口法建立了实验样本数据,并通过方差分析分析了开通角、关断角、极靴角对PMa-SRM转矩脉动和平均转矩的影响。然后通过GASVM分别建立开通角、关断角、极靴角与PMa-SRM转矩脉动和平均转矩的预测模型。最后采用了NSGA-Ⅱ对预测模型进行全局寻优,并从NSGA-Ⅱ生成的Pareto前沿中选取最优设计。通过对比优化前后电机的输出性能以及样机转矩与振动实验,验证了运用GASVM-NSGA-Ⅱ优化设计方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁辅助开关磁阻电机 转矩脉动 多目标优化 遗传算法优化的支持向量机 NSGA-Ⅱ
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串联磁路永磁辅助开关磁阻电机设计与分析
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作者 杨杰 杜怿 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期40-47,共8页
为提高永磁辅助开关磁阻电机(Permanent magnet assisted SRM,PMA-SRM)的永磁体利用率,提出一种串联磁路PMA-SRM(Series magnetic circuit PMA-MSRM,SPMA-SRM),其定子由6个相同的U形铁心模块组成,永磁体位于相邻两个U形铁心模块的槽口,... 为提高永磁辅助开关磁阻电机(Permanent magnet assisted SRM,PMA-SRM)的永磁体利用率,提出一种串联磁路PMA-SRM(Series magnetic circuit PMA-MSRM,SPMA-SRM),其定子由6个相同的U形铁心模块组成,永磁体位于相邻两个U形铁心模块的槽口,永磁体切向充磁,且充磁方向一致。当电机空载时,永磁磁场在U形定子铁心内形成串联磁路,不与转子耦合;当电机任意一相绕组通电时,由于采用特殊的串联磁路设计,所有永磁体可以同时处于工作状态,提高了永磁体利用率。介绍了SPMA-SRM和现有并联磁路PMA-SRM的拓扑结构和工作原理,对关键尺寸参数进行设计,并采用有限元法对两台电机的电磁性能进行对比和分析。制造SPMA-SRM样机,并对电机性能进行试验测试。研究结果表明,在电机性能基本相同情况下,SPMA-SRM的永磁体利用率提高了200%。 展开更多
关键词 串联 开关磁阻电机 辅助 体利用率
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一种永磁辅助开关磁阻电机的四区间DITC方法 被引量:8
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作者 黄朝志 徐俊鑫 +2 位作者 刘细平 曹文盛 吴玉良 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2438-2449,共12页
与传统开关磁阻电机相比,永磁辅助开关磁阻电机有更高的功率密度和效率、更大的转矩安培比,但存在较大的转矩脉动,限制了工程应用范围。该文首先解释传统直接瞬时转矩控制策略,针对传统直接瞬时转矩控制策略转矩脉动的原因,提出一种将... 与传统开关磁阻电机相比,永磁辅助开关磁阻电机有更高的功率密度和效率、更大的转矩安培比,但存在较大的转矩脉动,限制了工程应用范围。该文首先解释传统直接瞬时转矩控制策略,针对传统直接瞬时转矩控制策略转矩脉动的原因,提出一种将两相交换区细分为交换Ⅰ区、交换Ⅱ区和交换Ⅲ区,与单相导通区构成一个电周期的四区间,分别给出与区间电感特性相适应的滞环控制;然后提出不同转速下的导通角算法,建立自适应导通角的四区间转矩脉动抑制方法。最后以一台三相6/20的永磁辅助开关磁阻电机为例,进行仿真分析和样机实验。结果表明,该方法能在宽转速范围上有效降低永磁辅助开关磁阻电机的转矩脉动。 展开更多
关键词 永磁辅助开关磁阻电机 自适应导通角 四区间 转矩脉动 变负载
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基于占空比调制的永磁辅助同步磁阻电机模型预测转矩控制
4
作者 许爱德 胡士迈 +1 位作者 刘鑫 李新宇 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期133-143,共11页
针对永磁辅助同步磁阻电机在传统模型预测转矩控制下转矩脉动较大的问题,提出一种基于占空比调制的模型预测转矩控制方法。采用转矩滞环预筛选的方式将传统模型预测转矩控制中7个基本电压矢量预测个数降低至3个,在转矩、磁链预测环节中... 针对永磁辅助同步磁阻电机在传统模型预测转矩控制下转矩脉动较大的问题,提出一种基于占空比调制的模型预测转矩控制方法。采用转矩滞环预筛选的方式将传统模型预测转矩控制中7个基本电压矢量预测个数降低至3个,在转矩、磁链预测环节中加入反馈补偿进一步提高预测模型的准确性。依据无差拍原理计算出3个不同电压矢量对应的最优占空比。将占空比计算部分置于并联评价函数之前,结合占空比以及反馈补偿后的转矩、磁链预测值代入并联评价函数遴选出最优电压矢量及其对应占空比,通过占空比调制的方式输出最优期望电压矢量。仿真及实验结果表明,所提出的基于占空比调制的模型预测转矩控制方法可以有效抑制电机的转矩脉动,降低定子电流的谐波含量。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 模型预测转矩控制 占空比调制 转矩脉动 并联评价函数
