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Robust fuzzy sliding-mode control for T-S model based permanent magnet synchronous motor
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作者 张细政 王耀南 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期68-73,共6页
A fuzzy sliding-mode control (FSMC) scheme based on T-S fuzzy models was proposed for the permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system to solve the speed tracking problem. A T-S fuzzy model was firstly forme... A fuzzy sliding-mode control (FSMC) scheme based on T-S fuzzy models was proposed for the permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system to solve the speed tracking problem. A T-S fuzzy model was firstly formed to represent the nonlinear system of PMSM. For converting the tracking control into a stabilization problem, a new control design was proposed to define the internal desired states. Then, the FSMC controller for PMSM system with parameter variation and load disturbance was designed based on the fuzzy model. The performance of the proposed controller was verified by experimental results on PMSM system. The results show that the FSMC scheme can drive the dynamics of PMSM into a designated sliding surface in finite time and guarantee the property of asymptotical stability. The information of upper bound of modeling errors as well as perturbations is not required when using the FSMC controller. 展开更多
关键词 permanent magnet synchronous motor (PMSM) uncertain T-S nonlinear systems sliding-mode control fuzzy SLIDING surfaces linear matrix INEQUALITIES (LMIs)
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基于双级PNN的直驱永磁同步电机匝间短路故障诊断方法 被引量:1
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作者 高彩霞 冯凌云 党建军 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期116-127,共12页
目的早期故障的精准定位对于预防电机系统故障恶化和制定故障后运行维护策略至关重要。针对多支路并联直驱永磁同步电机(MB-DDPMSM)匝间短路故障诊断问题,方法提出一种基于双级PNN的匝间短路故障检测与短路线圈自动定位的新方法。首先,... 目的早期故障的精准定位对于预防电机系统故障恶化和制定故障后运行维护策略至关重要。针对多支路并联直驱永磁同步电机(MB-DDPMSM)匝间短路故障诊断问题,方法提出一种基于双级PNN的匝间短路故障检测与短路线圈自动定位的新方法。首先,根据MBDDPMSM特殊的结构特点,选择支路差值电流(BDC)作为故障支路定位特征信号,支路电流残差(BRC)作为短路线圈定位特征信号;其次,建立MB-DDPMSM匝间短路故障状态的有限元模型,利用MB-DDPMSM有限元模型分析短路线圈位置对特征信号的影响规律,并建立BDC与故障支路位置的映射关系以及BRC与短路线圈位置的映射关系,为了消除故障程度对特征信号的影响并增强故障特征,对提取的BDC幅值进行L2范数归一化处理,得到故障支路定位特征向量,对提取的BRC幅值进行Z-Score标准化处理,得到短路线圈定位特征向量;最后,建立基于双级PNN的故障诊断模型,利用第一级PNN实现匝间短路故障检测与故障支路定位,利用第二级PNN实现短路线圈自动定位。结果仿真和实验结果表明,所提出的方法能及时检测出电机早期匝间短路故障并实现短路线圈精准定位,识别正确率达100%。结论基于双级PNN的匝间短路故障诊断模型具有建模简单、收敛速度快、故障诊断精准度高等优势。 展开更多
