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透平环境中高速外转子永磁同步电机的温度修正设计
1
作者 滕箫远 李岩 +2 位作者 冯桂宏 张炳义 刘泽宇 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期36-47,共12页
现有透平机结构存在的效率低,功率冗余较大,可靠性低等问题,为解决这些问题,本文根据透平压缩机集成化的概念提出一种以外转子高速永磁电机为主体的电机-压缩机一体机。在一体机运行时,气体压力和温度会逐级升高且不均匀,转子表面温度... 现有透平机结构存在的效率低,功率冗余较大,可靠性低等问题,为解决这些问题,本文根据透平压缩机集成化的概念提出一种以外转子高速永磁电机为主体的电机-压缩机一体机。在一体机运行时,气体压力和温度会逐级升高且不均匀,转子表面温度分布会呈现出较大的梯度,这造成永磁体热特性差异,影响一体机系统安全可靠运行。考虑温度分布影响,首先利用流-热-磁多物理场,对永磁体材料的温度特性进行了分析,得到了永磁材料剩磁密度与温度的(B-T)关系函数。其次对一体机进行了电磁性能和热力学的多物理场分析,确定了电机各部分温度分布,得出永磁体温度沿轴向的分布变化(T-dz)函数。然后将(B-T)、(T-dz)函数相结合,得到了考虑温度分布影响的轴向磁密分布,并提出一种永磁体轴向组合的轴向磁密补偿方法,降低大温度梯度对永磁电机性能的影响。最后,研制了一台200 kW、10000 r/min的样机,通过试验证明了本文提出的温度修正方法的有效性。 展开更多
关键词 高速外转子永磁同步电机 永磁体温度特性 温度梯度 温度修正 永磁体轴向组合
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基于磁网络法的外转子永磁同步电机的磁场分析
2
作者 边旭 边宏远 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期96-104,115,共10页
由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模... 由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模拟永磁体极间和定子槽内漏磁分布的外转子永磁同步电机等效磁网络模型,该模型考虑了铁心材料的非线性与转子动态问题,相较于传统磁网络法该模型优势在于不需要预设磁通走向且对漏磁计算具有更高的精确度。以一台3 kW的外转子永磁同步电机为例,采用此方法对其磁场进行计算与分析,并且对漏磁模拟的影响因素进行讨论与分析,通过实验对计算结果进行验证。研究表明,基于网格单元建立的等效磁网络模型能够准确模拟主磁及漏磁分布。 展开更多
关键词 外转子永磁同步电机 磁网络法 漏磁分布 磁通 非线性
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散热工况下永磁同步电机转子温度的卷积神经网络预测 被引量：1
3
作者 倪未希 刘宇阳 陈俐 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期15-24,36,共11页
为了实现永磁同步电机(PMSMs)转子温度的实时监测,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的预测方法。基于导热微分方程迭代求解瞬态温度场须依赖初始温度,而转子初始温度难以获得导致无法用于工程实际。针对该问题,提出以热电偶直接测量得到的... 为了实现永磁同步电机(PMSMs)转子温度的实时监测,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的预测方法。基于导热微分方程迭代求解瞬态温度场须依赖初始温度,而转子初始温度难以获得导致无法用于工程实际。针对该问题,提出以热电偶直接测量得到的5个不同位置定子温度序列为输入,建立卷积神经网络模型,预测电机散热工况下的转子温度。采用某额定功率70 kW的水冷内置式永磁同步电机的台架试验数据,分析数据特性确定模型输入量,构建训练集、验证集和测试集,给出模型超参数调校方法。测试结果表明,平均绝对误差为2.03℃,均方误差为8.47℃2,优于先进的时间卷积网络模型。多组不同输入序列的比较表明,采用提出的5个温度序列作为输入,模型具有较高的预测精度和工况适应性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 转子 温度预测 散热工况 机器学习 卷积神经网络
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基于自适应同步频率跟踪观测器的高速永磁同步电机无传感器控制 被引量：1
4
作者 徐古轩 赵峰 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期357-370,共14页
为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函... 为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函数和低通滤波器以消除抖振及相位延迟,实现对转子位置和速度的高精度估算。在低速域,为减小高频下死区引起的误差电压对角度估算的影响,采用基于死区电压重构的精确电压估算模型,进一步提高低速域无位置估算算法的动态性能和位置估计精度。仿真和实验结果表明了新方法应用于燃气轮机高速永磁同步电机全速域工况的优越性。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 无位置传感器 准比例谐振控制 自适应同步频率跟踪观测器 死区效应
