一种新型混合励磁分段转子开关磁阻电机

分段转子开关磁阻电机磁路短、损耗小,但功率密度低。在该电机的定子槽口增设12块永磁体,构成一种新型12/8极混合励磁分段转子开关磁阻电机。介绍混合励磁分段转子开关磁阻电机的拓扑结构和工作原理,建立电机的数学模型,分析永磁体的工作模式,并用等效磁路法验证其增磁作用。使用有限元法仿真其静态和动态特性,分析永磁体厚度对电机的影响、在不同电流下永磁体转矩与总转矩的占比关系。与传统分段转子开关磁阻电机进行对比,混合励磁分段转子开关磁阻电机的平均转矩提高10.7%,转矩脉动减少11.1%。     

新型同步开关磁阻电机性能分析与结构优化

为解决同步磁阻电机转子结构复杂、机械强度差、难以应用于高速领域的缺点,提出了一种新型同步开关磁阻电机（synchronous switched reluctance motor,SSRM）. 该电机结合了开关磁阻电机与同步磁阻电机的优势,电机转子冲片制作工艺简单、可靠性强、适用于高速领域,电机的凸极率高,转矩输出能力强. 在对新型SSRM电磁设计的基础上利用正交法对该电机参数进行优化,选取转矩均值、转矩脉动以及电机效率作为优化性能指标. 通过有限元仿真和实验验证了优化后的SSRM具有转矩脉动低、效率高的特性.      

一种新型10/4开关磁阻电机电磁力分布及其振动特性研究

径向电磁力是导致开关磁阻电机振动和噪声的主要原因之一.为此,本文提出了一种新型五相10/4开关磁阻电机的本体结构,通过增加定子极对数以增大气隙磁通和电磁转矩,通过提前关断定子绕组励磁电流以减小径向电磁力.同时建立了这一新型开关磁阻电机的电磁有限元模型,仿真结果表明,在同样的励磁条件下,新型开关磁阻电机的电磁转矩较传统开关磁阻电机增大了51.7%,同时其径向电磁力却降低了45.3%.进一步分析了励磁绕组导通与关断时刻对电机的影响程度;提前2°左右机械角关断励磁绕组电流,能在保证电磁转矩输出的基础上较大程度地减小开关磁阻电机的径向电磁力.最后,仿真验证了这一新型开关磁阻电机结构减振降噪的效果.     

基于LabVIEW的开关磁阻电机瞬态转矩测试系统研究

根据开关磁阻电机的特性和瞬态转矩的计算原理,对开关磁阻电机的瞬态转矩测量进行了研究;并利用虚拟仪器技术和PCI-6250多功能数据采集卡开发了一个开关磁阻电机瞬态转矩测试系统.该系统根据数据采集及其相关的计算原理,结合LabVIEW以及数据配置程序MAX,通过PCI板卡对开关磁阻电机进行数据采集,可对电机的转矩、转速、相电压和相电流等瞬态特性进行瞬时测量,并可在终端客户机上进行同步波形及数值的显示,同时可由用户对实时测量的数据进行保存.     

开关磁阻电机MATLAB仿真模型研究

在分析开关磁阻电机数学模型的基础上,借助于MATLAB/SIMULINK搭建了PWM控制方式下开关磁阻电机的准线性仿真通用模型.根据此模型,对4相8/6极结构的样机进行了仿真研究,仿真结果证明了该模型的有效性.该模型为分析和设计开关磁阻电机控制系统提供了一种有效工具.     

开关磁阻电机的样条函数仿真

提出一种用于开关磁阻电机非线性仿真的新方法－样条函数仿真法。该方法利用样条函数对开关磁阻电机的磁路参数进行插值拟合，以便对开关磁阻电机的电流和转矩波形进行计算，结果表明，该法所需数据输入量少，精度高。     

开关磁阻电机一体化飞轮储能系统磁场耦合分析

拟定一种新型的飞轮储能系统方案,即电机采用开关磁阻电机,并将电机转子与飞轮电池转子一体化.针对开关磁阻电机定子极绕组和支撑系统中的绕组都会产生磁场并相互影响形成耦合磁场的问题,利用电磁场分析软件分别对开关磁阻电机所产生的磁场、轴向磁力轴承所产生的磁场和径向磁力轴承所产生的磁场进行仿真对比分析.结果表明:开关磁阻电机内部磁场分布在各个情况下都符合"磁阻最小原理",能够正常工作,开关磁阻电机转矩在耦合场的影响下有所变小并使飞轮转子的速度有所提升.     

