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轴向磁通定子无铁心发电机磁场解析及转子优化设计
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作者 王晓光 尹浩 余仁伟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期170-178,共9页
定子无铁心轴向永磁发电机(CAFPMSM)具有结构简单、启动转矩低、功率密度高等优点,在小型风力发电机、汽油发电机等场合具有潜在应用前景。但CAFPMSM的转子磁场呈现典型的三维特性,其对无铁心绕组损耗的影响有别于传统电机。基于对电机... 定子无铁心轴向永磁发电机(CAFPMSM)具有结构简单、启动转矩低、功率密度高等优点,在小型风力发电机、汽油发电机等场合具有潜在应用前景。但CAFPMSM的转子磁场呈现典型的三维特性,其对无铁心绕组损耗的影响有别于传统电机。基于对电机转子磁场等效磁路的解析结果,以优化电机输出电压畸变率、降低电机绕组损耗为目的,通过加入导磁极的方式,对电机的转子结构进行优化设计。首先建立新型结构电机磁路等效模型,计算各磁路磁阻以及漏磁系数,然后利用有限元软件,验证理论解析的准确性,最后设计制造试验样机,并对其进行反电动势以及绕组涡流损耗测试。试验结果表明,新型结构电机反电动势波形畸变率、绕组产生的涡流损耗及绕组温升均有所降低。 展开更多
关键词 轴向磁通电机 无铁心 磁场解析 涡流损耗 畸变率 转子优化
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电动汽车轴径向混合磁通同齿极开关磁阻电机设计与分析 被引量:3
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作者 闫文举 杨宏伟 +3 位作者 辛俊 陈昊 于丰源 王青 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期156-165,共10页
针对传统开关磁阻电机由于转矩脉动大、转矩密度低等缺点限制其在电动汽车驱动电机领域发展的问题,提出了一种新型电动汽车轴径向磁通分段转子开关磁阻电机结构。首先,阐述了新型电机的拓扑结构和工作原理。然后,根据功率方程给出主要... 针对传统开关磁阻电机由于转矩脉动大、转矩密度低等缺点限制其在电动汽车驱动电机领域发展的问题,提出了一种新型电动汽车轴径向磁通分段转子开关磁阻电机结构。首先,阐述了新型电机的拓扑结构和工作原理。然后,根据功率方程给出主要设计参数。其次,选取4个结构参数,通过有限元进行正交试验矩阵分析,结合多目标影响程度的权重矩阵选取最佳的参数组合,进一步提高电机性能。最后,通过仿真实验对比和静、动态特性分析,分别验证了轴径向磁通分段转子开关磁阻电机模型的准确性和所提电机结构对于性能提升的有效性。 展开更多
关键词 电动汽车 轴径向磁通开关磁阻电机 分段转子结构 有限元分析 多目标优化
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感应电机效率优化的自适应反步控制研究 被引量:8
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作者 苗敬利 李华德 +1 位作者 胡广大 赵仁涛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期749-753,761,共6页
针对感应电机的效率优化问题,推导出最优转子磁链表达式,在电机参数变化和负载扰动情况下,提出一种基于自适应反步法的感应电机效率优化控制方案,保证感应电机驱动系统的控制性能,提高系统的稳态运行效率。在转子磁链和电机转速不可测时... 针对感应电机的效率优化问题,推导出最优转子磁链表达式,在电机参数变化和负载扰动情况下,提出一种基于自适应反步法的感应电机效率优化控制方案,保证感应电机驱动系统的控制性能,提高系统的稳态运行效率。在转子磁链和电机转速不可测时,能够实现跟踪误差在原点全局稳定。采用跟踪微分器(TD)得到给定转子磁链和转速的微分。仿真和实验结果表明,在保证驱动系统本身控制性能的前提下,该方法实现了系统稳态运行高效率,与传统的PI调节器矢量控制方式相比,提高了轻载时系统的动态响应速度,具有实用价值。 展开更多
关键词 感应电动机 自适应反步控制 效率优化 转子磁链 轻载
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电流源型逆变器电机驱动系统的储能电感电流与转子磁链最优控制策略 被引量:9
