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扩展卡尔曼观测器下的永磁同步电机负载扰动抑制研究
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作者 刘栋良 赵金洋 +2 位作者 董旭辉 陈黎君 王晓啸 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2488-2503,共16页
永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,观测器的设计至关重要,其精确性与稳定性直接影响系统性能。此外,如何有效适应突变负载引起的波动,提升系统运行的可靠性,是无传感器控制的一大难点。为此,该文首先在新坐标系下建立了永磁同步电... 永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,观测器的设计至关重要,其精确性与稳定性直接影响系统性能。此外,如何有效适应突变负载引起的波动,提升系统运行的可靠性,是无传感器控制的一大难点。为此,该文首先在新坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型,利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来精确估计电机状态,提升控制精度的同时确保可靠运行。然后,分析了在电机稳定运行时和突变负载后的电流谐波变化,在线性自抗扰控制的基础上,引入二阶振荡函数,提出一种改进的惯性自抗扰控制(IADRC)技术,旨在削弱电流谐波的干扰。最后,利用奈奎斯特稳定判据证明了系统的稳定性,并通过仿真和实验证明了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 惯性自抗扰控制 扩展卡尔曼滤波器 电流谐波 新坐标系
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无人机17kW电机振动噪声分析与巡航转速下尖端噪声优化 被引量:6
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作者 刘栋良 詹成根 +2 位作者 屈峰 陈黎君 史恒 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1749-1763,共15页
随着无人机的迅速发展,噪声问题影响消费者体验及AI交互、语音识别等技术,限制了无人机应用潜力。该文针对一台17 kW无人机用外转子永磁同步电机进行研究。为降低电机尖端振动噪声,且保留原电机电磁性能,重点提出优化磁极和定子开槽的... 随着无人机的迅速发展,噪声问题影响消费者体验及AI交互、语音识别等技术,限制了无人机应用潜力。该文针对一台17 kW无人机用外转子永磁同步电机进行研究。为降低电机尖端振动噪声,且保留原电机电磁性能,重点提出优化磁极和定子开槽的方法。具体以平均转矩、转矩脉动等作为约束条件,构建多目标优化数学模型,并利用混合粒子群优化算法求解。该文深入探讨磁极参数、定子开槽对低阶次径向气隙磁通密度空间谐波特征的影响。并对电机转子模态仿真,以研究径向电磁力与空间模态的作用机理。在多转速情况下,以巡航转速为重点,分析整体电机电磁振动噪声特征。最后,仿真和实验结果表明,电机在巡航转速下的尖端噪声显著减小。验证了优化结构对无人机电机尖端振动噪声有明显抑制作用,对解决无人机噪声问题具有重要意义。 展开更多
关键词 无人机外转子永磁同步电机 电磁振动噪声 巡航转速 混合粒子群优化算法
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基于电感辨识的电流解耦算法在内置式永磁同步电机弱磁控制中的应用 被引量:26
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作者 刘栋良 任劲松 +1 位作者 林伟杰 徐正华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期98-105,共8页
电流耦合效应在内置式永磁同步电机的弱磁高速运行中尤为突出,造成了较大的电流跟踪误差,导致转矩输出性能变坏。提出基于电感辨识的电流解耦算法,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行在线辨识,并将辨识的结果应用到基于电压... 电流耦合效应在内置式永磁同步电机的弱磁高速运行中尤为突出,造成了较大的电流跟踪误差,导致转矩输出性能变坏。提出基于电感辨识的电流解耦算法,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行在线辨识,并将辨识的结果应用到基于电压前馈补偿的电流解耦算法中,既实现了电流的完全解耦,也提高了系统对电感参数变化的鲁棒性。仿真和实验结果表明,所提算法在弱磁区能够获得较好的电流控制效果,使实际电流能快速准确地跟踪给定电流,提高了转矩输出能力,增强了系统的动态性能。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 弱磁 电流跟踪误差 电感辨识 电流解耦
