交替极永磁电机转矩脉动抑制控制策略 被引量：1

1

作者 聂杰 王凯 +4 位作者 郭玲玲 李烽 朱姝姝 刘闯 陈万庆 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第3期1118-1126,I0026,共10页

交替极永磁(consequent pole permanent magnet,CPPM)电机每对极下的气隙磁密不对称,在特定极槽配合下其反电动势(electromotive force,EMF)中存在2、4次等偶次谐波分量,引起额外的转矩脉动,降低转矩输出品质。为解决上述问题,提出一种... 交替极永磁(consequent pole permanent magnet,CPPM)电机每对极下的气隙磁密不对称,在特定极槽配合下其反电动势(electromotive force,EMF)中存在2、4次等偶次谐波分量,引起额外的转矩脉动,降低转矩输出品质。为解决上述问题,提出一种注入多谐波电流产生的转矩补偿原有转矩脉动的控制策略。推导适用于任意次谐波磁链产生的转矩脉动通用解析模型;并基于此模型,给出利用谐波电流抑制转矩脉动的理论依据;提出在同步旋转坐标系下注入多次谐波电流的方法,抑制由2、4、5、7、11、13次谐波反电势引起的3、6、12次转矩脉动;并利用准-比例谐振控制器实现谐波电流的精确跟踪。最后,以一台三相9槽10极交替极永磁电机为例,通过不同工况下的转矩脉动抑制实验,验证所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 交替极转子 永磁同步电机(PMSM) 反电动势(emf)谐波 谐波电流注入 转矩脉动抑制

在线阅读 下载PDF 职称材料

抽水蓄能电机转子匝间短路无传感器检测方法 被引量：2

2

作者 齐鹏 李永刚 马明晗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6431-6443,共13页

定位筋作为抽水蓄能电机的固有部件,其感应电动势可有效反映转子绕组匝间绝缘健康水平。首先,通过引入衰减系数法推导了杂散磁通与气隙主磁通之间的关系,进而获取了定位筋感应电动势在匝间短路状态下的特征谐波,据此提出了谐波幅值比阈... 定位筋作为抽水蓄能电机的固有部件,其感应电动势可有效反映转子绕组匝间绝缘健康水平。首先,通过引入衰减系数法推导了杂散磁通与气隙主磁通之间的关系,进而获取了定位筋感应电动势在匝间短路状态下的特征谐波,据此提出了谐波幅值比阈值检测法;其次,根据抽水蓄能电站服役机组运行参数搭建了二维电磁仿真模型,分析了匝间短路故障前后定位筋感应电动势时/频域特征的演变规律,并验证了谐波幅值比阈值检测法的有效性;最后,结合信号调理装置对动模实验机组不同匝间短路程度下的定位筋感应电动势信息进行采集。监测结果表明,故障磁极所对应的定位筋感应电动势时域特征幅值及基频幅值均呈衰减趋势,其频谱分数次谐波幅值呈递增趋势,进一步计算多个周期信号的谐波幅值比,据此构建统计箱线图并设定故障检测阈值,可有效为转子绕组匝间绝缘故障防御提供指导。 展开更多

关键词 抽水蓄能电机 转子绕组 匝间短路 定位筋感应电动势 谐波幅值比阈值检测法

在线阅读 下载PDF 职称材料

磁悬浮列车中直线发电机感应电动势的计算 被引量：9

3

作者 刘慧娟 张奕黄 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期191-194,共4页

对磁悬浮列车中,利用气隙磁场的一阶、二阶齿谐波发电的直线发电机进行了理论分析,导出了直线发电机电枢绕组在两种连接方案下感应电动势瞬时值的表达式,继而导出了满足一阶齿谐波感应电动势同相位的条件,为磁悬浮列车中的直线发电机的... 对磁悬浮列车中,利用气隙磁场的一阶、二阶齿谐波发电的直线发电机进行了理论分析,导出了直线发电机电枢绕组在两种连接方案下感应电动势瞬时值的表达式,继而导出了满足一阶齿谐波感应电动势同相位的条件,为磁悬浮列车中的直线发电机的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 磁悬浮列车 直线发电机 感应电动势 计算 齿谐波