关键词 直驱永磁同步电机 匝间短路故障 支路差值电流 支路电流残差 双级PNN 短路线圈定位
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基于Popov超稳定的直驱式波浪发电系统滑模控制 被引量:1
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作者 谢子森 杨俊华 +2 位作者 邱孟 黄纬邦 林汇金 《电测与仪表》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速... 直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。 展开更多
关键词 直驱式波浪发电系统 永磁同步直线电机 MRAS Popov超稳定
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基于模糊干扰观测器的精密直驱系统滑模位置控制
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作者 李东博 李旭 +1 位作者 刘海波 王永青 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期108-115,128,共9页
为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observe... 为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observer,FDO)的非奇异快速终端滑模控制(nonsingular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)复合策略。首先,建立了考虑系统集总扰动的PMLSM动力学模型,同时为提高伺服系统鲁棒性能同时削弱抖振现象,引入模糊干扰观测器观测系统集总扰动;然后,设计了非奇异快速终端滑模面,能够保证系统跟踪误差在有限时间内快速收敛至零,并将观测器估计值动态补偿至控制器中;最后,通过精密直驱系统仿真与试验证明所提方法能够有效提高控制系统的响应速度、跟踪精度与鲁棒性,同时削弱抖振现象。 展开更多
关键词 精密直驱系统 永磁同步直线电机 位置控制 非奇异快速终端滑模 模糊干扰观测器
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用于重型电动卡车的双电机与双行星排新驱动装置设计及动力学特性研究
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作者 郑臻皓 赵升吨 +2 位作者 高志杰 曹杨峰 杨啸垠 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期16-26,共11页
针对电动卡车采用的中央电机配合变速箱的驱动形式,造成驱动电机功率偏高、传动系统空间布置困难、传动效率低下等问题,以陕汽德龙M3000系列的18 t级牵引车为研究对象,提出了一种可以实现双电机转矩耦合驱动和单电机驱动两种工作模式的... 针对电动卡车采用的中央电机配合变速箱的驱动形式,造成驱动电机功率偏高、传动系统空间布置困难、传动效率低下等问题,以陕汽德龙M3000系列的18 t级牵引车为研究对象,提出了一种可以实现双电机转矩耦合驱动和单电机驱动两种工作模式的新型双电机双行星轮系轮边分布式驱动系统。理论计算了新型驱动系统中双永磁同步电机的基本参数;搭建了基于Workbench平台与Maxwell软件的联合仿真平台,提出了采用遗传算法的双电机参数多目标优化方法,得到了输出转矩、转矩波动率和最大反电动势的最优解;设计、制造、安装和调试了额定功率分别为60、30 kW,额定转速为3 500、1 500 r/min的双电机与双行星排机械结构总成以及计算机实验平台;构建了基于逻辑门限值的整车控制策略和基于矢量控制的电机控制方案,开展了两种工作模式电机性能实验以及工作模式切换实验。研究结果表明,设计的双电机双行星轮系驱动系统在两种工作模式下转速波动率最大为2.58%、转矩波动率最大为5.5%,具有较好的输出响应,为该型原理的实际应用提供了参考。 展开更多
关键词 电动卡车 驱动与传动 永磁同步电机 行星轮系
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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制 被引量:1
6
作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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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