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电动汽车用永磁辅助同步磁阻电机转子优化 被引量:11
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作者 刘栋良 李阿强 +1 位作者 刘伟 汪建 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期119-129,共11页
针对A0和A00级电动汽车电机转矩脉动和成本较大问题,以电动汽车用永磁同步电机为原型,进行转子再设计,使用钕铁硼和铁氧体混合辅助励磁,设计一款低转矩脉动、高转矩性价比的永磁辅助同步磁阻电机。首先,研究两种永磁体在每极的布置方式... 针对A0和A00级电动汽车电机转矩脉动和成本较大问题,以电动汽车用永磁同步电机为原型,进行转子再设计,使用钕铁硼和铁氧体混合辅助励磁,设计一款低转矩脉动、高转矩性价比的永磁辅助同步磁阻电机。首先,研究两种永磁体在每极的布置方式对电机转矩性能的影响,提出一种具有较低转矩脉动的混合永磁体非对称布置方式,并对转子结构进行参数化建模和参数寻优。然后,利用有限元分析软件对电磁性能进行仿真分析。最后,制作了一台28 kW的样机,通过外特性和空载反电势测试,及电机成本和转矩性价比估算,验证了所提出的电机结构具有更优越的性能,更适合作为A0和A00级电动汽车的驱动电机。 展开更多
关键词 电动汽车 有限元 转矩脉动 非对称结构 永磁辅助同步磁阻电机
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磁悬浮试验线运行车辆的结构设计与分析 被引量:1
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作者 黄明星 叶云岳 +3 位作者 方攸同 王建乔 吴钢梁 李林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期805-809,共5页
以长定子直线同步电机驱动的磁悬浮试验线为基础,介绍了该试验线上运行车辆的设计工作.详细介绍了试验车辆的底盘和车身的设计要求、材料和结构组成.通过应用Unigraphics三维计算机辅助设计和辅助制造软件,使设计结果有良好的可视性.针... 以长定子直线同步电机驱动的磁悬浮试验线为基础,介绍了该试验线上运行车辆的设计工作.详细介绍了试验车辆的底盘和车身的设计要求、材料和结构组成.通过应用Unigraphics三维计算机辅助设计和辅助制造软件,使设计结果有良好的可视性.针对车辆中的关键部件——悬浮臂,使用ANSYS有限元分析软件进行了力学性能分析,分析结果证明了设计符合使用要求.通过对该部件样品的力学性能测试,验证了分析结果的正确性.最后给出了制造成形的试验车辆底盘外形照片. 展开更多
关键词 磁悬浮试验线 车辆设计 有限元分析 力学性能 测试
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正压型防爆电机吹扫过程多组分瞬态浓度场分析
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作者 于喜伟 孟大伟 李琼 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期49-55,共7页
以一台6.5 MW正压型防爆电机为例,首次将多组分流体理论应用于正压型防爆电机,采用了有限元法对电机的安全性能进行了仿真分析,分别完成了"模拟爆炸环境瞬态仿真计算"和"吹扫瞬态仿真计算",得到了吹扫过程中爆炸性... 以一台6.5 MW正压型防爆电机为例,首次将多组分流体理论应用于正压型防爆电机,采用了有限元法对电机的安全性能进行了仿真分析,分别完成了"模拟爆炸环境瞬态仿真计算"和"吹扫瞬态仿真计算",得到了吹扫过程中爆炸性气体及清洁空气各组成成分的浓度变化云图,通过各部位的浓度云图能够得知电机内部是否存在吹扫死角,增强了安全性能。仿真结果经过防爆试验验证,计算数据满足精度要求。进一步优化了进气管道的布置方案,通过合理的调整进气管道开孔的位置、数量及大小提高了吹扫效率,节约了试验成本,同时也可以使电机快速启动,更好的服务工况。 展开更多