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基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法
5
作者 王奇维 李斌兴 +2 位作者 潘冠丞 王高林 徐殿国 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期439-451,共13页
传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差... 传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法。根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型。进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识。为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析。所提出的方法在2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电感在线辨识 高频信号注入 等效阻抗模型 转子位置误差解耦
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计及谐波特征的车用高速永磁同步电机数字孪生建模方法
6
作者 沈琳 张剑 +2 位作者 温旭辉 魏嘉麟 陈凯 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第1期219-228,共10页
针对传统HPMSM模型难以精确描述电机谐波特性的问题,提出了一种计及谐波特征的HPMSM数字孪生建模方法。通过绕组函数和磁场分析得到带有谐波特性的HPMSM参数模型,并基于d-q旋转坐标系建立了HPMSM运行状态模型,推导出各电气量的表达式。... 针对传统HPMSM模型难以精确描述电机谐波特性的问题,提出了一种计及谐波特征的HPMSM数字孪生建模方法。通过绕组函数和磁场分析得到带有谐波特性的HPMSM参数模型,并基于d-q旋转坐标系建立了HPMSM运行状态模型,推导出各电气量的表达式。仿真和实验结果表明,构建的数字孪生仿真平台能够有效揭示HPMSM的空间谐波特性,为精确分析永磁同步电机及其控制系统提供了一种快速有效的建模方法。 展开更多
关键词 电动汽车 高速永磁同步电机 数字孪生建模 谐波分析
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带有时滞补偿的永磁同步电机转子初始位置高精度辨识方法
7
作者 连传强 郭力源 刘计龙 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第3期8-13,33,共7页
精确的转子初始位置信息是永磁同步电机平稳启动与高精度控制的关键,转子初始位置的错误定位会引起电机启动失败甚至失控。针对这一问题,提出了一种带有时滞补偿的转子初始位置高精度辨识方法。首先,在电流-频率控制策略框架下,通过分... 精确的转子初始位置信息是永磁同步电机平稳启动与高精度控制的关键,转子初始位置的错误定位会引起电机启动失败甚至失控。针对这一问题,提出了一种带有时滞补偿的转子初始位置高精度辨识方法。首先,在电流-频率控制策略框架下,通过分析电机实际位置与给定位置之间的关系,计算转子初始位置的预估值;然后,在转速-电流双闭环控制策略的基础上,通过设定不同的运行工况来构建包含转子初始位置估计误差的数学方程,对其求解可以获得考虑时滞补偿的转子初始位置精确值。仿真与实验结果验证了该方法的可行性与有效性,且相比传统高频注入法具有更高的辨识精度。 展开更多
关键词 转子初始位置辨识 时滞补偿 牛顿迭代法 永磁同步电机
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1.1 MW高速内置式永磁同步电机新型转子拓扑设计与强度优化 被引量：3
8
作者 谢颖 王泽兵 +3 位作者 蔡蔚 李道璐 杨艳会 张燚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期66-75,共10页
大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采... 大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采用永磁体分段设计,并增设加强筋,分担转子隔磁桥处的应力,使护套厚度得到有效降低。同时,将转子外部隔磁桥处替换为非导磁填充块,阻断漏磁路径,提升永磁体利用率。最后,有限元分析结果表明,相较于初始模型,新型结构电机在等效气隙增大1.5 mm的情况下,输出转矩达到600.44 N·m,增加了16.86 N·m,并且新型转子铁心最大应力降低了496.82 MPa,转子结构的机械强度得到显著提高,可为大功率高速永磁电机转子拓扑设计提供参考。 展开更多
关键词 高速永磁电机 转子机械强度 碳纤维护套 加强筋 非导磁填充块
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反凸极永磁同步电机的优化设计与分析
9
作者 邓先明 田云帆 +2 位作者 陈晨 张宇 代金贵 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期71-79,共9页
针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参... 针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参数化分析得到对弧形磁障的相关参数对电机的电磁性能的影响,使结构优化的效果更明显。通过仿真对比得到,结构优化后电机的永磁体夹角间的磁密为1.2 T,小于优化前的1.6 T;空载反电动势基波高于优化前电机,除7次谐波外其余各次谐波均小于优化前电机;转矩脉动显著小于优化前的电机,并显现出更好的反凸极特性。最后,在实验室条件下搭建一台1.1 kW的样机进行实验,测得其交直轴电感为80.94 mH和94.16 mH,空载反电动势谐波畸变率为10.64%,验证其可行性与优越性。 展开更多