7
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 表面插入式永磁直线同步电机 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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永磁同步直线电机次级磁场检测技术综述
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作者 赵吉文 尹乐 +3 位作者 宋俊材 盘真保 于子翔 王立俊 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用... 【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用前景。永磁体作为永磁同步直线电机的重要组成部分,可为电机气隙空间提供恒定的磁场环境。磁场分布的一致性与电机性能息息相关,因此需要及时检测并更换故障永磁体以保证电机推力密度和功率密度的稳定性。【方法】主要对永磁同步直线电机次级磁场检测内容进行综述性研究:对电机的拓扑结构、工作原理和磁场的解析公式进行了梳理;对磁场的变化机理和磁场故障发生的常见原因进行了总结;对目前研究的永磁体局部退磁、均匀退磁、缺损和裂纹故障及不同故障磁场的建模方法,如解析法、有限元法和Matlab建模法等进行了介绍;对永磁同步直线电机次级磁场检测所选择的故障信号,如电流信号、磁密信号、电动势信号、振动信号和磁场信号等进行了讨论,指出其用于永磁同步直线电机时的优缺点。【结果】在对各类方法进行梳理和归纳后,对相应的研究内容与关键技术进行总结并发现,目前永磁同步直线电机磁场检测多借助于磁场信号和特征提取方法实现磁场故障的离线诊断。【结论】为实现实时化故障诊断和提高电机可靠性的目标,在未来磁场故障诊断发展趋势中,可以加强对电动势、电流、磁密等实时采集信号的研究,以期实现退磁故障的在线检测。同时需要开展具有高容错适应性的容错控制策略研究,保证电机在发生退磁故障时,仍可以维持电机的输出性能,进而保证其可靠运行。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 永磁体退磁 永磁体缺损 永磁体裂纹 磁场检测 直驱式往复运动 电机气隙 次级磁场
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基于霍尔位置传感器的表贴式永磁同步电机最速起动方法
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作者 高慧达 史婷娜 +2 位作者 曹彦飞 王剑 阎彦 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3120-3130,共11页
在机械臂关节伺服系统中,电机通常需要带载直接起动而不能进行初始位置校准。基于开关型霍尔位置传感器的表贴式永磁同步伺服电动机能够读取电机电角度所在扇区来实现直接起动,但在起动时存在位置不准确的问题,无法获得最大的起动转矩... 在机械臂关节伺服系统中,电机通常需要带载直接起动而不能进行初始位置校准。基于开关型霍尔位置传感器的表贴式永磁同步伺服电动机能够读取电机电角度所在扇区来实现直接起动,但在起动时存在位置不准确的问题,无法获得最大的起动转矩。对此,该文提出一种基于霍尔位置传感器的表贴式永磁同步电机最速起动方法,无需额外的信号注入以及初始位置校准程序,在电机起动的首个扇区内使用所提出的角度曲线进行磁场定向控制算法中的转子位置估计,同时结合最大转矩电流比控制,能够在统计学意义上提高起动转矩,有效缩短扇区内全初始角度的起动时间期望,优化霍尔位置传感器定位不准确时的起动过程。此外,该文给出了该角度最速起动曲线的设计方法及数值解,并给出该方法在起动时间期望上的最小值证明。在实际伺服电动机参数下的仿真与实验表明:所提方法能够有效实施在现有的关节伺服系统中,与现有的方波起动方法及扇区中值起动方法相比,有效减小了全扇区角度起动时间的平均值,实现了统计学意义上电机的最速起动。 展开更多
关键词 关节伺服系统 霍尔位置传感器 表贴式永磁同步电机 起动方法
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大推力电磁直驱泵用永磁直线同步电机设计研究
10
作者 曾杰 《农业装备与车辆工程》 2025年第5期103-110,共8页
为满足复杂固液两相流体的大推力输送需求,针对传统污水泵因集成中间传动装置导致结构复杂、控制困难及动态性能差等问题,提出了一种应用于往复泵的圆筒永磁直线同步电机(TPMLSM)。基于永磁电机理论,提出了TPMLSM设计思路,拟定电机性能... 为满足复杂固液两相流体的大推力输送需求,针对传统污水泵因集成中间传动装置导致结构复杂、控制困难及动态性能差等问题,提出了一种应用于往复泵的圆筒永磁直线同步电机(TPMLSM)。基于永磁电机理论,提出了TPMLSM设计思路,拟定电机性能指标,完成TPMLSM的电磁本构设计;利用ANSYS Maxwell建立电机电磁仿真模型,结合等效面电流理论解析永磁体磁场分布,并通过瞬态仿真验证了不同工况下的动态性能;构建TPMLSM等效电路模型及MATLAB/Simulink磁场定向控制系统,结果表明:TPMLSM空载定位力、推力输出满足负载需求,且动态响应特性良好。可为往复泵直驱系统集成设计提供理论参考。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 电磁直驱泵 电机设计 污水处理 给排水工程
