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双三相永磁同步电动机驱动器全开路故障模式的诊断方法
1
作者 汤昊岳 李伟力 陈睿 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期27-37,共11页
准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识... 准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识别上述所有类型全开路故障模式的诊断方法。首先,为了便于模拟多类型的故障场景并提高理论模型的计算精度,构建能够计及诸多非理想因素和电机与驱动器之间相互影响关系的直接耦合分析模型,并通过实验验证了该模型的准确性和有效性。其次,通过矢量空间解耦中的子平面电流和绕组相电流分别提取故障因子和辅助故障因子,提出基于2种故障因子的诊断方法,并明晰2种故障因子的阈值范围和使用方法。最后,依托验证后的直接耦合分析模型,对6种不同类别的开路故障进行识别和诊断,证明所提方法的有效性。 展开更多
关键词 三相同步电动机 三相驱动器 耦合建模 开路故障 故障诊断
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基于电流检测误差补偿的嵌入式永磁同步电动机无位置传感器控制实验平台设计 被引量:1
2
作者 时隋翔 王玉彬 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第6期66-71,共6页
对基于高频脉振电压注入法的无位置传感器控制策略而言,转速和转子位置的准确估计十分重要。在传统高频脉振电压注入法的基础上,针对电流检测误差问题,提出一种电流检测误差补偿方法。该方法在传统位置观测器的基础上,增加了参数自适应... 对基于高频脉振电压注入法的无位置传感器控制策略而言,转速和转子位置的准确估计十分重要。在传统高频脉振电压注入法的基础上,针对电流检测误差问题,提出一种电流检测误差补偿方法。该方法在传统位置观测器的基础上,增加了参数自适应陷波器环节,通过实时参数修订,消除位置观测器中由电流检测误差引起的二次谐波,提高转速和转子位置估计的准确性。采用品质因数更高的二阶广义积分器提取高频电流,改善控制系统的动态性能。通过搭建实验平台验证了所提补偿方法的可行性。 展开更多
关键词 嵌入同步电动机 高频注入法 陷波器 参数自适应 电流检测误差
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基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
3
作者 王笔谈 赵文良 +3 位作者 刘聪 刁成武 陈德志 王秀和 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5328-5340,I0033,共14页
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,... 双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,分析难度大,目前缺乏对该种电机运行机理的深入研究。利用磁场调制原理,对采用模块化相组集中绕线结构的双三相聚磁式永磁同步电机(dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous machine,DTFC-PMSM)的转矩性能进行深入分析。首先介绍电机结构、设计思路和工作原理,借助“磁场调制”手段,对电机齿槽转矩进行分析,并据此确定最佳内外定子相对角,定量分析电机空载与电枢气隙磁密、空载反电势以及输出转矩,推导气隙磁场主要工作谐波,分析主要工作谐波对转矩的贡献度,同时利用有限元法对分析的结果进行验证。最后,制造样机并搭建实验测试平台,对电机转矩等性能进行测量,验证解析计算和有限元仿真的准确性。 展开更多
关键词 三相同步电机 场调制 模块化相组集中绕线 谐波分析 转矩性能
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新型不对称初级齿表面插入式永磁直线同步电机研究
4
作者 王林森 郑梦飞 +1 位作者 李焱鑫 卢琴芬 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3185-3194,I0027,共11页
表面插入式永磁直线同步电机(surface-inset permanent magnet linear synchronous motor,SIPMLSM)采用全齿绕端部非重叠的初级绕组和永磁体插入式的次级结构,不均匀气隙使交轴电感(Lq)增大,提升了凸极率(Lq/Ld),从而提升磁阻推力和推... 表面插入式永磁直线同步电机(surface-inset permanent magnet linear synchronous motor,SIPMLSM)采用全齿绕端部非重叠的初级绕组和永磁体插入式的次级结构,不均匀气隙使交轴电感(Lq)增大,提升了凸极率(Lq/Ld),从而提升磁阻推力和推力密度。针对一个12槽16极SIPMLSM,首先,建立边端力和齿槽力分离的有限元模型。其次,分别分析初级齿尖和边端辅助齿对齿槽力和边端力的敏感度,确定优化变量及取值范围,同时以推力波动和推力密度为优化目标,采用多目标遗传算法进行全局优化,得出不对称齿尖结构的优化方案。最后,制作样机并通过实验测得空载反电势、定位力与推力波动和堵动状态下的温度,与有限元结果进行对比,验证设计的有效性。 展开更多