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永磁辅助同步磁阻起/发电机位置传感器零位标校方法
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作者 谭越瑾 孔武斌 +2 位作者 刘子睿 李子旻 曲荣海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4494-4505,共12页
在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现... 在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现象。预定位法还存在易受摩擦转矩等干扰的问题。该文分析了磁阻转矩分量对预定位法的平衡点位置和定位精度的影响,推导了由摩擦转矩产生的角度误差的近似公式,得到了定位点和定位电流的选定依据。根据永磁辅助同步磁阻起/发电机的转矩特点,提出了一种新颖的基于不稳定平衡点的定位方法及其控制律的参数估计方法。所提方法利用PI控制器将转子保持在不稳定平衡点,从而可同时利用永磁转矩和磁阻转矩,有效减小摩擦转矩造成的误差。最后通过实验验证了所提定位误差估算模型和零位标校方法的有效性。 展开更多
关键词 位置传感器零位标校 辅助同步磁阻起/发电机 转子位置检测 预定位法
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基于陶瓷棒支承的永磁辅助同步磁阻电机转子结构优化
6
作者 薛秀慧 任晓辉 +1 位作者 张磊 孙德强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3229-3240,共12页
在追求高效节能的现代工业背景下,永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)融合了同步磁阻电机和永磁同步电机的优势而备受瞩目。为优化转子磁障支承结构,提升PMaSynRM转子结构分析的精确性,利用转子铁心的轴向层叠特性,开展基于平面应变理论的... 在追求高效节能的现代工业背景下,永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)融合了同步磁阻电机和永磁同步电机的优势而备受瞩目。为优化转子磁障支承结构,提升PMaSynRM转子结构分析的精确性,利用转子铁心的轴向层叠特性,开展基于平面应变理论的整体转子拓扑结构分析。在确保电磁特性一致性的基础上,对比分析了铜楔和陶瓷棒2种转子磁障支承方案。通过有限元分析(FEA),考察外圈隔磁桥的主应力分布,揭示了以切向应力为主的最大应力特征。研究发现,相较于铜楔支承,采用高弹性模量和强抗压性能的陶瓷棒复合材料,能在首层磁障区域与径向磁通路径间构建类似力传递闭合环结构,显著降低转子外圈隔磁桥受力,增强转子冲片结构的支承刚性。电磁仿真验证了2种支承方案在电磁性能上的等效性,确保了电机设计的一致性。为验证优化方案的有效性,研究团队制造了样机并进行了测试,采用陶瓷棒方案的转子在相同转速下展现出更优的动平衡性能,证明了陶瓷棒支承方案在提高转子机械强度和降低应力集中方面的优越性。通过采用高性能的陶瓷棒结构作为磁障支承材料,显著提升转子机械强度和刚性。这些研究成果不仅为PMaSynRM转子拓扑结构的优化提供了理论依据和实践指导,也为该类型电机在轨道交通行业的应用提供了宝贵经验。 展开更多
关键词 平面应变 辅助同步磁阻电机 转子 陶瓷棒 有限元分析
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一种降低永磁辅助磁阻电机转矩脉动的三区间PWM-DITC控制策略
7
作者 龚成懿 徐俊鑫 +2 位作者 黄朝志 肖任全 孙燕文 《电气工程学报》 北大核心 2025年第1期78-87,共10页
针对永磁辅助式磁阻电机转矩脉动较大的问题,提出一种分区间固定频率的抑制转矩脉动控制方法。首先,依据磁阻电机的电感特性,将两相交换区细分为两个区间,与单相导通区共同构成一个转子极距上的三个区间。其次,采用三角载波固定采样频率... 针对永磁辅助式磁阻电机转矩脉动较大的问题,提出一种分区间固定频率的抑制转矩脉动控制方法。首先,依据磁阻电机的电感特性,将两相交换区细分为两个区间,与单相导通区共同构成一个转子极距上的三个区间。其次,采用三角载波固定采样频率,结合各区间转矩的输出特性分别实施不同的控制策略,降低两相交换区的转矩脉动和峰值电流。最后,通过一台6/20永磁辅助外转子电机对三区间PWM-DITC方法进行仿真与试验验证。结果表明,相比传统DITC控制策略,所提方法能有效降低永磁辅助式磁阻电机两相交换区的转矩脉动并降低峰值电流。 展开更多
关键词 辅助磁阻电机 三区间 PWM-DITC 转矩脉动 峰值电流