一种提高横向磁场开关磁阻电机输出转矩的新方法

研究了一种新型具有永磁屏蔽的横向磁场开关磁阻电机，该电机利用装设在定、转子极间的永磁体，有效地屏蔽了极间漏磁通，提高了输出转矩，该文利用i-ψ特性曲线从磁能角度进行了转矩提升理论分析，并对样机进行了三维磁场计算，样机的静态转矩对比试验表明，在相同额定电流下永磁屏蔽样机的静态平均转矩提高近一倍。     

一种改进的DTC策略在SRM上的应用

为了减小开关磁阻电动机转矩脉动,在传统直接转矩控制(DTC)的基础上,对其策略进行了改进,提出了一种改进的DTC的控制策略。通过对开关磁阻电机(SRM)定子绕组电压、电流,以及转子转过的位置角的实时检测,进而得到电机在运行的实时转矩。在MATLAB中构建相关模型,并进行了仿真。仿真结果表明,改进的直接转矩控制方法,使电机获得更好的动静态性能,在很大程度上抑制了SRM的转矩脉动。在控制效果上明显优于常规控制方法,该研究对开关磁阻电机(SRM)调速控制系统的应用有着重要的意义。     

开关磁阻电机滑模变结构控制器的设计

基于开关磁阻电机线性化模型,将开关磁阻电机调速系统分为转速、电流两个子系统进行滑模变结构控制。仿真结果证明：与常规控制策略相比,滑模变结构控制不仅改善了开关磁阻电机的动态性能,而且对开关磁阻电机固有的低速转矩脉动具有一定的抑制作用。     

开关磁阻电机电动轮驱动系统

基于汽车动力学的分析,提出了电动轮驱动系统应遵循的控制原则即输出转矩闭环控制;比较了目前常用的开关磁阻电机转矩控制策略,并提出了新的控制方案.该方案通过放置辅助检测绕组和采用硬件积分器,对电机绕组磁链进行实时检测;结合绕组电流进行转矩估算,经过转矩误差PID反馈控制,实现电机输出转矩对转矩给定指令的跟踪.建立了实际的转矩闭环控制系统并进行了实验研究.实测得到的电机输出特性证明了所提出的控制策略的正确性.     

开关磁阻电机的智能滑模控制

阐述了在利用有限元法计算开关磁阻电机（SRM）磁通、转矩的基础上，得出SRM的状态方程，并针对SRM定转子铁芯的双凸极结构、磁场分布严重非线性，采用常规的线性控制方法难以达到理想的控制效果这一现实，提出在常规滑模控制器的设计中引入模糊控制，构成智能滑模控制器，并着重介绍了智能滑模控制器的设计方法，给出了SRM的智能滑模控制系统的结构框图，仿真结果表明：开关磁阻电机的智能滑模变结构控制方法简单，有良好的动态性能，较好的鲁棒性。     

双绕组BSRM 定子振动模态有限元分析

针对以往开关磁阻电动机(SRM)模态分析中,仅将绕组以附加质量归于定子铁心,但忽略其刚度影响的局限,基于6/4极结构的SRM三维物理模型,建立了计及绕组、散热筋和底座的SRM定子有限元模型,提出以弹簧来模拟绕组与定子铁心之间柔性连接的建模方法,SRM试验样机的有限元模态计算结果验证了该建模方法的有效性。为了合理计及转矩绕组、悬浮绕组对双绕组无轴承开关磁阻电动机(BSRM)定子质量和刚度的影响,把通过添加弹簧来模拟柔性连接的建模方法推广应用于双绕组BSRM三维有限元模态分析。有限元计算结果表明,采用弹簧模拟绕组与铁心以及转矩绕组与悬浮绕组之间柔性连接是一种有效计及绕组影响的建模方法,具有工程实用价值。     

开关磁阻电机结构优化设计及其三维图解法

开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、成本低、输出扭矩大等优点,但也存在转矩脉动大的不足,限制了它的应用范围.为抑制其转矩脉动,提出一种新型定子结构,在定子磁极端部两侧加入一个楔形角,减小气隙在定转子开始重合时的突变,降低了气隙磁场能量骤变,进而减小转矩脉动.首先分析了该特殊楔形结构各参数对平均转矩及转矩脉动的影响.在此...     

