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基于模糊自适应转速调节器的绕组切换型电机控制 被引量:11
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作者 于艳君 崔明恺 +1 位作者 陈叹辞 柴凤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期8708-8717,共10页
针对车辆电传动系统高效区难以提升问题,研究一种低速绕组串联、高速并联的宽高效区、宽速域双绕组切换型永磁同步电机方案。为了适应该方案绕组串、并联工况电机参数不同和换挡过程中的转速波动问题,提出一种基于模糊自适应转速调节器... 针对车辆电传动系统高效区难以提升问题,研究一种低速绕组串联、高速并联的宽高效区、宽速域双绕组切换型永磁同步电机方案。为了适应该方案绕组串、并联工况电机参数不同和换挡过程中的转速波动问题,提出一种基于模糊自适应转速调节器的新型控制策略。首先,构建双绕组切换型永磁同步电机系统的拓扑结构;然后,根据模糊控制理论,提出绕组串联、并联及切换等典型工况下的转速调节器自适应模糊规则;基于逆变器开关管全关断,设计切换电路的开关切换规则;最后,搭建15kW双绕组切换型电机的实验平台,实验结果验证了该文提出的模糊自适应转速调节器能够实现绕组的平滑切换和系统的高动态性能运行。 展开更多
关键词 绕组切换型永磁同步电机 模糊控制 参数自适应 转速调节器 平滑切换
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多定子永磁直线同步电机绕组切换故障特性研究 被引量:3
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作者 张宏伟 余发山 +1 位作者 王新环 王福忠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期30-36,共7页
针对多定子永磁直线同步电机(PMLSM)运行过程中绕组切换故障可能引起的失步问题,研究了绕组切换故障特性。在分析PMLSM推力功角特性的基础上,研究了频率对稳定运行区间的影响规律,建立了考虑出入端效应的多定子PMLSM推力模型,研究了绕... 针对多定子永磁直线同步电机(PMLSM)运行过程中绕组切换故障可能引起的失步问题,研究了绕组切换故障特性。在分析PMLSM推力功角特性的基础上,研究了频率对稳定运行区间的影响规律,建立了考虑出入端效应的多定子PMLSM推力模型,研究了绕组切换故障对稳定性的影响规律,利用样机进行了实验研究,得到了一台及两台绕组切换故障时,电机运行频率、运行方式对运行特性的影响规律。研究结果表明:低速PMLSM的电阻效应不能忽略,动子所受正向推力作用空间变小,负向推力作用空间增大。相同数量的绕组失电,提升运行时较易失步。失电绕组越多,剩余电机承担电流越大,越易引起失步。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 多定子 推力功角特性 绕组切换故障
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异步电机绕组切换暂态过程分析与实验平台设计 被引量:1
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作者 吴敏 蔡卓剑 +2 位作者 陈铎文 杨欢 赵荣祥 《机电工程》 CAS 2017年第7期745-751,共7页
针对变绕组异步电机绕组结构与普通异步电机的差异性,为反映绕组切换的暂态过程,并为电机控制系统和绕组切换电路设计提供参考,提出了一种新的变绕组异步电机的建模方法。通过对电机绕组切换前后的两套绕组分别进行了独立分析,列写了电... 针对变绕组异步电机绕组结构与普通异步电机的差异性,为反映绕组切换的暂态过程,并为电机控制系统和绕组切换电路设计提供参考,提出了一种新的变绕组异步电机的建模方法。通过对电机绕组切换前后的两套绕组分别进行了独立分析,列写了电压与磁链方程,得到了电机统一状态方程表达式,并对其进行了仿真分析。在此基础上,设计并搭建了变绕组异步电机的实验平台,通过选取合适的绕组切换电路参数,减小了绕组的切换时产生的电压尖峰,实现了平滑切换。实验结果表明,所设计的实验平台可以实现电机绕组的平滑切换,可有效抑制切换时产生的冲击;该建模方法是有效的。 展开更多
关键词 交流电机 绕组切换 暂态分析 实验平台设计
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开关磁阻变档电机及其绕组切换控制策略 被引量:5
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作者 陈礼 甘醇 吴建华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期22-31,共10页
针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电... 针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电机绕组并联,每相匝数减少,电机反电势下降,从而拓宽电机调速范围。本文以一台150W三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,用二维查表法构建电机模型,实现对绕组切换前后及切换过程的动态分析,利用开关磁阻电机电流特性,结合电机转子位置,提出了零电流下的安全切换控制策略。设计得到切换电路的拓扑结构,为了验证该策略的可行性和有效性,搭建了实验平台,实验结果证实了所提方案能在电机相电流为零时实现电机绕组的快速、安全切换。 展开更多
关键词 开关磁阻变档电机 变速器 绕组切换 拓扑结构 控制策略 零电流
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新型6/8变极起动永磁同步电动机绕组切换动态过程的研究 被引量:3
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作者 田蒙蒙 王秀和 李昌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期909-917,共9页
基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,对其6、8极绕组切换过程及不同切换时机对电机的影响进行研究分析。建立双极数动态仿真模型,分别对不同转速、转动惯量、负载转矩、转子电阻、切换时8极绕组感应电动势和外加电源相位差等情况下6... 基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,对其6、8极绕组切换过程及不同切换时机对电机的影响进行研究分析。建立双极数动态仿真模型,分别对不同转速、转动惯量、负载转矩、转子电阻、切换时8极绕组感应电动势和外加电源相位差等情况下6、8极切换过程动态行为进行分析,研究不同状态切换时对冲击电流、转速波动、冲击转矩及牵入同步的影响;建立二维瞬态有限元模型,对8极绕组感应电动势和外加电源电压差相同、转速不同以及电压差不同、转速相同切换时永磁体的退磁规律进行研究。结果表明,切换时的转速和相位差对切换后电机影响较大,尤其是切换时的相位差,在一定范围内,相位差越大,转速波动、冲击电流和冲击转矩越大,永磁体退磁越严重。 展开更多
关键词 6/8变极起动永磁同步电动机 绕组切换 切换时机 双极数动态仿真模型 永磁体退磁
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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
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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 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
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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 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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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
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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 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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轮式机器人用直接驱动电机的设计 被引量:3
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作者 王成元 侯曦瑞 夏加宽 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2008年第2期121-124,138,共5页
非系列电机的设计方法不同于常规系列电机的设计方法,设计时应按其性能指标要求参考性能相近的系列电机尺寸,并对对其性能有重要影响的极数、槽数、绕组的排列方式等进行设计.通过对轮式机器人用无刷直流电动机性能指标要求的分析,经过... 非系列电机的设计方法不同于常规系列电机的设计方法,设计时应按其性能指标要求参考性能相近的系列电机尺寸,并对对其性能有重要影响的极数、槽数、绕组的排列方式等进行设计.通过对轮式机器人用无刷直流电动机性能指标要求的分析,经过具体方案的确定,简述了该种电机设计应遵从的规律,提出并采用无刷直流电动机的绕组切换方法,以在不改变硬件前提下改善轮式机器人的低速爬坡能力和起动加速能力,研究和分析了无刷直流电动机绕组切换的原理和方法. 展开更多
关键词 轮式机器人 绕组切换 无刷直流电动机 电机设计 直接驱动
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