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基于KELM-NSGA-Ⅱ的永磁辅助同步磁阻电机多目标优化方法
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作者 黄朝志 李思颖 +1 位作者 刘小波 孙燕文 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1065-1074,共10页
为提高永磁辅助同步磁阻电机(permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor, PMa-SynRM)的输出性能,提出了基于核极限学习机(kernel extreme learning machine, KELM)和快速非支配排序遗传算法(nondominated sorting geneti... 为提高永磁辅助同步磁阻电机(permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor, PMa-SynRM)的输出性能,提出了基于核极限学习机(kernel extreme learning machine, KELM)和快速非支配排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm, NSGA-Ⅱ)相结合的外转子PMa-SynRM多目标优化设计方法。首先,对PMa-SynRM转子磁障进行初步设计并分析PMa-SynRM工作原理。其次,通过综合敏感性分析评估每个设计变量对优化目标的影响,选取主要优化参数。然后,以高输出转矩、高效率和低转矩脉动为优化目标,建立基于KELM的代理模型。最后,采用NSGA-Ⅱ进行全局寻优,从NSGA-Ⅱ生成的Pareto前沿中选择最优解,并通过有限元分析进行验证。仿真结果表明:优化后的电机较初始电机平均转矩提高了15.83%,转矩脉动降低了60.27%,且优化后电机效率较初始电机也有所提高,验证了本文优化设计方法的有效性。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 KELM 多目标优化 NSGA-Ⅱ
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计及开关损耗的永磁同步电机边带声振响应数值仿真与抑制优化
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作者 邱子桢 张维 +2 位作者 王芳 孔治国 黄炘 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期73-83,共11页
以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,对不同脉宽调制策略所引入的边带电流谐波与声振响应进行数值仿真分析,并计及开关损耗因素,基于随机性载波频率调制对边带声振响应进行抑制优化。首先,对脉宽调制策略所引入的边带谐波分量与电... 以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,对不同脉宽调制策略所引入的边带电流谐波与声振响应进行数值仿真分析,并计及开关损耗因素,基于随机性载波频率调制对边带声振响应进行抑制优化。首先,对脉宽调制策略所引入的边带谐波分量与电磁力特性进行理论解析,建立完整的边带声振响应仿真流程与数值预测模型。其次,讨论典型的不连续脉宽调制和随机性载波频率调制策略对边带分量的影响,并理论分析边带电流谐波与声振响应的抑制效果。最后,将所提出的控制策略搭载至实验样机,分别进行数值仿真计算验证、稳态声振测试与驱动控制器损耗测试。结果表明,不连续脉宽调制会恶化边带声振响应,但可以降低开关损耗;随机性载波频率调制可以有效抑制边带电流谐波和声振响应,并且对开关损耗没有显著影响。 展开更多
关键词 同步电机 不连续脉宽调制 载波频率调制 振动噪声抑制 数值预测 开关损耗
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基于磁场调制理论的开关磁阻电机半解析饱和气隙磁场模型
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作者 郭小强 花为 程明 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期611-617,共7页
为全面考虑磁饱和对开关磁阻电机气隙磁场的影响,基于气隙磁场调制理论,建立了一种半解析饱和气隙磁场模型。该模型在线性气隙磁场模型基础上,研究了磁饱和对气隙磁导的调制效应,并量化了磁饱和程度与气隙磁导各阶谐波之间的关系。通过... 为全面考虑磁饱和对开关磁阻电机气隙磁场的影响,基于气隙磁场调制理论,建立了一种半解析饱和气隙磁场模型。该模型在线性气隙磁场模型基础上,研究了磁饱和对气隙磁导的调制效应,并量化了磁饱和程度与气隙磁导各阶谐波之间的关系。通过有限元分析获取少量样本数据后,采用插值方法重构出饱和气隙磁导频谱,从而校正受磁饱和影响的线性气隙磁场模型。构建了有限元仿真模型,在3倍过载条件下使电机进入深度饱和状态进行仿真验证。搭建了静态磁链测试平台进行实验验证。仿真结果表明,所提出的半解析法与有限元结果误差小于1%。实测结果表明,所提半解析法与实测结果误差小于10%。该方法克服了纯有限元法时间长和纯解析法推导复杂的问题,实现了电机基本电磁性能的快速评估。 展开更多