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表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究 被引量:9
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作者 谢颖 姜佳宁 +2 位作者 蔡蔚 任少卿 孙存峻 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期44-53,共10页
针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作... 针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。 展开更多
关键词 表贴式永磁电机 永磁体失磁 气隙磁密 反电动势 选区渗重稀土
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基于磁-固耦合振动的永磁同步电机多目标优化设计
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作者 许孝卓 刘俊哲 +1 位作者 肖磊 蒋思远 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期149-158,共10页
提出一种用于煤层气抽采的大长径比分数槽集中绕组永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)。在电机设计时采用磁-固耦合分析的方法,降低由于大长径比所带来的电磁振动而引起的形变过大风险。以定子槽肩高、槽开口、极... 提出一种用于煤层气抽采的大长径比分数槽集中绕组永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)。在电机设计时采用磁-固耦合分析的方法,降低由于大长径比所带来的电磁振动而引起的形变过大风险。以定子槽肩高、槽开口、极弧系数、永磁体厚度、永磁体边缘厚度削减值为影响因子,转矩、效率、转矩脉动为优化目标,采用田口和响应曲面(Response surfacemethod,RSM)相结合的方法对电机进行了优化。首先基于磁-固耦合有限元(Finiteelement,FE)仿真下的振动特性确定了定子槽肩高的优化范围;然后采用田口法,建立正交试验表,对各组试验进行有限元仿真,分析各影响因子对优化目标的影响,确定永磁体厚度、极弧系数和槽开口的取值;接着采用响应曲面法继续优化,确定定子槽肩高、永磁体边缘厚度削减值的取值,从而确定电机的最终优化方案。有限元仿真结果显示,优化后电机整体性能得到了明显提升,电磁振动的形变也得到抑制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁-固耦合 田口法 响应曲面法 多目标优化
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双并列转子永磁电机非对称负载运行特性
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作者 戈宝军 范阵雨 林鹏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期55-65,共11页
双并列转子电机在驱动两侧非对称负载时,轻载侧电机的功角较低,产生了电机材料浪费,效率低等问题。为提升电机整体输出功率,基于双并列转子电机基本理论采用解析法求得电机驱动转矩平均值的表达式,进而提出轻载侧绕组提前的结构设计。... 双并列转子电机在驱动两侧非对称负载时,轻载侧电机的功角较低,产生了电机材料浪费,效率低等问题。为提升电机整体输出功率,基于双并列转子电机基本理论采用解析法求得电机驱动转矩平均值的表达式,进而提出轻载侧绕组提前的结构设计。而后以一台12极72槽双并列转子电机为例,建立其磁网络模型,通过麦克斯韦应力张量法得出驱动转矩的解析计算式,分析转子偏差角对电机基本转矩脉动的影响,得出最佳绕组提前槽数。最后,针对电机转矩脉动较大的问题,使用响应曲面法,以基本转矩脉动为目标函数,以永磁体偏心距、永磁体极弧系数、并接区高度作为自变量对电机进行优化,有效降低电机转矩脉动,验证了绕组前置的结构改进对提升电机非对称状态下的输出转矩具有显著效果。 展开更多
关键词 永磁同步电机 双并列转子 转矩脉动 等效磁网络 响应曲面法 耦合区
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齿调制作用下转子开槽对永磁电机电磁振动影响