关键词 反凸极永磁同步电机 转子设计 弧形磁障 结构优化 电感特性
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时变载荷作用下永磁直驱发电机外转子铁芯机械响应研究
10
作者 何玉灵 杨佳文 +3 位作者 孙凯 吴学伟 朱晓光 罗浩然 《机械强度》 北大核心 2025年第4期27-38,共12页
针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证。首先,解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律,确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征。同时分... 针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证。首先,解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律,确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征。同时分析了外转子铁芯基本振动模型,确定了外转子铁芯基本振动方程。然后,建立了外转子直驱发电机的仿真计算模型,得到了单位面积磁拉力的时空阶次特征和典型日下随时间变化规律。将电磁场得到的单位面积磁拉力密度作为输入载荷导入结构场,进行磁-固(结构)耦合仿真,计算分析了外转子铁芯在参考时刻的变形和应力的分布及振动噪声响应的变化规律。最后,用一台13 kW外转子直驱发电机模拟实例印证了解析和仿真的准确性。研究结果确定了外转子铁芯所承受的时变载荷及其作用下的机械响应分布规律,发现了发电机运行时转子铁芯应该重点检测的时刻和部位,同时分析了时变载荷下的噪声特性,为发电机的维护和设计提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 外转子直驱永磁同步发电机 机械响应 磁拉力 时变载荷 电磁噪声
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高速永磁同步电机驱动控制关键技术
11
作者 胡超 《南方农机》 2025年第13期150-153,共4页
永磁同步电机驱动系统广泛应用于航空航天、机器人、电动汽车等领域,其在高速工况下的运行性能直接影响系统的可靠性。目前,高速永磁同步电机驱动控制技术尚不成熟,对电机的运行机理、控制策略、容错技术和控制系统结构进行研究是一项... 永磁同步电机驱动系统广泛应用于航空航天、机器人、电动汽车等领域,其在高速工况下的运行性能直接影响系统的可靠性。目前,高速永磁同步电机驱动控制技术尚不成熟,对电机的运行机理、控制策略、容错技术和控制系统结构进行研究是一项重要而紧迫的任务。基于此,文章介绍了高速永磁同步电机驱动系统的发展历程,阐述了其驱动控制技术和发展现状;分析了高速永磁同步电机在高速工况下的运行机理,总结出高速永磁同步电机驱动控制过程中需要解决的关键问题;提出了一种基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的新型复合式矢量控制策略,并进行了仿真和实验验证。结果表明,新型复合式矢量控制策略能够在保证转速响应速度和转矩波动抑制能力的前提下有效提高电机转速跟踪能力。该方法可为高速永磁同步电机驱动系统设计提供参考。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 Luenberger观测器 电流谐波抑制
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双风冷外转子永磁同步电机不同动密封结构的传热特性 被引量：1
12
作者 郜聪聪 宁建荣 张鉴一 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期133-144,共12页
为加强基于定转子双风冷外转子永磁同步电机内部小间隙处密封性的同时保障间隙的散热性,在考虑旋转因素下,利用计算流体力学的方法对电机小间隙处不同迷宫密封结构在不同工况下的流场和传热特性进行数值模拟,通过对间隙处压力、速度的分... 为加强基于定转子双风冷外转子永磁同步电机内部小间隙处密封性的同时保障间隙的散热性,在考虑旋转因素下,利用计算流体力学的方法对电机小间隙处不同迷宫密封结构在不同工况下的流场和传热特性进行数值模拟,通过对间隙处压力、速度的分析,探讨上下间隙处不同迷宫密封结构对电机整体密封性能以及定子侧壁面散热性的影响,并使用泄漏量和努塞尔数作为评价因子对其密封性能和散热性进行评估。结果表明:轴流风扇工况为吸风时更有利于提升电机密封性并同时保障间隙处散热性;在上下定转子间隙处添加迷宫密封的方式可以有效提高电机在双风冷系统下的密封性,且上下间隙处密封结构的压降总和越大,泄漏量越小;间隙处定子侧壁面的平均努塞尔数因迷宫密封的添加会有所下降,并且当来流温度低于壁温时其下降程度随密封结构阻流效果的增大而增大,高于壁温时随密封结构阻流效果、凹槽漩涡强度的减小而增大;相较于无密封结构,定子侧双凹槽结构在提高电机整体密封性的同时有效保障了间隙的散热性,研究结果为外转子永磁同步电机内部间隙处密封和散热结构的设计提供了参考。 展开更多
关键词 双风冷系统 外转子永磁同步电机 迷宫密封 泄漏量 努塞尔数
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双并列转子永磁同步电机转矩脉动产生机理及抑制 被引量：2
13