开关磁阻电机定子两侧极靴和转子两侧开槽的优化

针对开关磁阻电机表现出较高的转矩脉动和较大的振动幅度,本文提出一种改进的开关磁阻电机结构,即在定子齿两侧添加极靴和转子极两侧开槽。在定子齿两侧添加极靴,提高电机的最小电感,来增大换相区间的最小转矩,以降低电机的转矩脉动;在转子两侧开槽,改变气隙磁密的方向,增大气隙磁密的切向分量的同时减小气隙磁密的径向分量,来减小径向力的波高,进而减小电机的振动。对于极靴参数和开槽参数最优值的确定,本文通过改进的NSGA-Ⅱ算法将控制参数(开通角和关断角)与结构参数(极靴参数和开槽参数)进行协同优化。通过仿真和实验证明,优化后的电机模型相较于初始模型,电机的平均转矩得到提高、转矩脉动得到降低,且电机的振动得到了减小。     

开关磁阻电动机特性的仿真分析

由于开关磁阻电动机的双凸极结构和磁路饱和的非线性影响，非线性仿真计算成为研究其运行特性的基本方法．本文利用改进的非线性磁参数法对开关磁阻电动机的电流和转矩进行了仿真分析，同时得到其关断角优化控制范围，为开关磁阻电动机驱动系统的优化设计和优化控制提供了一定的理论指导     

扇区集中式改进型不等齿多相永磁同步电机分析

为了降低电动汽车用表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)的相间互感,提高其容错性能,提出一种可模块化设计的采用改进不等齿宽定子的扇区集中式分数槽集中绕组(fractional slot concentrated winding,FSCW)定子拓扑结构。在此基础上,推导了这种新拓扑结构仅由定子绕组产生的气隙磁密频谱的可行极槽组合,并对其可选的极槽组合方案进行分析。有限元分析(FEA)证明了这种新型拓扑结构可以有效地减小相间互感,提高输出转矩。通过建立采用这种新型拓扑结构的每相2线圈、每相3线圈、每相4线圈的六相SPMSM模型,比较反电动势(electromotive force,EMF)、转矩脉动、损耗和隔磁性能,得出了每相2、3、4组线圈的扇区集中式改进型不等齿FSCW电机的特性。结果表明,每相偶数组线圈和极数较少的极槽配合方案的转矩波动更低,隔磁性能更好,另外,每相线圈数越多电机的永磁体涡流损耗越低,但定子铁芯损耗越高。     

基于磁链与转矩特性的开关磁阻电机建模研究

提出了一种开关磁阻电机（SRM）数学建模的新方法．在已知SRM5个特殊位置电感数据的基础上，将傅里叶级数分解和曲线拟合方法运用于磁链模型的建立中，根据虚位移原理计算获得SRM的矩角特性，并将自适应神经网络模糊推理系统（ANFIS）用于矩角模型的建立．基于非线性磁链模型与ANFIS矩角模型，对一台6／4结构的SRM进行了仿真与实验．仿真结果与实验结果基本一致，最大误差不超过5％，从而验证了这种建模方法的正确性．同时，该建模方法还可以进一步应用于SRM的磁链控制和转矩控制中，为工程设计和调试提供依据．     

永磁电机磁阻转矩的抑制方法

介绍了定子齿面加辅助凹槽和转子磁极分段移位两种抑制磁阻转矩的方法。利用傅里叶分解及能量虚位移法，推导了磁阻转矩的计算公式。从谐波分析的角度，对齿面加辅助凹槽和转了磁极分段移位的原理及其对磁阻转矩波形的影响进行了深入分析，指出齿面所加凹槽数应使6q为奇数，凹槽结构和磁极边缘削角可影响磁阻转矩的波形，采用转子磁极分段移位可有效减小磁阻转矩的基波分量。通过二维有限元计算，证明该结论是正确的。     

基于滑模变结构的PMSM的直接转矩控制

分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型,设计了一种新颖的基于空间矢量脉宽调制技术的直接转矩控制(SVM-DTC)系统.利用两个PI控制器分别调节磁链和转矩实现对电机空间矢量中转矩和磁链2分量的解耦,同时,采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估算方法观测定子磁链,并设计滑模变结构无速度传感器来估算转子位置.仿真与实验结果表明,所提出的方法能有效地估算定子磁链与转速,减小电磁转矩和定子磁链脉动,从而使系统具有很好的动、静性能.