在线阅读 下载PDF 职称材料

自适应补偿器永磁同步电机积分型连续滑模控制 被引量：13

4

作者 高庆忠 关焕新 +1 位作者 于子淞 周硕 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期103-108,共6页

考虑参数不确定、齿槽转矩、谐波反电动势及电压源逆变器非线性畸变等非理想因素,为提高永磁同步电机驱动系统对参数不确定及非线性扰动下的鲁棒性、高动态特性,提出一种带自适应扰动补测器的积分型连续滑模控制策略。连续滑模控制器无... 考虑参数不确定、齿槽转矩、谐波反电动势及电压源逆变器非线性畸变等非理想因素,为提高永磁同步电机驱动系统对参数不确定及非线性扰动下的鲁棒性、高动态特性,提出一种带自适应扰动补测器的积分型连续滑模控制策略。连续滑模控制器无抖振且保证了闭环系统在参数不确定和扰动下的有界。滑模面上的自适应扰动补偿器一方面降低了滑模控制器增益,另一方面保证了系统渐进收敛。最后,通过仿真分析验证了所提控制策略的有效性和优越性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 积分型连续滑模控制 自适应扰动补偿器 参数不确定 齿槽转矩 谐波反电动势 电压源逆变器非线性畸变

在线阅读 下载PDF 职称材料

直接基于谐波电动势定向的PMSM转矩脉动抑制方案研究 被引量：3

5

作者 杨淑英 储昭晗 +1 位作者 房佳禹 谢震 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期68-80,共13页

针对永磁同步电机电磁转矩脉动抑制问题,本文从理论上证明了为抑制转矩脉动需要注入电流的相位与谐波电动势的相位相同,为谐波电流的生成提供了理论依据。基于此,论文提出了一种直接基于谐波电动势相位定向的转矩脉动抑制方案。该方案... 针对永磁同步电机电磁转矩脉动抑制问题,本文从理论上证明了为抑制转矩脉动需要注入电流的相位与谐波电动势的相位相同,为谐波电流的生成提供了理论依据。基于此,论文提出了一种直接基于谐波电动势相位定向的转矩脉动抑制方案。该方案通过设计高阶扩张状态观测器对谐波电动势进行估计,继而获得注入谐波电流的相位角;通过转速脉动信号的提取并设计相应的闭环控制调节器获得待注入谐波电流幅值,最终根据相位角和幅值生成所需注入的谐波电流。由于传统的比例积分控制器不能有效跟踪交流信号,本文通过设计旋转积分器实现对谐波电流的跟踪控制,并最终实现了转矩脉动的抑制。最后,论文通过基于伺服系统的实验平台验证了本文的分析和设计。 展开更多

关键词 永磁同步电机 扩张状态观测器 谐波电动势 谐波电流 旋转积分器 转矩脉动抑制

在线阅读 下载PDF 职称材料

双三电平中点钳位开绕组电机反电动势谐波电压下弱磁控制策略 被引量：2

6

作者 尹靖元 周冰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期174-181,共8页

主要针对双三电平中点钳位开绕组电机在反电动势谐波电压存在下机侧变流器弱磁控制策略展开研究。首先建立开绕组永磁同步电机的数学模型,通过PR调节器实现对电机反电动势谐波幅值和相位观测,使变流器调制波叠加同样幅值相位的零序分量... 主要针对双三电平中点钳位开绕组电机在反电动势谐波电压存在下机侧变流器弱磁控制策略展开研究。首先建立开绕组永磁同步电机的数学模型,通过PR调节器实现对电机反电动势谐波幅值和相位观测,使变流器调制波叠加同样幅值相位的零序分量进行零序电流抑制。进行反电动势谐波电压下的变流器弱磁控制分析,并对比不同调制策略对弱磁控制范围影响,得出在确定反电动势电压幅值和相位下,拓宽变流器弱磁控制区域的调制策略,有利于电机工作在更高转速。 展开更多

