一种4/2极开关磁阻电机非线性建模与仿真

提出一种4/2极开关磁阻电机的数学建模与仿真,通过对开关磁阻电机的电动方程、机械运动方程等分析研究,应用PID控制方法以及借助Simulink中的LUT预失真模块,构建了一个完整的4/2极开关磁阻电机的仿真模型.这种仿真模型即避免了开关磁阻电机线性仿真不精确的缺点,又具有非线性开关磁阻电机的仿真速度快,结果精确的优点.同时PID控制器使得4/2极开关磁阻电机启动及运行更平滑.     

大型立式电机有限元结构仿真分析

基于Solid Edge建立了某型号大功率电机的实体模型,在MSC.PATRAN环境下,建立了相应的有限元模型,调用MSC.NASTRAN对有限元模型进行了仿真,通过对电机整机的运动学分析、模态分析和静力学分析,得到了电机两端轴承的受力状态以及应力、应变、位移等参数值.根据仿真结果,进行了电机的强度和刚度的校核.结果表明:现有电机的结构基本满足设计要求,同时给出了电机结构的优化方案,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

永磁式开关磁阻直线电机的设计及分析

针对传统直线式开关磁阻电机在运行时,往往会继承开关磁阻旋转电机的不良特性,推力脉动大,噪声等问题。为优化直线式开关磁阻电机运行特性,精确计算直线电机运行电磁参数,笔者改进并设计了一种永磁式开关磁阻直线电机,并采用许-克变换法对其磁场分布进行公式推导,在此基础上利用麦克斯韦应力张量法计算基于磁场分布的电磁推力,并与有限元法得出的结果进行比较,证明所用计算方法正确可靠,同时具有较高精度。许-克变换法可为直线电机的设计以及运行过程解析计算提供可靠的工具。     

基于车辆动态负载的开关磁阻电机驱动特性分析

为了研究车辆动态负载高度时变性和随机性对电动汽车用开关磁阻电机驱动系统影响特性并实现电机驱动系统性能评价分析,基于车辆行驶工况动态负载特性,在开关磁阻电机非线性数学模型及车辆动力学模型基础上,分别建立了电动汽车用开关磁阻电机驱动系统及电动汽车动态载荷仿真模型.并根据电动汽车行驶过程中2个典型工况对建立模型进行了实时仿真,得到了开关磁阻电机主要性能参数随车辆动态载荷变化的响应曲线.分析并评价了开关磁阻电机驱动系统在各工况下的动态驱动特性,仿真结果对电动汽车车型设计及改进具有很好的参考价值.     

SR电机的定子模态分析

开关磁阻电机(SR电机)定子固有频率研究对降低电机的噪声具有重要意义.给出了SR电机定子振动模态分析的数学模型,利用ANSYS有限元软件对二维和三维模型进行计算和分析.结果表明,利用二维模型代替三维模型对定子进行预估计切实可行,可以大大减少工作量,提高计算速度.     

开关磁阻电机无位置检测技术的仿真研究

提出了一种基于滑模观测器的无位置检测技术,用于开关磁阻电机控制系统的转子位置和速度估测.该方法采用线性电感模型,通过测量电机终端的电压、电流,便可实现电机的转子位置和转速估测.借助Matlab/Simulink软件,搭建了一个基于滑模观测器的开关磁阻电机仿真模型.仿真结果表明,该方法具有较强的鲁棒性和一定的可行性.     

基于有限元分析的开关磁阻电机调速研究

摘要：本文针对开关磁阻电机定、转子磁极存在显著的端部效应、轴边缘效应和高度的局部饱和特点,采用二维和三维电磁场有限元分析,对开关磁阻电机的磁场分布、静态特性等进行了大量的计算,通过仿真的结果,得出了开关磁阻电机在几个典型转子位置下的磁场分布图、绘制出了开关磁阻电机的磁化曲线族,建立了磁阻电机非线性模型,依据非线性模型构建开关磁阻电机调速系统,采用高速变角度电压斩波控制和低速定角度电流斩波的控制方法,仿真得出好的调速效果。最后,通过样机实验验证了有限元分析数据的合理性及非线性模型的正确性。     

开关磁阻电机动态性能的研究

准确地分析开关磁阻电机的动态性能，对于电机本体及其逆变器的优化设计和电机转矩脉动的研究都是十分必要的。但是，由于开关磁阻电机的双凸极结构和磁路的严重非线性，其电感是定子电流和转子位置的双重非线性函数，难于得到其准确的数学模型，因而要准确地分析其动态性能是很困难的。本文在用有限元法计算其电感的基础上，提出了开关磁阻电机的非线性电感解析模型，并得到了电机的动态模型，接着又提出了研究电机动态性能的仿真方法，最后对开关磁阻电机的动态性能进行了仿真研究。通过仿真结果与实验结果的比较，证明本文提出的非线性电感模型和仿真方法是有效的。     

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.     

