为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和...为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和损耗模型,将齿槽转矩引起的系统转矩脉动作为扩展状态变量,与电流环的反馈电流一起构造系统扩张状态空间方程.在状态估计过程中引入了遗忘因子,提高观测精度和速度.与基于谐波电流注入法抑制齿槽转矩的控制方法进行了控制性能和突变工况对比.结果表明:所提出控制方法在低速时转矩脉动降低了43.5%,电损耗降低了14.8%,能更有效抑制齿槽转矩脉动和提高系统效率.展开更多
在定子永磁型磁场调制(stator-permanent-magnet field modulated,S-FMPM)电机的设计基础上,引入磁场补偿设计,以期改善磁场调制效应,为实现电机转矩性能提升提供可能。基于气隙磁场调制理论,建立S-FMPM电机的调制函数,并展现磁场调制过...在定子永磁型磁场调制(stator-permanent-magnet field modulated,S-FMPM)电机的设计基础上,引入磁场补偿设计,以期改善磁场调制效应,为实现电机转矩性能提升提供可能。基于气隙磁场调制理论,建立S-FMPM电机的调制函数,并展现磁场调制过程,确定主要气隙谐波参与电机转矩性能研究。研究过程中,采用转子分区设计形成双气隙电机,使气隙磁场获得一定的补偿效果。接着,探讨双气隙电机的磁势分配规律,并基于此验证磁势利用效果的改善和电机转矩性能的提升;进一步,为改善该电机的磁场补偿效果,定义了体现磁势利用效果的谐波因子和反映转矩补偿效果的转矩补偿因子,分别作为优化目标,并引入分层优化策略对电机进行优化。最后,为了验证电机设计和优化分析的有效性,对电机电磁性能进行评估与分析,制造样机并进行实验,验证电机及其优化设计的合理性和有效性。展开更多
文摘为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和损耗模型,将齿槽转矩引起的系统转矩脉动作为扩展状态变量,与电流环的反馈电流一起构造系统扩张状态空间方程.在状态估计过程中引入了遗忘因子,提高观测精度和速度.与基于谐波电流注入法抑制齿槽转矩的控制方法进行了控制性能和突变工况对比.结果表明:所提出控制方法在低速时转矩脉动降低了43.5%,电损耗降低了14.8%,能更有效抑制齿槽转矩脉动和提高系统效率.
文摘在定子永磁型磁场调制(stator-permanent-magnet field modulated,S-FMPM)电机的设计基础上,引入磁场补偿设计,以期改善磁场调制效应,为实现电机转矩性能提升提供可能。基于气隙磁场调制理论,建立S-FMPM电机的调制函数,并展现磁场调制过程,确定主要气隙谐波参与电机转矩性能研究。研究过程中,采用转子分区设计形成双气隙电机,使气隙磁场获得一定的补偿效果。接着,探讨双气隙电机的磁势分配规律,并基于此验证磁势利用效果的改善和电机转矩性能的提升;进一步,为改善该电机的磁场补偿效果,定义了体现磁势利用效果的谐波因子和反映转矩补偿效果的转矩补偿因子,分别作为优化目标,并引入分层优化策略对电机进行优化。最后,为了验证电机设计和优化分析的有效性,对电机电磁性能进行评估与分析,制造样机并进行实验,验证电机及其优化设计的合理性和有效性。
基金National Natural Science Foundation of China (Nos.11874373,12174412,12174413)Youth Innovation Promotion Association of the Chinese Academy of Sciences (No.2021241)+1 种基金Scientific Instrument Developing Project of the Chinese Academy of Sciences (No.YJKYYQ20180023)the CAS Project for Young Scientists in Basic Research (No.YSBR-091)。