关键词 正压型防爆 多组分 流体场 瞬态分析
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采用双共模内回路抑制非隔离光伏并网系统的共模电流的研究 被引量:6
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作者 赵瑞广 刘栋良 +1 位作者 崔丽丽 魏红梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期186-193,共8页
非隔离光伏并网系统中共模电流高频分量的存在会使系统稳定性下降,在低功率运行时,对发电质量影响较大。单共模内回路法对高频分量抑制效果不理想。在构建共模电路等效模型,分析共模电流产生原因的基础上,提出了一种构建双共模内回路抑... 非隔离光伏并网系统中共模电流高频分量的存在会使系统稳定性下降,在低功率运行时,对发电质量影响较大。单共模内回路法对高频分量抑制效果不理想。在构建共模电路等效模型,分析共模电流产生原因的基础上,提出了一种构建双共模内回路抑制共模电流高频分量方法。该方法在保证共模电流满足并网要求的前提下克服了单共模内回路发生高频谐振的缺点,很好地抑制了外部寄生回路共模电流中的高频分量。最后通过仿真和实验证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 非隔离 光伏并网系统 共模电流 内回路 高频分量
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多源激励下电机-减速器一体化系统NVH的研究 被引量:11
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作者 屈峰 刘栋良 +1 位作者 李阿强 杨响攀 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第6期659-664,共6页
针对电动汽车中的噪声、振动与舒适性问题,对电动汽车电机-减速器组成的动力总成系统进行了振动与噪声的研究。首先提出了一种综合考虑电机-减速器总成系统的建模方法,并针对该模型进行了模态分析;根据实际需求设计了电机-减速器的基本... 针对电动汽车中的噪声、振动与舒适性问题,对电动汽车电机-减速器组成的动力总成系统进行了振动与噪声的研究。首先提出了一种综合考虑电机-减速器总成系统的建模方法,并针对该模型进行了模态分析;根据实际需求设计了电机-减速器的基本参数,分析了使得电机与减速器振动与噪声的主要激励源;然后针对电磁激励与机械激励,对电机-减速器系统的影响进行了振动与噪声分析;最后进行了多源激励作用下,动力总成振动与噪声特性的仿真与实验验证。研究结果表明:多源激励下电机-减速器动力总成系统的仿真结果与实验结果相符合,验证了所提出的永磁同步电机与减速器动力总成建模的正确性,说明该模型可以用于实际工程的优化设计。 展开更多
关键词 电动汽车 动力总成 电磁激励 机械激励 噪声、振动与舒适性
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缠绕张力对复合材料缠绕结构材料强度的影响规律研究 被引量:2
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作者 杜友耀 邓春志 +3 位作者 常鑫 徐自力 张映明 高跃 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第8期70-74,共5页
采用张力缠绕工艺制作的复合材料护套是预防高速永磁电机转子永磁体在离心力载荷下破坏的有效途径。本文针对复合材料缠绕结构缠绕张力对其材料强度影响的多因素竞争关系,设计并开展了不同张力缠绕复合材料NOL(Naval Obdnance Laborato... 采用张力缠绕工艺制作的复合材料护套是预防高速永磁电机转子永磁体在离心力载荷下破坏的有效途径。本文针对复合材料缠绕结构缠绕张力对其材料强度影响的多因素竞争关系,设计并开展了不同张力缠绕复合材料NOL(Naval Obdnance Laboratory)环强度实验、缠绕结构固化残余应力实验,获得了缠绕张力对复合材料的材料强度、缠绕结构残余应力的影响规律,分别采用混合率和代表体元方法建立了缠绕张力影响及纤维体分比变化规律的纤维缠绕材料拉伸强度理论估测方法,阐释了缠绕张力导致复合材料强度影响机理,为缠绕复合材料结构选择合适的缠绕张力范围提供了参考。 展开更多
关键词 纤维缠绕复合材料 缠绕张力 残余应力 强度
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