作者 陈阳 陶大军 +2 位作者 王立坤 戈宝军 李守鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6357-6370,共14页
双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失,存在较大的转矩脉动,限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析,并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构,阐明... 双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失,存在较大的转矩脉动,限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析,并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构,阐明了N-S型转子结构的优越性。在此基础上,开展了转矩脉动产生机理研究,按照影响因素不同,逐次分析了齿槽效应、端部效应、永磁齿轮效应以及绕组参数不对称对电机转矩脉动的作用机理,构建了各个转矩分量的解析表达式。通过有限元模型,验证了理论分析的正确性。针对产生转矩脉动的不同分量,提出了相应的抑制方法,其中抑制空载转矩可以通过优化电机的结构参数来实现,抑制纹波转矩可以通过优化绕组位置分布来实现。搭建样机实验平台,验证了分析模型的准确性。 展开更多
关键词 双并列转子 永磁同步电机 转矩脉动 空载转矩 结构优化
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基于增强型自适应超螺旋滑模观测器的永磁同步电机控制策略
14
作者 宋雨生 卓森庆 +3 位作者 李发顺 王璇 郭长兴 沈传文 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层... 针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层可调节的二阶非线性函数代替自适应超螺旋滑模观测器(STSMO)中的开关函数,改善系统的不连续性,有效抑制转矩波动,并降低滑模固有抖振。设计一种可以根据转速自适应调整的滑模系数,兼顾低速域与高速域的扩展反电动势估计性能,能在更宽的转速范围内精准估计转子位置,降低转速误差和转子位置估计误差。针对改进E-ASTSMO和传统SMO进行对比仿真和实验,结果表明E-ASTSMO具有更好的动态性能、稳态转子位置估计性能及参数鲁棒性,有效提高PMSM无传感器控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 滑模观测器 超螺旋算法 抖振抑制 转子位置估计
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采用改进遗传算法优化LS-SVM逆系统的外转子无铁心无轴承永磁同步发电机解耦控制 被引量：7
15
作者 朱熀秋 沈良瑜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期2037-2046,I0032,共11页
为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(leas... 为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)逆系统的解耦控制策略。首先,基于ORC-BPMSG的结构及工作原理,推导其数学模型,并分析其可逆性。其次,建立LS-SVM回归方程,并采用IGA优化LS-SVM的性能参数,从而训练得到逆系统。然后,将逆系统与原系统串接,形成伪线性系统,实现了ORC-BPMSG的线性化和解耦。最后,将提出的控制方法与传统LS-SVM逆系统控制方法进行对比仿真和实验。仿真和实验结果表明:所提出的控制策略可以较好地实现ORC-BPMSG输出电压和悬浮力、以及悬浮力之间的解耦控制。 展开更多
关键词 外转子无铁心无轴承永磁同步发电机 最小二乘支持向量机 逆系统 改进遗传算法 解耦控制
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航空飞行器用300 kW高速永磁同步电机优化设计 被引量：5
16
作者 魏嘉麟 王又珑 +2 位作者 温旭辉 陈晨 李文善 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1363-1373,共11页
航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差,脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升,加剧Halbach磁体的退磁风险,影响电机的安全运行。针对上述问题,提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法,... 航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差,脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升,加剧Halbach磁体的退磁风险,影响电机的安全运行。针对上述问题,提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法,以电机损耗和温升为优化目标,使用场路耦合有限元分析法和解析法计算电机在T型三电平变流器供电下的损耗,进而计算电机温升。根据寻优算法搜索最优设计区域,获得优化设计方案。分析Halbach磁体内的磁密分布和涡流损耗,对磁体进行优化设计,从而抑制退磁和损耗。设计并制造一台300 kW、30000 r/min高速永磁同步电机,仿真和实验结果表明,新提出的设计方法能够快速实现多目标寻优,并有效抑制退磁。 展开更多