关键词 表面插入直线同步电机 不对称齿 推力密度 推力波动抑制 多目标遗传算法 定位力分离
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反推式控制在永磁同步电动机速度跟踪控制中的应用 被引量:84
5
作者 王家军 赵光宙 齐冬莲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期95-98,共4页
把新颖的非线性反推(Backstepping)控制策略应用于永磁同步电动机速度跟踪控制中,简化了一般系统设计过程,减少了系统控制中调整参数数目,同时保证系统具有良好速度跟踪性能。给出了系统稳定性证明,并通过Matlab仿真和一般PID控制对比,... 把新颖的非线性反推(Backstepping)控制策略应用于永磁同步电动机速度跟踪控制中,简化了一般系统设计过程,减少了系统控制中调整参数数目,同时保证系统具有良好速度跟踪性能。给出了系统稳定性证明,并通过Matlab仿真和一般PID控制对比,验证了系统设计的有效性和可行性。 展开更多
关键词 同步电动机 速度跟踪控制 反推控制 场定向控制
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分段式永磁直线同步电动机动子位置(功角)和速度的测量 被引量:14
6
作者 王福忠 苏波 袁世鹰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期20-24,共5页
提出了一种连续的分段式永磁直线同步电动机位置(功角)和速度的检测方法。通过在各段电动机的边端槽中附加传感线圈检测动子在运行过程所感应的空载电动势,从中解出动子的位置(功角)和速度。侧重叙述了位置(功角)和速度的测量原理,电枢... 提出了一种连续的分段式永磁直线同步电动机位置(功角)和速度的检测方法。通过在各段电动机的边端槽中附加传感线圈检测动子在运行过程所感应的空载电动势,从中解出动子的位置(功角)和速度。侧重叙述了位置(功角)和速度的测量原理,电枢电流在测量绕组中产生的互感电动势的消除方法,以及试验结果分析。 展开更多
关键词 分段直线同步电动机 位置(功角) 速度
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三相不对称供电异步起动永磁同步电动机的退磁研究 被引量:6
7
作者 唐旭 王秀和 李莹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期6172-6178,共7页
异步起动永磁同步电动机的三相供电电压不对称时,永磁体的退磁情况会受到影响。该文采用复数电压不平衡因数(CVUF)描述三相供电电压的不对称程度,利用二维有限元法研究了三相供电电压不对称时异步起动永磁同步电动机的退磁特点。为了准... 异步起动永磁同步电动机的三相供电电压不对称时,永磁体的退磁情况会受到影响。该文采用复数电压不平衡因数(CVUF)描述三相供电电压的不对称程度,利用二维有限元法研究了三相供电电压不对称时异步起动永磁同步电动机的退磁特点。为了准确反映永磁体发生局部不可逆退磁的情况,采用永磁体的最小工作点(即永磁体各点磁密沿磁化方向投影的最小值)反映永磁体的退磁状态。分析CVUF对永磁体最严重退磁工作点(即电机的最严重退磁磁场出现时的永磁体最小工作点)以及电机稳态运行时定子电流的正序和负序分量、永磁体最小工作点曲线的平均值和波动的影响,并得到了相应的结论。 展开更多
关键词 异步起动同步电动机 三相不对称电压 复数电压不平衡因数 退 最小工作点
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轮毂式永磁同步电动机电磁转矩的数值计算与误差分析 被引量:2
8
作者 乔静秋 葛英辉 +2 位作者 熊素铭 陈立铭 倪光正 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期15-18,共4页
基于有限元法 ,分别采用麦克斯韦应力法和虚位移法对电动车用轮毂式矩形波永磁同步电动机的电磁转矩进行了数值计算。结合实测数据的验证 ,分析了有限元剖分形式对数值计算精度的影响 ;阐述了两种算法在永磁电机电磁转矩计算中各自所具... 基于有限元法 ,分别采用麦克斯韦应力法和虚位移法对电动车用轮毂式矩形波永磁同步电动机的电磁转矩进行了数值计算。结合实测数据的验证 ,分析了有限元剖分形式对数值计算精度的影响 ;阐述了两种算法在永磁电机电磁转矩计算中各自所具有的特点 ,分析和比较了直槽与斜槽式电机的静转矩特性 ; 展开更多
关键词 轮毂同步电动机 转矩 数值计算 误差分析 有限元分析
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基于动子附加绕组的隐极式永磁直线同步电动机的功率角测量 被引量:2
