胶料输送电瓶车用开关磁阻电机控制策略研究

本文以12／10结构开关磁阻电机在胶料输送电瓶车驱动系统中的应用为研究背景,重点研究了开关磁阻电机在起动、助力、发电状态的运行控制。根据系统的性能要求,分别提出了开关磁阻电机在起动、助力、发电三种工作模式下的控制方法。在此基础上,构建了开关磁阻电机的驱动系统实验平台,设计了开关磁阻电机的控制软件。实验证明,研究的胶料输送电瓶车开关磁阻电机驱动系统运行控制方法性能良好,具有很好的应用前景。     

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.     

开关磁阻电机遗传算法优化设计及其电磁场分析

将遗传算法应用于开关磁阻电机进行设计,对一台0.55kWSR电机进行了优化分析并得到了电机优化设计参数.在此基础上,采用有限元软件ANSOFT进行三维静态磁场分析,得到了开关磁阻电机的静态磁场分布曲线,证明了利用遗传算法开关磁阻电机优化设计的有效性.为开关磁阻电机的优化设计与分析提供了新方法.     

开关磁阻电机调速系统非线性仿真研究

利用有限元分析结果,并结合开关磁阻电机的基本方程,建立了开关磁阻电机非线性调速系统仿真模型。利用改进的一相电机模型,采用高速角度位置控制,低速电流斩波控制方式对开关磁阻电机调速性能进行研究。仿真结果表明该系统采用的控制策略合理,能实现较宽范围内调速。同时也验证了电机具有较好的起动能力和抗干扰特性。     

基于有限元分析的开关磁阻电动机非线性研究

针对开关磁阻电机双凸极结构导致的磁场严重非线性,利用有限元法对开关磁阻电机电磁场进行研究.通过有限元分析软件ANSYS得到一组不同转子位置下的三维磁化曲线族,进一步求得电感及转矩特性曲线,用于开关磁阻电机系统的非线性建模,将有限元分析与非线性仿真有机地结合起来,并得出一系列仿真波形.最后,通过样机进行实验,将实验波形与仿真波形进行对比,充分证明有限元分析数据的合理性及非线性仿真的可行性.     

双定子无轴承开关磁阻电机径向力解析模型

传统双绕组无轴承开关磁阻电机旋转转矩与悬浮力之间存在着复杂的耦合关系,而双定子无轴承开关磁阻电机结构上实现了转矩和悬浮力的独立控制,从而简化了控制的复杂性.基于双定子无磁阻电机的结构和运行原理,提出了一种考虑转子偏心影响的径向力分析方法,推导出了该电机的径向力解析模型.在建立内定子等效磁路的基础上,求取了由气隙磁导表示的悬浮绕组的自感和互感表达式,进一步分析出转子偏心位移、电机结构参数、悬浮绕组电流与转子径向受力之间的数学关系,与有限元分析结果比较验证了数学模型的正确性.该数学模型的重要贡献在于提供了转子偏心运行时径向力的解析计算方法,为双定子无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮旋转控制提供了基础,同时为磁轴承和无轴承类电机转子偏心时的径向受力分析提供了参考.     

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。     

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.     

无轴承开关磁阻电机电磁设计探讨

本文根据无轴承开关磁阻电机性能指标,参考相关资料,分析确立了电磁参数设计原则,在参数设计、有限元仿真和结构优化的设计思路和流程的基础上,确立了无轴承开关磁阻电机的基本电磁参数。     

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。     

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。     

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.      

无轴承开关磁阻电机的转矩与径向力特性分析

分析了无轴承开关磁阻电机的径向磁悬浮力产生机理,在考虑磁场饱和的前提下,使用有限元方法对电机电磁场进行计算,分析了电机的转矩与径向力特性．研究了电机主、副绕组电流对电机磁极磁场的影响,及电流与转矩、径向力的非线性关系,给出了实现电机稳定运行的电流取值范围,为电机有效控制奠定了基础．     

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%。     

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。     

基于电感矩阵的无轴承电机径向悬浮力模型

介绍了无轴承电机工作原理,以附加二极悬浮力绕组的四极无轴承电机为研究对象,建立适用于圆柱型和凸极型转子的无轴承电机的通用电感矩阵模型,进而推导出径向悬浮力通用数学模型.基于该数学模型,以无轴承同步磁阻电机和无轴承永磁同步电机为例,得出径向悬浮力公式和径向悬浮力计算值,并分别与用ANSYS有限元分析软件计算的径向悬浮力数值进行对比.模型计算结果与ANSYS分析结果基本吻合,该径向悬浮力数学模型的正确性得到验证.     

考虑磁致伸缩效应的偏转式发电机的振动特性研究

为了提高风能利用率,解决现有开关磁阻发电机转子旋转的单一性问题,提出一种新型可偏转双定子开关磁阻式风力发电机。首先,基于电磁-固体力学模块,建立定子结构磁固耦合数值模型,对电磁场、磁通密度、磁致伸缩密度进行了理论分析。其次,采用有限元平台对发电机进行了直观建模,基于力学理论建立考虑磁致伸缩效应的电磁-固体力学基本方程。最后,通过有限元法对发电机内、外双定子以及转子自转、偏转进行磁固耦合仿真,得到应力分布及对应的振动位移。仿真结果表明:磁致伸缩效应下的振动位移属纳米级别且所受应力较小,对发电机运行影响可忽略不计。磁固耦合的分析方法可为分析电机振动、进一步优化发电机参数提供理论参考。     

开关磁阻电动机转矩算法研究

针对开关磁阻电动机在传统控制方式下转矩出现严重波动的问题,提出了控制开关磁阻电动机的直接转矩算法,通过查询开关表选取合适的电压矢量来控制磁链大小和方向,把转矩作为直接控制量。首先,从直接转矩算法理论出发,基于Matlab/Simulink平台分别设计了直接转矩控制和电流斩波控制下的系统仿真模型;其次,在开关磁阻电动机模型和电动机负载一致的情况下,将直接转矩算法仿真结果与电流斩波算法比较;最后,通过硬件实验平台验证直接转矩算法的可行性。该研究表明,直接转矩控制下转矩脉动可以得到良好的抑制,拓宽了开关磁阻电动机的应用领域。