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作者 谷艳玲 刘志鹏 +1 位作者 陈长征 黄逢超 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期111-118,共8页
为了研究齿调制作用下转子表面开槽对永磁同步电机电磁振动的影响,以小功率分数槽集中绕组(FSCW)内置永磁同步电机(IPMSM)为研究对象,通过麦克斯韦应力张量法推导径向电磁力波的频率及空间阶数特征。分析齿调制作用在FSCW-IPMSM中将空... 为了研究齿调制作用下转子表面开槽对永磁同步电机电磁振动的影响,以小功率分数槽集中绕组(FSCW)内置永磁同步电机(IPMSM)为研究对象,通过麦克斯韦应力张量法推导径向电磁力波的频率及空间阶数特征。分析齿调制作用在FSCW-IPMSM中将空间高阶电磁力波调制为低阶电磁力波的过程,并给出转子表面开槽在齿调制作用影响下与电磁振动间的联系。研究表明,转子表面开槽结构的改变会使各次谐波磁场发生变化,进而改变以极数阶电磁力波为代表的高阶电磁力波的幅值。在齿调制作用下,这些高阶电磁力波会被调制为幅值较高的低阶电磁力波,并引起不同幅度的低阶振动。然后建立C型、V型两种不同转子表面开槽结构的10极12槽FSCW-IPMSM电磁及结构有限元分析模型并进行仿真分析。结果表明,极数阶即10阶电磁力波会被调制为2阶并引起2阶振动,且两种不同开槽结构间的电磁振动存在着高达22.1%的差异。最后,在一台10极12槽样机上进行振动实验,验证理论与仿真分析结果。 展开更多
关键词 内置永磁同步电机 分数槽集中绕组 电磁振动 径向电磁力波 齿调制 转子表面开槽
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永磁同步电机无电解电容驱动技术综述
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作者 王孝洪 梁彧 +2 位作者 潘志锋 陆铭清 刘满喜 《华南理工大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期93-108,共16页
永磁同步电机具有体积小、成本低廉、可靠性高等优点,被广泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。电解电容作为永磁同步电机驱动系统中连接电网侧和电机侧的中间部分,其寿命容易受到环境温度、湿度等外部因素的影响,进而影响电... 永磁同步电机具有体积小、成本低廉、可靠性高等优点,被广泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。电解电容作为永磁同步电机驱动系统中连接电网侧和电机侧的中间部分,其寿命容易受到环境温度、湿度等外部因素的影响,进而影响电机产品的稳定性和可靠性,因此,无电解电容的永磁同步电机驱动系统成为了国内外的研究热点,学者们针对实现高功率因数、抑制电流谐波、电机稳定运行等目标提出了各种各样的控制策略。该文分析了无电解电容的永磁同步电机驱动系统电能质量和电机性能的影响因素,综合对比了不同控制策略的优缺点,对优化系统性能的控制策略进行了归纳和总结,并对永磁同步电机无电解电容驱动技术进行了展望,得到以下结论:当前对电能质量的改善主要采用优化电机控制算法的方式,但现有的间接功率控制、直接功率控制、补偿相电流非理想特性、再生能量控制等方法均存在一定的局限性;对电机性能的改善主要针对传统的弱磁控制、过调制等基于恒定母线电压的控制策略来进行,同时兼顾抑制拍频现象和保证电机稳定运行,后续研究中需要进一步考虑功率因数和电流谐波是否满足标准;兼顾电能质量和电机性能的综合调控是当前无电解电容驱动系统面临的最大难题,因此,需针对电网侧和电机侧进行协同控制,以合理分配功能,避免产生冲突。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电解电容 驱动系统 电能质量 电机性能
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应用于交流电机驱动的新型串联绕组拓扑的动态电流控制性能分析 被引量:1
16
作者 胡烽 李安 +3 位作者 蒋栋 刘自程 曲荣海 尹智群 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期304-313,I0025,共11页
电机绕组的动态电压是影响其电流变化能力的直接因素。为了提升电机的转矩响应速度,从直流电压利用率的角度分析串联绕组拓扑的动态电流控制能力。首先,从拓扑结构出发,相比于三相半桥拓扑,串联绕组拓扑将直流电压利用率提升了73%,这使... 电机绕组的动态电压是影响其电流变化能力的直接因素。为了提升电机的转矩响应速度,从直流电压利用率的角度分析串联绕组拓扑的动态电流控制能力。首先,从拓扑结构出发,相比于三相半桥拓扑,串联绕组拓扑将直流电压利用率提升了73%,这使得其动态电压更加充裕。然后,在不同的转速工况下,分析串联绕组拓扑、三相半桥拓扑以及采用电压修正策略的三相半桥拓扑的动态电流控制性能。最后,经仿真与实验证明,若采用电压修正策略来增大三相半桥拓扑的动态电压裕度,其只在转速接近额定转速时效果才凸显,且提升有限。而采用串联绕组拓扑,其在电压深度饱和下的电流动态响应时间将显著减小。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 串联绕组拓扑 直流电压利用率 动态响应