9
作者 高彩霞 王福忠 +1 位作者 袁世鹰 张龙 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期701-705,共5页
针对隐极式永磁直线同步电动机凸极效应不明显(Ld≈Lq)的特点,提出了基于动子附加高频绕组的隐极式永磁直线同步电动机的功率角测量新方法。在对永磁直线同步电动机基本结构和工作原理分析基础上,推导出了该电机的功率角与动子位置角的... 针对隐极式永磁直线同步电动机凸极效应不明显(Ld≈Lq)的特点,提出了基于动子附加高频绕组的隐极式永磁直线同步电动机的功率角测量新方法。在对永磁直线同步电动机基本结构和工作原理分析基础上,推导出了该电机的功率角与动子位置角的关系方程,建立了基于动子附加高频绕组的动子位置角测量数学公式。实验表明,该方法能实现包括零速在内全速度范围内永磁直线同步电动机功率角的测量,具有结构简单、价格低廉、使用方便、响应速度快、测量精度高等优点,特别适宜于由三相交流永磁直线同步电动机驱动的长行程伺服系统或运输系统。 展开更多
关键词 动子附加高频绕组 隐极直线同步电动机 功率角 动子位置角
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平衡式永磁同步电动机力矩波动直接测试系统的动态特性研究 被引量:4
10
作者 朱宏伟 邹继斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期160-164,共5页
高精度应用对永磁同步电动机的力矩波动指标提出了较高的要求,对其准确测量有重要的意义。平衡式直接测量方法具有低成本、高分辨率的优点,但过去少有文献对此类测量方法的动态特性进行分析。本文以一套具体测试系统为例,建立其数学模... 高精度应用对永磁同步电动机的力矩波动指标提出了较高的要求,对其准确测量有重要的意义。平衡式直接测量方法具有低成本、高分辨率的优点,但过去少有文献对此类测量方法的动态特性进行分析。本文以一套具体测试系统为例,建立其数学模型。通过计算分析,确定了系统能够准确测量的转速范围,然后通过实验验证了理论分析的正确性。最后根据模型给出提高系统性能的建议。 展开更多
关键词 同步电动机 力矩波动 平衡直接测量方法
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基于最大推力电流法的凸极式永磁直线同步电动机无速度传感器推力直接控制 被引量:3
11
作者 邹积浩 朱善安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期69-73,77,共6页
针对凸极式直线永磁同步电动机的推力生成机制,本文提出了一种高性能的直线永磁同步电动机伺服驱动——基于最大推力电流法的无速度传感器直接推力控制。这一控制方式充分利用了磁路结构不对称所生成的磁阻推力,并将其与结构简单、响应... 针对凸极式直线永磁同步电动机的推力生成机制,本文提出了一种高性能的直线永磁同步电动机伺服驱动——基于最大推力电流法的无速度传感器直接推力控制。这一控制方式充分利用了磁路结构不对称所生成的磁阻推力,并将其与结构简单、响应快速的直接推力控制结合,使得电动机效率得以提高,功耗降低,响应速度更快。仿真实验结果证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 直接推力控制 凸极直线同步电动机 最大推力电流法
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单相电源供电的三相永磁同步电动机建模仿真 被引量:2
12
作者 蒋文科 邓建国 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第2期279-283,共5页
建立单相电源供电三相永磁同步电动机在转子d-q旋转坐标系下的动态数学模型;用对称分量法分析单相电源供电的三相永磁同步电动机电路系统,计算起动和稳定运行时所需的移相电容器的数值;用Matlab构建系统仿真模型和编写仿真程序,通过实... 建立单相电源供电三相永磁同步电动机在转子d-q旋转坐标系下的动态数学模型;用对称分量法分析单相电源供电的三相永磁同步电动机电路系统,计算起动和稳定运行时所需的移相电容器的数值;用Matlab构建系统仿真模型和编写仿真程序,通过实例对单相电源供电的定子绕组Y形接法的异步起动三相永磁同步电动机的起动性能进行仿真分析,并与三相电压供电的情况进行了对比分析,仿真结果与理论分析相符。 展开更多
关键词 异步起动三相同步电动机:单相电源 起动特性
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三相四开关逆变器供电的永磁同步电动机脉冲序列预测控制 被引量:2
13
作者 张梅梅 郝剑奇 《工矿自动化》 北大核心 2019年第5期79-84,共6页