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作者 苗轶如 刘和平 +1 位作者 张威 刘平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期2757-2768,共12页
在电流源型电机驱动系统中,直流侧电压源与储能电感共同构成电流源为交流负载提供能量,然而在调制过程中,因储能电感电流无法独立控制而导致电流出现断续或持续增加的问题,且电机减速时无法实现能量回馈。该文在电流源型逆变器的直流侧... 在电流源型电机驱动系统中,直流侧电压源与储能电感共同构成电流源为交流负载提供能量,然而在调制过程中,因储能电感电流无法独立控制而导致电流出现断续或持续增加的问题,且电机减速时无法实现能量回馈。该文在电流源型逆变器的直流侧增加电压–电流变换电路实现对储能电感电流的控制及能量的回馈,并设计一种适合于储能电感电流的滞环控制策略。与此同时,为了提高直流侧电流利用率,降低线路损耗,通过推导出转子磁链定向后储能电感电流与转子磁链的稳态数学关系,得到不同转速与电磁转矩情况下转子磁链与储能电感电流最优给定值的确定方法,并在此基础上设计电机转速、转子磁链闭环控制策略。仿真和实验结果验证了所提出的转子磁链与储能电感电流给定值计算方法的正确性,且基于储能电感电流调节的感应电机矢量控制系统在不同工况下均具有良好的稳态、动态性能。 展开更多
关键词 电流源型逆变器 电压–电流变换器 储能电感电流 转子磁链最优给定 转速控制器
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磁障渐变同步磁阻电机低转矩脉动转子优化设计 被引量:14
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作者 董砚 颜冬 +1 位作者 荆锴 郭瑾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期21-31,共11页
以横向叠片转子同步磁阻电机(TLR-Syn RM)为研究对象,提出了一种绝缘磁障渐变型转子结构。首先,在保证各层绝缘磁障直线段与圆弧曲线段宽度相等的条件下,分析绝缘磁障"渐变"的几何特征,推导出在较小转矩脉动下,各结构参数间... 以横向叠片转子同步磁阻电机(TLR-Syn RM)为研究对象,提出了一种绝缘磁障渐变型转子结构。首先,在保证各层绝缘磁障直线段与圆弧曲线段宽度相等的条件下,分析绝缘磁障"渐变"的几何特征,推导出在较小转矩脉动下,各结构参数间所满足的解析表达式。其次,在解析法所设计的初始电机模型基础上,结合有限元法和二维等高线分析法获得结构参数与转矩脉动的函数关系,为采用Taguchi法的水准选取提供可靠依据。再次,利用Taguchi法建立正交表、设计正交试验,优化调整电机结构参数,寻求低转矩脉动的最优解。最后,根据所提出的方案设计并研制了实验样机,仿真和样机试验表明,该绝缘磁障渐变型转子结构可以有效地抑制电机的高转矩脉动,验证了优化设计方案的可行性。 展开更多
关键词 横向叠片转子同步磁阻电机 转矩脉动 绝缘磁障渐变 Taguchi法 优化设计
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单边直线感应电机纵向边缘效应的研究 被引量:3
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作者 徐伟 孙广生 《中国工程科学》 2007年第3期21-27,共7页
单边直线感应电机(SLIM)因结构简单牢固,直接产生前进的电磁推力,在交通中得到广泛应用。由于其磁路断续,电机运行中存在横向和纵向边缘效应;次级的入口和出口因气隙磁链守恒原理会产生涡流,并随速度上升而加大。边缘效应和涡流大小对... 单边直线感应电机(SLIM)因结构简单牢固,直接产生前进的电磁推力,在交通中得到广泛应用。由于其磁路断续,电机运行中存在横向和纵向边缘效应;次级的入口和出口因气隙磁链守恒原理会产生涡流,并随速度上升而加大。边缘效应和涡流大小对直线电机气隙磁链产生重要影响,造成气隙有效磁通和牵引力系数降低。探讨直线电机工作特点,得到了电机d-q轴等效电路,通过d轴互感和电阻变化来实时反应第二纵向边缘效应和次级涡流的影响。结合旋转电机转子磁场矢量控制方法,建立了对应的SLIM控制方程。采用转子磁链、速度和电流三个调节器,提出了uds,uqs,iqs实时在线解耦补偿控制方法,对SLIM的推力、d-q轴电压、d-q轴磁链等进行调节和控制,对d轴互感大小进行限制。结果表明,该方法在电机速度突变时减小了力矩脉动,定子电流过渡平滑,速度平稳,改善了SLIM的运行性能,为电机实际运行分析提供了理论依据。 展开更多
关键词 单边直线感应电机 转子磁场定向控制 边缘效应 解耦 补偿