关键词 气隙 场调制 饱和 半解析 开关磁阻电机
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基于磁链相移原理的不对称交替极永磁辅助同步磁阻电机设计与分析 被引量:3
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作者 周华伟 龙顺海 +2 位作者 江光耀 王成明 刘正蒙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期455-464,共10页
传统永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)无法充分利用永磁转矩和磁阻转矩,该文提出一种新型不对称交替极永磁辅助同步磁阻电机(ACP-PMaSynRM)。基于永磁磁链相移原理,将交替极永磁阵列、不对称磁极和磁障相结合,实现永磁转矩和磁阻转矩的... 传统永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)无法充分利用永磁转矩和磁阻转矩,该文提出一种新型不对称交替极永磁辅助同步磁阻电机(ACP-PMaSynRM)。基于永磁磁链相移原理,将交替极永磁阵列、不对称磁极和磁障相结合,实现永磁转矩和磁阻转矩的最大值在相同电流相位下叠加,不但提高了永磁转矩和磁阻转矩的利用率,增强了电机输出转矩能力,而且减少了永磁体用量。采用有限元法对比分析了传统和新型ACP-PMaSynRM的电磁性能,验证了所提电机拓扑的可行性。最后,制造了一台48槽14极样机并对其进行了实验验证。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 交替极 链相移 最大转矩
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基于参数辨识的永磁辅助同步磁阻电机电流无差拍控制 被引量:3
12
作者 许爱德 刘鑫 +1 位作者 李新宇 胡士迈 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5626-5638,共13页
针对永磁辅助同步磁阻电机电感参数失配引起传统无差拍预测电流控制器受扰动的问题,该文提出一种电感参数自适应的无差拍预测电流控制方案。所提算法利用模型参考自适应系统对电感参数进行在线辨识,并将辨识结果代替控制器中的原始电感... 针对永磁辅助同步磁阻电机电感参数失配引起传统无差拍预测电流控制器受扰动的问题,该文提出一种电感参数自适应的无差拍预测电流控制方案。所提算法利用模型参考自适应系统对电感参数进行在线辨识,并将辨识结果代替控制器中的原始电感模型参数,以确保控制器的模型参数和电机实际参数相匹配,进而增强无差拍预测电流控制系统的鲁棒性。根据永磁辅助同步磁阻的数学模型,对电机本体进行了建模,以实现对所提算法的仿真验证。最后在以TMS320F28335控制器为核心的实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果均表明,当电机参数与模型参数不匹配时,所提算法相较于传统的无差拍预测电流控制算法在电流波动峰峰值、电流跟踪静差及系统鲁棒性方面都有明显的改善。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 参数辨识 无差拍预测电流控制 模型参考自适应
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永磁辅助同步磁阻电机优化设计及试验
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作者 张康 《农机使用与维修》 2024年第9期36-38,42,共4页
永磁辅助同步磁阻电机具有高效率、高功率密度、低维护需求等优点,在电机的电磁设计时,由于涉及的参数变量较多,如磁通密度、线圈匝数、永磁材料的选择等,尤其是在追求最大化效率和输出功率的同时,还需要考虑到成本、物料的可获得性以... 永磁辅助同步磁阻电机具有高效率、高功率密度、低维护需求等优点,在电机的电磁设计时,由于涉及的参数变量较多,如磁通密度、线圈匝数、永磁材料的选择等,尤其是在追求最大化效率和输出功率的同时,还需要考虑到成本、物料的可获得性以及设计的可行性。该文基于永磁辅助同步磁阻电机基本工作原理及结构估算模型,以提高电机额定工况下运行效率为优化目标,采用田口法对电机相关参数进行优化设计,并对优化后的结果与原始方案进行对比。测试结果表明,与原始设计相比,优化后的电机在效率、温升控制和输出扭矩方面均有明显改进,尤其是在高负载条件下,优化电机展现出更稳定的性能和更高的能效。研究结果旨在通过采用先进的设计方法和试验验证,为永磁辅助同步磁阻电机性能的优化提供相关参考和建议。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 设计优化 田口法 性能测试 耐久性