关键词 开绕组电机 反电动势谐波 零序电流 弱磁控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

电励磁分块转子磁通切换发电机电磁特性分析 被引量：3

7

作者 史立伟 严兵 +3 位作者 张文超 安俊豪 丁富康 卞玉康 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期110-118,共9页

针对偶数极分块转子磁通切换发电机存在偶数次谐波,导致感应电动势正负半周期波形不对称问题。建立了解析数学模型并推导出不同时刻、不同位置转子磁导引起的定、转子磁势的变化,进而达到削弱偶数次谐波的目的。提出了一种在分块转子内... 针对偶数极分块转子磁通切换发电机存在偶数次谐波,导致感应电动势正负半周期波形不对称问题。建立了解析数学模型并推导出不同时刻、不同位置转子磁导引起的定、转子磁势的变化,进而达到削弱偶数次谐波的目的。提出了一种在分块转子内增加气隙磁障的新型拓扑以削弱感应电动势中的偶数次谐波。通过有限元仿真得到了传统的和带磁障的两种电机的磁链和感应电动势,并通过傅里叶分析得到各次谐波含量,证明了解析方法的正确性。依据上述理论试制了样机并进行实验,仿真和实验结果表明:加入气隙磁障后,12/8极分块转子感应电动势正负半周期波形近乎对称,相比于传统分块转子磁通切换发电机,虽然感应电动势基波幅值减小了14.9%,但是电压波形畸变率降低了88.2%,验证了所提方法的正确性,从而为偶数极分块转子谐波的削弱提供了一种新的解决方式。 展开更多

关键词 磁通切换发电机 分块转子 气隙磁障 磁势 谐波削弱 感应电动势

在线阅读 下载PDF 职称材料

汽车发电机电动势3次谐波分量的估算

8

作者 邓海英 周永军 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期136-140,共5页

分析了Y联接和Y0联接整流电路在畸变电动势作用时的中性点电压,给出了畸变电动势3次谐波分量的估算方法,并估算了Y0联接汽车交流发电机在中性点二极管导通时电动势中3次谐波分量的大小.

关键词 汽车发电机 畸变电动势 3次谐波 中性点电压 波形图

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于同步旋转滤波器的磁通记忆式双凸极永磁电机无位置传感器控制 被引量：3

9

作者 鲁庆 全力 +2 位作者 左月飞 朱孝勇 张超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期6594-6600,共7页

针对电机磁场空间谐波给反电势观测值带来谐波脉动,从而导致转子位置和速度观测值存在脉动误差的问题,研究一种基于同步旋转滤波器(synchronous reference frame filter,SRFF)的改进滑模观测器。采用SRFF消除反电势观测值谐波,提取反电... 针对电机磁场空间谐波给反电势观测值带来谐波脉动,从而导致转子位置和速度观测值存在脉动误差的问题,研究一种基于同步旋转滤波器(synchronous reference frame filter,SRFF)的改进滑模观测器。采用SRFF消除反电势观测值谐波,提取反电势基波信号,用于计算电机转子位置和转速,提高观测精度,改善无位置传感器控制系统性能。最后建立磁通记忆式双凸极电机无位置传感器矢量控制实验平台,分别对采用传统滑模观测器和基于SRFF的滑模观测器电机控制系统性能进行比较,分析系统的稳态性能、转速跟随性能和抗扰性能。实验结果验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 磁通记忆式双凸极永磁电机 反电势谐波 同步旋转滤波器 滑模观测器 无位置传感器控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

切向永磁同步电机空载感应电动势谐波削弱分析 被引量：3

10

作者 司涛 徐士强 +5 位作者 童拉念 马清芝 王静 高艳红 胡文静 尹红彬 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1664-1669,共6页