针对单矢量预测控制方法存在控制自由度少、电流和转矩纹波大的问题,提出了一种三相四开关逆变器供电的永磁同步电动机脉冲序列预测控制方法。构造了两类包含3个电压空间矢量的对称型脉冲序列,利用电流参考值跟踪成本函数来选取优化脉... 针对单矢量预测控制方法存在控制自由度少、电流和转矩纹波大的问题,提出了一种三相四开关逆变器供电的永磁同步电动机脉冲序列预测控制方法。构造了两类包含3个电压空间矢量的对称型脉冲序列,利用电流参考值跟踪成本函数来选取优化脉冲序列;给出了电流参考值跟踪目标下的占空比计算公式,并通过调节直流分量对占空比进行补偿,从而实现直流母线电容电压平衡。仿真结果表明,该方法能实现电流参考值跟踪和母线电容电压平衡,有效减小了电流纹波和转矩脉动。 展开更多
关键词 三相四开关逆变器 同步电动机 脉冲序列预测控制 占空比 电容电压平衡 电流参考值跟踪
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船舶电力推进用双三相永磁同步电动机建模 被引量:5
14
作者 王步来 顾伟 +2 位作者 褚建新 吴卫民 郭燚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期347-352,共6页
为了研究船舶电力推进系统,提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,先将双三相绕组等效变换为双两相绕组,再将双两相绕组等效变换为两相绕组.经过2次绕组变换后,双三相绕组等效变换为两... 为了研究船舶电力推进系统,提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,先将双三相绕组等效变换为双两相绕组,再将双两相绕组等效变换为两相绕组.经过2次绕组变换后,双三相绕组等效变换为两相正交绕组.应用成熟的两相旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在dq坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.设计了一台6极、2.2 kW的双三相永磁同步电动机,进行了仿真和试验研究.比较仿真结果和试验数据,两者间最大误差在5%以内,该建模方法是有效和正确的. 展开更多
关键词 绕组复变换 三相同步电动机 等效 建模
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采用绕组变换的双三相永磁同步电动机建模研究 被引量:4
15
作者 王步来 顾伟 +2 位作者 郭燚 褚建新 吴卫民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1275-1279,共5页
提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,构建了一个等效的三相绕组,绕组变换后,原双三相永磁同步电动机等效为普通的三相永磁同步电动机.应用三相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下... 提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,构建了一个等效的三相绕组,绕组变换后,原双三相永磁同步电动机等效为普通的三相永磁同步电动机.应用三相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在d-q坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.对一台6极双三相永磁同步电动机进行了仿真和实验,两者间最大误差在5%以内,因此该建模方法是有效和正确的. 展开更多
关键词 绕组变换 三相同步电动机 等效 仿真 实验
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采用拼接式转子的内置永磁同步电动机的优化设计 被引量:3
16
作者 司萌 杨向宇 +1 位作者 赵世伟 司纪凯 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期62-71,共10页
针对传统内置永磁同步电动机漏磁系数较大,隔磁桥机械强度较差等特点,提出一种拼接式转子,这种转子具有若干个独立的铁心,用高强度非铁磁部件通过鸽尾形槽把这些铁心拼接起来,这种转子不需要隔磁桥,所以这种转子能够有效限制漏磁。拼接... 针对传统内置永磁同步电动机漏磁系数较大,隔磁桥机械强度较差等特点,提出一种拼接式转子,这种转子具有若干个独立的铁心,用高强度非铁磁部件通过鸽尾形槽把这些铁心拼接起来,这种转子不需要隔磁桥,所以这种转子能够有效限制漏磁。拼接式转子的铁心具有一些磁障(空气槽),这些磁障可以影响气隙内的磁场分布从而实现近似正弦分布的气隙磁密波形。初步设计了一台基于拼接式转子的3 k W电动机,采用田口法对转子磁障的关键参数进行了优化,并对拼接式转子和传统内置永磁转子进行了对比分析,结果表明所提出的拼接式转子优于传统内置永磁转子。 展开更多
关键词 同步电动机 拼接转子 优化 田口法
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表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机电磁特性对比 被引量:3
17
作者 罗帅 孙晓东 +1 位作者 杨泽斌 李可 《轴承》 北大核心 2017年第2期42-47,共6页