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辐向永磁容错伺服电机的齿槽转矩抑制方法
14
作者 陈前 章郑兵 +3 位作者 史浩 徐高红 刘正蒙 刘国海 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期11-19,共9页
辐向永磁电机的齿槽转矩会增大电机的转矩脉动,从而影响辐向永磁容错伺服电机的可靠运行和整个控制系统的控制精度。为了减小电机的齿槽转矩,提高电机的控制精度,首先,基于能量法分析齿槽转矩与槽极组合之间的关系以及齿槽转矩产生的原... 辐向永磁电机的齿槽转矩会增大电机的转矩脉动,从而影响辐向永磁容错伺服电机的可靠运行和整个控制系统的控制精度。为了减小电机的齿槽转矩,提高电机的控制精度,首先,基于能量法分析齿槽转矩与槽极组合之间的关系以及齿槽转矩产生的原理,进而讨论定子开辅助槽、转子开辅助槽两种方法对永磁电机齿槽转矩的影响。结果表明,在倒“T”形辐向永磁体两端增加不规则辅助槽有助于将齿槽转矩降至最低。主要原因是增加辅助槽可以改变转子磁通路径的方向,根据磁通路径可以选择合适的辅助槽。此外,它还能增大气隙磁密的基波幅值,减小其谐波分量,从而改善电机性能,所提电机的齿槽转矩为4.1 mN·m、转矩脉动为0.16%。齿槽转矩和转矩脉动达到了最优,满足伺服电机精度高和稳定性要求。最后,制造并测试转子上带有不规则辅助槽的24槽/22极样机,相应的试验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 辐向容错伺服电机 齿槽转矩 槽极配合 辅助
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共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制
15
作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页
为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率、调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组同步牵引电机 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率
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永磁辅助磁阻发电机建压过程及短路故障运行
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作者 随阁 赵博 +2 位作者 王义勇 张红旗 鲁炳林 《现代电子技术》 北大核心 2024年第10期6-12,共7页
为解决传统永磁发电机短路故障时灭磁困难和开关磁阻类发电机电压波形差的难题,提出一种永磁辅助同步磁阻发电系统(PMSynRG)。建立该电机的数学模型,阐述其发电运行机理,并推导出带载时的稳态电压方程和三相短路时绕组交直轴短路动态电... 为解决传统永磁发电机短路故障时灭磁困难和开关磁阻类发电机电压波形差的难题,提出一种永磁辅助同步磁阻发电系统(PMSynRG)。建立该电机的数学模型,阐述其发电运行机理,并推导出带载时的稳态电压方程和三相短路时绕组交直轴短路动态电流方程。针对发电机带载时的自激建压过程进行数值仿真计算,得出自激建压曲线,验证发电机系统的建压能力。此外,针对三相短路故障进行数值仿真计算,验证了故障时三相电流小于额定电流的结论,同时还验证了三相短路时动态电流方程的正确性,证明了发电机系统具有较强的自我保护能力。最后,制作样机并完成了带载建压实验,实验结果与数值分析结果吻合度较高。 展开更多
关键词 辅助同步磁阻电机 运行机理 建压能力 三相短路故障 有限元分析 样机实验
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基于自然容错开关表的五相永磁同步电机直接转矩控制 被引量:4
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作者 周华伟 陈铖 +2 位作者 赵宇恒 江光耀 张多 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1618-1628,I0031,共12页