基于Ansoft的开关磁阻平面电机磁场分析

开关磁阻平面电机具有结构简单、运行可靠、控制方便等优点,在生产生活中应用广泛.然而其磁路特有的非线性结构,给电机的结构分析和控制方法带来了很大的困难.本文采用有限元分析方法,对开关磁阻平面电机结构分析,并运用Ansoft Maxwell 3D软件仿真.通过建立有限元模型,分析了开关磁阻平面电机的磁链以及电磁推力与动子位置的关系.研究结果为进一步开展开关磁阻平面电机的研究奠定基础.     

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。     

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.     

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。     

开关磁阻电机的非线性解析模型及其在航空系统仿真中的应用

提出了开关磁阻电机的一个改进的快速非线性解析模型.该模型较好地兼顾了精确度及可快速计算性,并基于新一代的综合系统建模仿真工具——Dymola/Modelica对开关磁阻电机驱动系统建立模块化元件模型库.该模型库是作为航空动力系统元件模型库的一个子库,其建立充分利用了Modelica的非因果性特点,更好地解决了子系统耦合的问题,因此可重用性更强.最后给出了开关磁阻电机及其和航空发动机耦合的仿真实例,验证了模型的准确性以及本思路的可行性.     

磁悬浮开关磁阻球体电机的数学模型及其仿真

针对双绕组无轴承开关磁阻电机的绕组结构复杂、绝缘程度要求高及加工成本高的缺陷,结合悬浮原理和磁阻最小原理,提出一种磁悬浮开关磁阻球体电机.分析了磁悬浮开关磁阻球体电机的基本组成和运行机理,采用磁路分割法对各部分磁路进行推导与计算,建立了球体电机的数学模型.利用Matalab/simunik软件进行仿真,结果表明电机能够实现动子快速稳定悬浮和旋转,并且具有良好的抗干扰性能.     

开关磁阻电机滑模变结构控制与仿真

在利用有限元法计算开关磁阻电机磁通、转矩的基础上，根据其特点，提出了开关磁阻电机的滑模变结构控制，并给出了变结构控制的开关函数和控制框图。通过仿真详细地研究了开关磁阻电机的ＰＩ调节器控制、滑模变结构控制的静态和动态的各种特性，并进行了对比。结果表明：开关磁阻电机的滑模变结构控制方法简单，有很好的低速性能、很强的鲁棒性，并有助于降低转速的波动和系统噪音，其控制效果远远优于传统的ＰＩ控制器。     

基于单阈值的开关磁阻电机无位置传感器技术

针对位置传感器对开关磁阻电机(Switch Reluctance Motor,SRM)应用范围的限制,研究了一种基于单阈值脉冲注入法的开关磁阻电机无位置传感器控制策略.以三相6/4结构电机为例,讨论在母线电压变化情况下向某一非导通相注入脉冲,通过均值采样方法计算脉冲电流峰值,与预设电流阈值比较实现位置估算.根据相邻阈值的时间间隔计算出电机转速,进一步获得其他相位置信息,并分析了估算位置与实际位置偏差的产生原因.该方法不但降低了脉冲注入带来的负转矩影响,还可实现角度控制,便于电机运行状态的优化.运用所述方法搭建了SRM无位置传感器调速系统的仿真模型,并通过试验证明了其正确性和可行性.     

关于开关磁阻电机调速系统的软件架构设计

随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的迅猛发展,开关磁阻电动调速系统得到了快速的发展,正逐步从理论研究走向行业应用。目前主要采用交流调速系统和直流有刷调速系统。这两种调速系统都存在制造成本高、效率低等问题,并且仍然没有合适的解决方法。开关磁阻电机调速系统凭借自身高速高效、稳定可靠、过载能力强等特点,有望弥补升降设备现有调速系统的不足,在升降设备中取得良好的应用。该文首先阐述了开关磁阻电机工作原理,然后具体介绍了开关磁阻电机的软件架构,根据电机的实际磁链数据,在Matlab/Simulink仿真环境下建立了开关磁阻电机的仿真系统,针对电机重载启动、最佳开通区间运行以及制动运行等工作状态做了仿真。     

开关磁阻电机端部电感的分析及其计算

对开关磁阻电机磁化曲线族的计算方法进行了分析和改进,提出了端部电感的计算模型。通过Ansoft Maxwell进行有限元分析,验证了模型的正确性,并推导出了解析公式,为开关磁组电机的仿真及性能计算打下了基础。     

开关磁阻电机电磁噪声与振动控制技术研究

开关磁阻电机的双凸极结构,使得其噪声与振动相比于其他类型的电机会更大,限制了SR电机的应用领域.分析了开关磁阻电机电磁噪声产生的机理,提出了减振降噪的主要控制方法,分析了磁感应强度、定转子极弧、气隙以及绕组连接方式对电机振动与噪声的影响,并通过仿真对以上参数进行了优化,为开关磁阻电机噪声控制奠定了一定的基础.