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.     

无轴承同步磁阻电机设计及有限元分析

针对无轴承同步磁阻电机中转矩绕组和径向悬浮力绕组设计的特殊性,提出了传统电机定子绕组的二分法.基于无轴承同步磁阻电机径向悬浮力产生原理,推导出径向悬浮力数学模型.采用二分法设计了功率为0.5 kW,转矩绕组极对数PM=2,径向悬浮力绕组极对数PB=1的无轴承同步磁阻电机试验样机.用ANSYS模拟了无轴承同步磁阻电机的磁...     

磁悬浮开关磁阻电机的一体化数学模型

针对磁悬浮开关磁阻电机运行过程中容易出现磁饱和及转子偏心的问题,建立了一种新型的一体化数学模型.首先,依据电机磁场的有限元分析结果,基于麦克斯韦张量法求出了径向力及转矩关于气隙磁密的表达式.其次,根据电机的等效磁路,结合铁芯材料的磁化特性,计算了非线性气隙磁密.最后,以此二者为基础建立了磁悬浮开关磁阻电机的一体化数学模...     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

双凸极式变绕组双模起动发电机及其电磁特性

为了拓宽开关磁阻起动发电系统调压范围,简化控制系统,提出一种双凸极式变绕组双模起动发电机;即通过绕组的变换,实现起动状态与发电状态变原理运行,在保证电机具有开关磁阻电机优良起动性能的同时,简化了发电状态的调压控制系统。基于该电机的特殊结构和控制特点,搭建带整流管的不对称功率变换模块和绕组切换模块;运用等效磁路法研究定子极弧系数对励磁绕组自感的影响规律,确定了最优定子极弧系数;应用场路联合仿真对电机起动过程和发电过程进行数值分析。通过实验验证所提出电机及控制方法的可行性和合理性。     

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%。     

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.     

开关磁阻电机功率电路的软开关策略及仿真

提出一种开关磁阻电机驱动系统(SRD)功率变换器的新型软开关策略.通过在电源与开关磁阻电机(SRM)相绕组开关电路间插入准谐振直流环节电路,并在各相绕组开关上并联缓冲电容器以实现相开关的零电压开通和关断.在介绍该策略的电路拓扑及特点基础上,分析了相绕组开关零电压开通原理;结合公共开关型SRD功率变换器中公共开关的斩波过程,对电路的控制时序和谐振模式进行分析.针对谐振电感储能不同及SRM绕组电感变化对谐振的影响进行仿真.结果表明,只要参数选择合理谐振波形就不受SRM绕组电感变化的影响,并且试验验证了相开关及辅助开关的软开关特性.     

无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生机理研究

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上，推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力数学模型；用有限元分析和计算方法，讨论了无轴承永磁同步电机在定子绕组相应等效电流作用的情况下，改变径向悬浮力绕组中电流、电机气隙磁路分布状况，并且在考虑磁路饱和及非线性情况下，计算了电机径向悬浮力与绕组中电流之间的非线性关系．研究结果对电机的优化设计及如何获得最大径向悬浮力提供了理论依据．     

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。     

开关磁阻电动机开关元件的选择与研究

本文讨论了开关磁阻电动机驱动装置中开关元件的选择、设计，及其额定值的计算。着重分析了ＩＧＢＴ在开关磁阻电动机中的应用，并且给出了一种典型的驱动电路。样机实验结果验证ＩＧＢＴ是开关磁阻电动机理想的开关元件。     

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．     

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。     

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。     

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。     

磁悬浮列车电力拖动技术的创新及发展趋势

磁浮列车用直线电动机产生牵引力．利用磁悬浮装置产生磁浮力．利用电磁力产生导向力．这样磁浮列车能在轨道上方浮起滑行。磁浮列车不会产生噪声和振动．具有安全高效等优点。本文分析磁浮列车在电力拖动技术方面的创新及其发展趋势。     

基于Matlab/Simulink的开关磁阻电机调速系统的仿真研究

以最新的Matlab/Simulink软件提供的开关磁阻电机模型为基础,构建起两种采用典型功率变换器的开关磁阻电机调速系统,并在Simulink环境下进行仿真。