五相永磁同步电机(permanent-magnetsynchronous motor,PMSM)传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在相电流畸变严重、共模电压(common-modevoltage,CMV)高、转矩和磁链脉动大等问题,且无法实现相开路故障情况下的无扰运行。... 五相永磁同步电机(permanent-magnetsynchronous motor,PMSM)传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在相电流畸变严重、共模电压(common-modevoltage,CMV)高、转矩和磁链脉动大等问题,且无法实现相开路故障情况下的无扰运行。为解决上述问题,提出一种基于自然容错开关表的DTC策略。该策略根据PMSM开路故障前后基电压矢量的特点以及三次平面合成电压矢量为零的原则,构建虚拟矢量(virtual vector,VV),设计故障前后同一套自然容错开关表,进而不但抑制了故障导致的转矩脉动,而且在故障前后均能降低三次谐波电流、减小转矩和磁链脉动、抑制CMV。实验结果验证所提策略的可行性。 展开更多
关键词 共模电压 直接转矩控制 容错开关 单相开路故障 同步电机 虚拟矢量
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低复杂度永磁同步电机三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略 被引量:10
18
作者 陈荣 舒胡平 翟凯淼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3710-3721,I0032,共13页
针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周... 针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周期的零电压矢量和参考电压矢量所在扇区来快速筛选所需最优电压矢量和次优电压矢量,避免了无效枚举计算,从而降低了开关频率和计算复杂度。引入系统d和q轴电流差参数,计算各电压矢量的作用时间,确保电压矢量作用时间恒大于零和开关频率固定。以三相两电平电压型逆变器驱动的表贴式PMSM为被控对象,通过仿真和实验对传统TV-MPCC策略和所提三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略进行对比研究,仿真和实验结果表明,所提策略在保证系统稳态和动态性能的基础上,在固定和降低开关频率的同时,降低了计算复杂度。 展开更多
关键词 同步电机 模型预测电流控制 三矢量 低计算复杂度 固定开关频率
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高转矩密度永磁游标伺服电机磁通屏障效应分析及抑制 被引量:1
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作者 秦语缘 樊英 +2 位作者 陈秋蒴 唐琛 房莉 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1237-1247,I0002,共12页
永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了... 永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了输出性能的提高。因此,该文提出一种辅助励磁交替极轮辐式游标伺服电机结构,旨在分析磁通屏障效应形成机理,并通过交替极、辅助永磁体与磁障、磁桥组合排布的拓扑优化设计为低极对数磁通提供有效磁路,抑制上述磁通屏障效应,进而提高电机转矩密度与输出性能。在此基础上,进行样机制作,通过实验验证上述解析计算的正确性与所提结构对磁通屏障效应抑制的有效性,为高品质伺服电机拓扑选择、性能优化提供依据。 展开更多
关键词 游标伺服电机 通屏障效应 辅助 高转矩密度 路分析
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考虑电流谐波的永磁同步电机电磁振动与转矩波动分析
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作者 魏琦 邱威森 +2 位作者 率志君 李玩幽 曾德鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期727-736,共10页
为了研究电流谐波输入下的电磁振动问题,基于电流解析模型和保角映射建立了电流谐波输入下的磁场解析模型,探究了气隙磁场、二维电磁力波和电磁转矩的时空特性,分析了开关频率对振动的影响。利用电流仿真模型和实测电流建立全频段电流... 为了研究电流谐波输入下的电磁振动问题,基于电流解析模型和保角映射建立了电流谐波输入下的磁场解析模型,探究了气隙磁场、二维电磁力波和电磁转矩的时空特性,分析了开关频率对振动的影响。利用电流仿真模型和实测电流建立全频段电流谐波解析模型,分析了高频电流谐波输入下的气隙磁场分布规律,并对样机进行振动响应仿真和实验,提出了减振措施。结果表明:本文模型揭示了电磁力波和电磁转矩的全貌及其来源,高频电磁力波包含3个分量,不同工况下电磁力波的非零最小空间阶次是相同的;基于电磁力分布提出的避振策略能够有效降低电磁振动水平,为高频减振提供了有效方法。 展开更多
关键词 力波 振动响应 同步电机 转矩 振动抑制 高频谐波 场模型 开关频率
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