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基于扩展电压矢量的三矢量模型预测电流控制策略 被引量:3
17
作者 赵昕博 刘慧博 《电子测量技术》 北大核心 2024年第12期91-99,共9页
针对传统永磁同步电机模型预测电流控制策略中矢量作用方向、幅值局限导致控制系统稳态特性不佳的问题,提出一种改进的三矢量模型预测电流控制策略。首先,引入虚拟矢量来扩展电压矢量控制集为系统提供更灵活的控制选择。其次,根据无差... 针对传统永磁同步电机模型预测电流控制策略中矢量作用方向、幅值局限导致控制系统稳态特性不佳的问题,提出一种改进的三矢量模型预测电流控制策略。首先,引入虚拟矢量来扩展电压矢量控制集为系统提供更灵活的控制选择。其次,根据无差拍控制原理获得参考电压矢量,并判断出参考电压矢量在扇区的具体位置。以电压矢量为价值函数的基础元素,并对参考电压矢量与有效电压矢量做差分析。根据设计出的筛规则获得最优有效电压矢量,简化了电压矢量筛选过程。通过实验结果表明,对比于传统的模型预测电流控制,本文所提出的控制策略显著地减少了电流与转矩脉动,另外在电机转速方面呈现出更加平滑的速度曲线与更小的超调量,提高了电机的动态响应性能与控制能力。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 模型预测电流控制 三矢量 扩展矢量 无差拍控制原理
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永磁同步电机电磁噪声优化研究 被引量:3
18
作者 徐求福 曾发林 +1 位作者 马啸飞 戴佳钱 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期121-125,共5页
为分析研究永磁同步电机径向电磁力波作用在定子齿上引起的电磁噪声,建立了基于场路耦合的电磁噪声仿真模型,进一步基于该模型进行电磁噪声求解与优化。首先利用场路耦合模型求解电机径向电磁力波,作为电机振动噪声仿真的载荷激励;然后... 为分析研究永磁同步电机径向电磁力波作用在定子齿上引起的电磁噪声,建立了基于场路耦合的电磁噪声仿真模型,进一步基于该模型进行电磁噪声求解与优化。首先利用场路耦合模型求解电机径向电磁力波,作为电机振动噪声仿真的载荷激励;然后采用模态叠加法和边界元法进行电机电磁噪声仿真,将A计权声压级结果与实验数据进行对比分析;最后基于响应面法确定辅助槽的最佳参数,并基于该参数在转子外侧开设两个弧形辅助槽优化电机电磁噪声。实验和仿真结果表明,基于场路耦合的电磁噪声仿真模型能够更加准确地模拟电机中高频噪声,且合理选择辅助槽参数可以明显改善电机电磁噪声,使得A计权声压级降低了3dB以上。 展开更多
关键词 永磁同步电机 径向电磁力 电磁噪声 响应面法 辅助槽
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基于变增益最速梯度下降法的表贴式永磁同步电机位置修正策略 被引量:2
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作者 王益明 张雪锋 +2 位作者 高龙将 徐奇伟 罗凌雁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期617-627,671,共12页
滑模观测器具有响应速度快、鲁棒性强等优点,已广泛应用于表贴式永磁同步电机无位置传感器的中、高速控制系统。然而,具有固定参数的滑模观测器很难在宽速度范围内保持一致的估算精度,而采用基于速度观测器带宽限制的方法进行噪声和扰... 滑模观测器具有响应速度快、鲁棒性强等优点,已广泛应用于表贴式永磁同步电机无位置传感器的中、高速控制系统。然而,具有固定参数的滑模观测器很难在宽速度范围内保持一致的估算精度,而采用基于速度观测器带宽限制的方法进行噪声和扰动抑制会降低电机的动态性能。针对上述问题,该文首先分析滑模观测器估算表贴式永磁同步电机转子位置的误差产生机理,提出一种新型位置误差观测器,主要思想是基于磁链观测进行位置误差连续估算,并采用最速梯度下降法对积分过程进行反馈校正;然后,通过变增益循环迭代优化提高位置误差观测器的速度与准确性;最后搭建表贴式永磁同步电机加载测试平台进行实验,结果验证了所提方法具有位置观测精度高、鲁棒性强的特点。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 变增益最速梯度下降法 滑模观测器 估算位置修正策略
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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
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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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