针对切向永磁同步电机空载感应电动势谐波含量高会增加杂散损耗的问题,提出一种优化定子槽参数和转子极面偏心设计相结合的方法,以改善空载感应电动势波形。推导出切向永磁电机空载谐波感应电动势表达式,分析并确定了影响空载感应电动... 针对切向永磁同步电机空载感应电动势谐波含量高会增加杂散损耗的问题,提出一种优化定子槽参数和转子极面偏心设计相结合的方法,以改善空载感应电动势波形。推导出切向永磁电机空载谐波感应电动势表达式,分析并确定了影响空载感应电动势谐波的关键结构参数,以降低空载感应电动势畸变率为优化目标,采用有限元法分析定子槽口宽度、定子槽高度和转子极面偏心距三个参数对电机空载感应电动势各奇次谐波和波形畸变率的影响规律,获得了最优参数。结果表明,优化后的电机能有效削弱空载感应电动势谐波、降低波形畸变率,同时提高气隙磁密、减小齿槽转矩,提升电机整体性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 空载感应电动势 有限元法 转子极面偏心 谐波

在线阅读 下载PDF 职称材料

反电动势三次谐波高占比五相永磁同步电动机转子初始位置估计方法 被引量：2

11

作者 吴京周 周扬忠 钟天云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3422-3431,共10页

含有三次谐波反电动势的五相永磁同步电动机,注入三次谐波电流可进一步提高其负载能力,预先获得其精确的转子初始位置直接决定其启动性能。针对反电动势三次谐波高占比的五相永磁同步电动机,提出一种基于脉冲电压注入的转子初始位置估... 含有三次谐波反电动势的五相永磁同步电动机,注入三次谐波电流可进一步提高其负载能力,预先获得其精确的转子初始位置直接决定其启动性能。针对反电动势三次谐波高占比的五相永磁同步电动机,提出一种基于脉冲电压注入的转子初始位置估计方法。利用两相静止坐标系下基波平面数学模型,推导转子位置估计公式;分析转子处于不同位置时应注入的最优电压矢量,根据初步估计的转子位置角选择优化电压矢量,通过二次注入提高估计精度。基于绕组函数法,分析电枢磁动势与基波和三次谐波电流的关系,提出在三次谐波平面向电机施加方向相反的2个电压矢量,根据三次谐波平面电流幅值判断转子磁极极性的策略。实验结果验证了所提转子位置估计算法的有效性,最大估计误差为±5°。 展开更多

关键词 五相永磁同步电机 三次谐波反电动势 脉冲电压注入 转子初始位置

在线阅读 下载PDF 职称材料

交流电机谐波电动势节距因数出现负值的分析和处理 被引量：1

12

作者 龙飞 蒋伟 徐敏伟 《机电工程》 CAS 2017年第6期603-608,共6页

针对运用现有交流电机谐波电动势节距因数公式计算电动势有效值出现负值问题,采用了电路时域分析、相量分析以及物理学中场强矢量分析相结合的方法,对整距和短距线圈谐波电动势的构成依次进行了研究,对短距线圈谐波电动势构成中的节距... 针对运用现有交流电机谐波电动势节距因数公式计算电动势有效值出现负值问题,采用了电路时域分析、相量分析以及物理学中场强矢量分析相结合的方法,对整距和短距线圈谐波电动势的构成依次进行了研究,对短距线圈谐波电动势构成中的节距因数采用划分区间分段讨论的方法着重进行了探讨,提出了一个基于v次谐波节距半值γv/2(电角度形式)区间的分段函数新节距因数公式,并以通常的线圈节距值y1=5τ/6(槽数形式)选取1~19次奇次谐波分别对新旧公式进行了数据验证。研究结果表明,与现有公式当v=3,9,13,17,19时出现负值不同,新的公式在计算谐波电动势节距因数时全程未出现负值,说明克服了现有公式的缺陷,未来可替代现有公式使用。 展开更多

关键词 谐波电动势 节距因数 时域分析 相量分析 矢量分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

三相容错电机系统断相故障转矩脉动抑制方法

13

作者 何露漫 崔佩娟 +2 位作者 傅捷 杨玉凯 郑再平 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第5期69-73,92,共6页