关键词 航空飞行器 高速永磁同步电机 HALBACH磁体 Nelder-Mead法 多目标优化 场路耦合
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基于非线性建模与拟合的永磁同步电机转子初始位置精确估计方法 被引量：3
17
作者 姚培煜 冯国栋 +2 位作者 吴轩 彭卫文 丁北辰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期142-151,共10页
针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在... 针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在大部分转子位置易受测量噪声的影响。为此,提出基于多项式模型建立位置估计非线性模型,选取合适的模型参数,利用少量测试点拟合该模型,即可实现初始位置的快速精确估计,有效提高了估计精度与系统抗干扰能力。实验与仿真结果表明,相比现有方法,提出的方法易于实现,无需复杂滤波器与观测器设计,仅需要选取少量测试点即可快速估计精确转子初始位置,在保证估计精度的同时改进了传统估计方法收敛速度慢问题。 展开更多
关键词 永磁同步电机 高频信号注入 转子初始位置估计 多项式模型 非线性模型
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车用高速永磁同步电机电磁结构多目标优化 被引量：4
18
作者 鲍玉志 程远雄 田京坤 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期42-47,共6页
高速永磁同步电机是电动汽车驱动技术竞争的焦点。高速电机对动态性能提出了更高要求,针对电磁结构参数对电机各方面性能影响的复杂性,将多目标智能优化算法应用到电磁结构参数设计中。以提高转矩、减小转矩波动和降低定子铁芯损耗为设... 高速永磁同步电机是电动汽车驱动技术竞争的焦点。高速电机对动态性能提出了更高要求,针对电磁结构参数对电机各方面性能影响的复杂性,将多目标智能优化算法应用到电磁结构参数设计中。以提高转矩、减小转矩波动和降低定子铁芯损耗为设计目标,以定子齿槽结构等参数为设计变量,采用电磁场有限元及响应面法,利用拉丁超立方采样和电磁仿真获取25组数据,构建了优化代理模型来拟合优化变量与电机性能参数之间的映射关系;利用多目标粒子群算法开展了结构参数优化。结果表明:电机的输出转矩得到了有效提升,同时转矩波动和铁芯损耗均有明显降低。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 响应面法 粒子群算法 多目标优化
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氢燃料电池用高速永磁同步电机性能的数值研究 被引量：1
19
作者 韦愈群 李双敏 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期602-609,共8页
在利用Maxwell方程组推导了高速永磁同步电机的二维电磁场控制方程的基础上,采用Bertotti铁耗分立模型计算电机铁耗,引入雷诺系数计算风摩损耗,用经典计算公式计算绕组铜耗和涡流损耗,以上损耗值转化为体积生热率施加到电机各发热部件... 在利用Maxwell方程组推导了高速永磁同步电机的二维电磁场控制方程的基础上,采用Bertotti铁耗分立模型计算电机铁耗,引入雷诺系数计算风摩损耗,用经典计算公式计算绕组铜耗和涡流损耗,以上损耗值转化为体积生热率施加到电机各发热部件作为温度场分析时的热源,并且考虑材料温变特性和定子非晶合金导热系数各向异性,使用流固耦合法建立了高速永磁电机温升预测模型。依据所建模型进行算例分析,应用Maxwell软件和Fluent软件研究了气隙槽宽、槽肩高和气隙长度对电机磁场、温度场的影响,研究表明气隙槽宽对电机磁场影响较小,适当增大气隙槽宽有利于电机散热。 展开更多
关键词 氢燃料电池 高速永磁同步电机 流固耦合 温度预测 数值研究
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转子激励对永磁同步电机电磁振动影响分析 被引量：3
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作者 郭冠宁 蔡蔚 邵佰成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期36-44,共9页
对于电动汽车用永磁同步电机,气隙内的电磁激励会产生高频振动和噪音。通常将气隙电磁激振力施加到定子齿部,并通过理论计算或仿真得到定子或壳体外表面的振动噪音响应,而由转子激励引起的振动噪音被忽略。为研究转子激励对整体电磁振... 对于电动汽车用永磁同步电机,气隙内的电磁激励会产生高频振动和噪音。通常将气隙电磁激振力施加到定子齿部,并通过理论计算或仿真得到定子或壳体外表面的振动噪音响应,而由转子激励引起的振动噪音被忽略。为研究转子激励对整体电磁振动噪音的贡献度,首先依据麦克斯韦应力张量法对气隙电磁力谐波进行理论分析,同时建立单电机的电磁振动仿真模型。然后以一台8极定子48槽内置式永磁同步电机为样机,通过试验模态分析和仿真分别对定子和转子的材料参数进行修正。再分别进行转子动力学和电磁激励下的整机动力学仿真,结果表明由转子偏心引起的不平衡电磁激励能够引起转子系统共振,并且在单位电磁力波的激励下,转子激励引起的响应与定子激励引起的响应在低频段具有同等的重要性。最后通过样机振动试验对上述结论进行了验证。 展开更多
关键词 永磁同步电机 转子偏心 电磁力波 模态分析 临界转速 电磁振动
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