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电动汽车永磁同步驱动电机优化波形质量方法 被引量:6
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作者 张炳义 张霄霆 姜珊珊 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第5期481-485,共5页
为了提升电动汽车的品质,控制永磁同步电机的振动与噪声,在对内置式永磁同步电机的空载气隙磁密波形与转子磁体结构关系研究的基础上,提出了一种新的气隙磁密波形优化方法.在均匀气隙下,使单个磁极的磁密在空间上不均匀分布.设计了"... 为了提升电动汽车的品质,控制永磁同步电机的振动与噪声,在对内置式永磁同步电机的空载气隙磁密波形与转子磁体结构关系研究的基础上,提出了一种新的气隙磁密波形优化方法.在均匀气隙下,使单个磁极的磁密在空间上不均匀分布.设计了"M"型新转子结构,对"M"转子结构永磁同步电机建立了有限元分析模型,并进行了有限元分析.结果表明:"M"转子结构的气隙磁密波形接近于正弦波,气隙磁密空间各成份谐波含量明显减少,气隙磁密波形正弦畸变率也有所减小,谐波得到了有效抑制. 展开更多
关键词 电动汽车 永磁电机 振动与噪声 气隙磁密 不均匀分布 优化波形质量 转子结构 有限元分析
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基于转子磁链优化的五相感应电机电子变极策略 被引量:2
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作者 贾慧利 杨家强 杨光辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期3587-3597,3631,共12页
针对五相感应电机(FIM)指数响应转矩跟踪电子变极运行不平稳问题,分析得出转子磁链饱和是导致该问题的主要原因之一,计及磁链饱和提出一种转子磁链优化(RFO)电子变极控制策略。分析了FIM电子变极过程中两个控制平面转子磁链叠加是导致... 针对五相感应电机(FIM)指数响应转矩跟踪电子变极运行不平稳问题,分析得出转子磁链饱和是导致该问题的主要原因之一,计及磁链饱和提出一种转子磁链优化(RFO)电子变极控制策略。分析了FIM电子变极过程中两个控制平面转子磁链叠加是导致磁链饱和的原因,设计了转子磁链控制函数,并采用磁链幅值和电磁转矩约束函数使转子磁链逼近临界值,优化了转子磁链控制。基于FIM的Speedgoat半实物实验平台,对所提RFO方法进行了实验验证,对采用和未采用RFO的指数响应转矩跟踪电子变极控制策略进行对比实验研究。实验结果表明,所提策略使转速波动减小了50%,转矩波动减小了67%,有效改善了电子变极过程中电机运行平稳性。 展开更多
关键词 五相感应电机(FIM) 电子变极 磁链饱和 约束函数 转子磁链优化(rfo)
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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
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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 永磁同步电动机 拼接式转子 磁障 优化 田口法
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感应电机能量最优化控制的研究
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作者 龙瑜 《现代电子技术》 2006年第19期124-126,共3页
感应电机能量优化控制常根据电机静态模型采用恒转差频率控制。但该控制方案会导致调速系统的动态性能和稳定性降低。从感应电机的动态模型出发,提出了一种借助转子磁链控制实现感应电机能量优化的控制方案。根据外环给定电磁转矩的不同... 感应电机能量优化控制常根据电机静态模型采用恒转差频率控制。但该控制方案会导致调速系统的动态性能和稳定性降低。从感应电机的动态模型出发,提出了一种借助转子磁链控制实现感应电机能量优化的控制方案。根据外环给定电磁转矩的不同,调整内环转子磁链给定值,以达到能量优化控制的目的。在调速过程中,控制方案确保转子磁链紧跟给定值,使输出的电磁转矩紧跟给定值。因此,系统的稳定性、动态性能良好。 展开更多
关键词 感应电机 能量优化控制 转子磁链控制 恒转差频率控制
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