为探究不同转子结构对无轴承永磁同步电动机电磁特性的影响,对2台表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机进行对比分析。2台无轴承永磁同步电动机的定子结构、绕组通入的电流、相位、永磁体产生的气隙磁密完全相同。建立了2台电动机的有限... 为探究不同转子结构对无轴承永磁同步电动机电磁特性的影响,对2台表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机进行对比分析。2台无轴承永磁同步电动机的定子结构、绕组通入的电流、相位、永磁体产生的气隙磁密完全相同。建立了2台电动机的有限元模型,对比分析了永磁磁链、反电动势、电感、转矩以及悬浮力等静态电磁特性。有限元仿真结果表明:表贴式永磁同步电动机永磁体的用量较小,磁链谐波分量较少;内置式无轴承永磁电动机能够产生较大的电感、转矩与悬浮力。 展开更多
关键词 无轴承同步电动机 表贴 内置 特性 有限元分析
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永磁同步电动机磁钢的多目标微粒群算法优化 被引量:15
18
作者 范坚坚 吴建华 +1 位作者 黎宪林 沈磊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期173-178,共6页
系统分析了表贴式永磁同步电动机磁钢结构参数对气隙磁密波形的影响。针对PMSM气隙磁密波形需综合具有足够大的基波幅值与足够小的正弦性畸变率的要求,利用表面相应模型对样本点需求量少的特点,建立了表面响应模型与多目标微粒群算法混... 系统分析了表贴式永磁同步电动机磁钢结构参数对气隙磁密波形的影响。针对PMSM气隙磁密波形需综合具有足够大的基波幅值与足够小的正弦性畸变率的要求,利用表面相应模型对样本点需求量少的特点,建立了表面响应模型与多目标微粒群算法混合的全局优化算法,以获得极大的气隙磁密基波幅值与极小的气隙磁密波形正弦性畸变率,对磁钢结构参数进行多目标优化。仿真与实验对比优化前后电机的气隙磁密波形和反电势波形的结果,验证了优化结果的正确性,并验证了该多目标优化算法在磁钢结构参数优化中应用的可行性。 展开更多
关键词 同步电动机 气隙 多目标优化 表面响应模型 微粒群优化算法
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电动机转子位置和转子温度集成监测装置的研究
19
作者 邓先明 张宇 +2 位作者 田云帆 周浩文 陈晨 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期44-48,共5页
针对电动机转子位置测量和电动机转子温度测量的需求,设计了一种能够集成监测电动机转子位置和转子温度的耦合结构。该装置采用环形耦合变压器与磁阻式旋转变压器集成设计,其中环形耦合变压器用于测量电动机转子温度,磁阻式旋转变压器... 针对电动机转子位置测量和电动机转子温度测量的需求,设计了一种能够集成监测电动机转子位置和转子温度的耦合结构。该装置采用环形耦合变压器与磁阻式旋转变压器集成设计,其中环形耦合变压器用于测量电动机转子温度,磁阻式旋转变压器用于测量电动机转子位置。由于两者磁路在空间上相互垂直,且正余弦信号绕组为开路状态,因此它们之间不会相互干扰。通过使用Ansys软件搭建的有限元仿真模型进行仿真分析,完成了对磁路模型进行了设计优化。最后,根据仿真结果制作了样机,并通过实验验证该设计的可行性与有效性。 展开更多
关键词 同步电动机 旋转变压器 转子温度
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两相静止坐标系下的永磁同步电动机模型预测功率控制 被引量:24
20
作者 姚绪梁 黄乘齐 +2 位作者 王景芳 马赫 刘铜振 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期60-67,共8页
为避免转子位置角检测误差给永磁同步电动机调速系统带来的不利影响,提高系统的可靠性,提出一种等价于id=0的永磁同步电动机模型预测功率控制方法。该方法通过建立两相静止坐标系下的电机增量模型,使用枚举法对基本电压矢量作用下的电... 为避免转子位置角检测误差给永磁同步电动机调速系统带来的不利影响,提高系统的可靠性,提出一种等价于id=0的永磁同步电动机模型预测功率控制方法。该方法通过建立两相静止坐标系下的电机增量模型,使用枚举法对基本电压矢量作用下的电流进行预测,利用采样得到的电压及电流估计反电动势和转子侧瞬时功率值,然后通过功率价值函数选择最优电压矢量。所提方法无需使用高分辨率位置传感器检测转子位置角进行旋转坐标解耦变换,可降低系统的复杂度。电机增量模型无需使用永磁体磁链参数预测电流,降低了算法对电机参数变化的敏感度。实验对比了所提控制方法与直接功率控制的稳态功率波动、转矩波动和暂态响应速度等指标,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 表贴同步电动机 两相静止坐标系 瞬时功率 预测控制
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