飞行器对控制执行系统提出了更高的可靠性需求,且体积重量限制严苛,以三相容错电机与四桥臂逆变器驱动为基础的控制执行系统可以在不过多增加资源的情况下有效提升飞行器工作可靠性,但需着力解决断相故障后转矩脉动率大的问题。基于设... 飞行器对控制执行系统提出了更高的可靠性需求,且体积重量限制严苛,以三相容错电机与四桥臂逆变器驱动为基础的控制执行系统可以在不过多增加资源的情况下有效提升飞行器工作可靠性,但需着力解决断相故障后转矩脉动率大的问题。基于设计的三相容错电机系统,分析三相永磁同步电机系统相故障前、后的谐波产生机理,重点分析气隙磁场畸变效应;推导并建立电磁方程,基于SVPWM对故障前后电机相电压和中性点电压进行统一调制,实现交直轴电压前馈补偿,提出一种考虑三次谐波的转矩脉动抑制方法;经过多种负载模拟工况的仿真和试验研究,验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 反电动势谐波 转矩脉动抑制 断相故障 容错控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

交流电机谐波电动势分布因数出现负值的分析研究

14

作者 龙飞 蒋伟 +1 位作者 徐敏伟 莫岳平 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第10期1085-1093,共9页

针对运用现有交流电机谐波电动势分布因数公式计算电动势有效值出现负值的问题,对极相组谐波合成电动势中的分布因数进行了研究。提出了按平移求和法则首尾相连的q个等相位差非零相量必有外接圆的极相组相量合成新理论,应用此理论并结... 针对运用现有交流电机谐波电动势分布因数公式计算电动势有效值出现负值的问题,对极相组谐波合成电动势中的分布因数进行了研究。提出了按平移求和法则首尾相连的q个等相位差非零相量必有外接圆的极相组相量合成新理论,应用此理论并结合电路相量图分析法和数学完全归纳法,归纳出了一个对应于v次谐波相邻两槽间夹角αv-2kπ分别为劣角、平角和优角的3分段新分布因数公式,并给出了q→∞的极限形式;选取三相绕组q=2,…8,∞、截取1~19次奇次谐波分别对新旧公式进行了数据验证。研究结果表明:新公式在计算谐波电动势分布因数时全程未出现负值,可替代现有公式并可用于谐波磁动势分布因数的计算。 展开更多

关键词 谐波电动势 分布因数 相量图分析法 完全归纳法 极限分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

三相四桥臂永磁同步电机系统多谐波电流注入开路故障容错控制方法

15

作者 彭承欣 王伟 《电气工程学报》 2025年第4期120-131,共12页

在永磁同步电机的设计中,通常引入三次谐波反电动势以提升电机功率密度。然而,当发生单管开路故障时,故障后相电流与谐波反电动势耦合,产生周期性的转矩脉动。为有效抑制转矩的周期性脉动,所提方法采用三相四桥臂逆变器,通过注入包含直... 在永磁同步电机的设计中,通常引入三次谐波反电动势以提升电机功率密度。然而,当发生单管开路故障时,故障后相电流与谐波反电动势耦合,产生周期性的转矩脉动。为有效抑制转矩的周期性脉动,所提方法采用三相四桥臂逆变器,通过注入包含直流成分的多谐波电流,实现故障后三相电流的重新组合。理论上,所提的多谐波电流注入方法使得故障相电流在单一方向连续流通,并实现转矩周期性脉动分量的完全抵消。为进一步提升容错控制后的电机性能,对多谐波电流注入方法中的直流注入比例进行优化,提出了基于三相定子铜耗最小的最小铜耗模式,以及基于最大相电流有效值最小的最大转矩模式。相较于传统的单管开路容错控制方法,所提方法具有转矩脉动小、铜耗小、输出转矩大等优点。最后,通过试验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 三次谐波反电动势 三相四桥臂逆变器 单管开路故障 多谐波电流注入 直流注入比例优化

在线阅读 下载PDF 职称材料