无轴轮缘推进器电磁驱动结构优化设计

无轴轮缘推进器对中国水下事业有重要作用,其电磁驱动部分采用大内径内转子永磁无刷直流电机结构。对无轴轮缘推进器电磁驱动部分的永磁无刷直流电机结构进行设计,并基于Maxwell进行电机性能优化分析,以提高其性能。选取效率和起动电流等4个参数为优化目标,选取与槽型相关的6个参数为优化变量。采用反向传播(back propagation, BP)神经网络建立优化变量与优化目标的关系式,采用线性加权法确定适应度函数,对电机进行多目标优化分析以提高其性能。最后将求得的最优解代回到Maxwell电机模型,验证求解结果的有效性。结果表明：优化后电机各项性能有所提升,优化结果较好,达到了预期效果。     

动磁型同步表面电机的磁场和推力

针对传统定位工作台速度和定位精度低的缺点，提出了一种采用定子铁心和相互垂直分布的两对推力绕组做定子、动子平台，以及附着在其下表面的4个Halbach磁阵做动子的动磁型同步表面电机．采用分离变量法获得了表面电机磁场强度、磁通量密度、磁通量、反电动势和电磁推力的表达式，并分析了磁阵厚度、节距、极数、线圈厚度和空气隙长度等不同设计参数对表面电机推力的影响，得到了在最大推力下表面电机的设计参数．将计算结果与二维有限元结果进行对比，证明了分析方法的正确性和参数计算方法的可靠性，为进行表面电机动力学建模和仿真，以及伺服控制系统的开发和设计提供了研究基础．     

行波超声波电机定子固有频率分析及实验

应用有限元方法,建立行波型超声波电机的定子结构的有限元模型,分析定子齿高、齿宽与槽宽比等不同结构参数对定子固有频率和定子振动的影响.结果表明,定子环从"无齿"到"有齿"变化,固有频率下降较快;随着齿高的增加,固有频率变化趋缓,却有助于增大振幅、提高电机转速;齿宽和槽宽比在设计时,宜取大于1.在自行研制的实验平台上,对所设计制作的行波型超声波电机样机的定子频率进行实验测定,发现有限元分析与实验测试结果相符合.     

永磁球形电动机定子线圈座的应变分析

利用气隙磁通密度解析模型和洛仑兹力公式建立了球坐标系下空心定子线圈所受切向电磁力和径向电磁力的解析模型。利用定子壳体和线圈座的有限元模型计算定子线圈座在电磁力作用下的应变,分析了定子壳体厚度、线圈座连接杆长度和直径对应变的影响。最后利用有限元法和解析法对样机进行分析并对结果进行比较,验证了解析模型的正确性和准确性。分析表明,当定子壳体厚度和连接杆直径线性减小而连接杆长度线性增大时,定子线圈座在电磁力作用下产生的应变量在一定范围内线性增加,然后显著增加。     

威格纳分布在异步电动机故障诊断中的应用

利用 Ｗｉｇｎｅｒ分布对笼型异步机起动过程的定子电流作时频谱分析以确定其中是否有（１—２ｓ）ｆ（ｓ为滑差，ｆ为电网频率）这一断条特征量．从而诊断有无断条。结果表明：这种方法比传统的利用稳态定于电流作谱分析来诊断转子断条的方法，具有灵敏度高、信息丰富的优点，并且为双鼠笼异步电动机上笼断条的早期诊断提供了可行的途径。     

环型超声波电机结构及振动模式分析

论述了环型超声波电机的工作原理、结构设计方法和材料的选择；引入等效梁的概念，建立了环型超声波电机关键结构即定子复合振子的数学模型；求出了其振动模式的解析解；给出了仿真计算结果和设计的样机结构尺寸；并分析了定子表面粒子的椭圆运动及超声波电机的本质．     

改进型ADRC的感应电机定子磁场定向矢量控制

针对感应电机定子磁场定向时,定子磁链和定子q轴电流没有完全解耦这一问题,提出改进型自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)的定子磁场控制方法。建立关于定子磁链和定子电流的状态空间表达式。利用线性跟踪微分器对目标定子磁链安排过渡过程,从而改善闭环控制中“快”与“准”的矛盾。建立并联型线性扩张状态观测器替代线性扩张状态观测器对实际磁链与q轴电流耦合部分进行观测。在目标磁链闭环控制环节对观测的耦合部分实施补偿,并对系统稳定性进行分析。仿真试验对比该方法与传统ADRC和解耦器控制方法时定子磁链的稳定性和电机转速响应情况。结果表明：该方法简化了矢量控制系统结构,提高了定子磁链控制的稳定性,确保电机运行过程有良好的动态响应特性和鲁棒性。     

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.     

一种新型结构的内外双转子感应电机

为了提高感应电机的运行性能,研究了一种具有内外双转子的新型结构的感应电机。电机采用励磁电抗较大的特殊铁芯和定子绕组形式。通过分析电机内部的电磁关系,计算了其特殊的磁场分布,推导出电机的数学模型,并对其进行了动态仿真。结果表明,电机具有良好的动态特性,特别是当电机极数较少（例如2极）时,绕组电阻和端部漏抗值都很小,而力能指标却较高。因此,推导出的电磁关系和数学模型适用于新型内外双转子感应节能电机的设计分析。     

永磁同步电机参数扰动抑制方法

在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中,为提高无差拍预测控制性能,需要对电机参数扰动进行补偿. 文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响;针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型,利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量;将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端,实现对永磁同步电机的控制. 仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.      

灰色预测理论在异步电动机调压节能中的应用

异步电动机调压节能是根据其负载的变化,通过调节异步电动机定子端电压,以达到节能的目的.通过分析异步电动机T型等效电路,得到效率与定子端电压、功率因数之间的函数关系,并对其进行优化,寻求异步电动机在不同负载下的最优工作电压,然后应用灰色预测理论对数据进行预测,给出负载率与定子端电压之间的精确函数关系.研究表明,在异步电动机运行的过程中,只要检测出它的负载,就可以依据这个函数关系式调节定子端电压以达到节能的目的.实例分析进一步验证了该方法的可行性及有效性.     

采用软磁复合材料粉末冶金工艺生产的空调电机性能研究

直流无刷电机的定子通常采用硅钢材料冲压后叠片制备而成.研究采用一种全新3D设计的粉末冶金工艺,并通过使用软磁复合材料(SMC)来开发电机定子,成功用于房间空调系统中的变频滚动转子压缩机电机.通过与传统叠片式电机定子进行比较,探讨了SMC的性能、此材料用于电机定子制造的设计优势以及这种新结构的SMC电机的性能.结果表明:采用SMC制造的电机定子具有更大的设计自由度和更小的结构尺寸;与传统方式制造的电机定子比较,在不同的工作频率下,SMC定子的电机性能略显不足;通过优化SMC、粉末冶金工艺和电机的设计,可以显著地改善SMC电机的性能.     

交流电机绕组的谐波分析与噪声计算

文章详细阐述了交流电机绕组的谐波分析,给出了用计算机进行谐波分析的算法,研究了感应电机电磁噪声的计算方法,从运行结果来看,与实际测量结果接近。此计算方法对电机的电磁噪声分析和控制有一定的参考价值。此外,还分析了定转子槽数的对比关系对降低电动机的电磁噪声的作用,对应的选择转子槽数计算方法可用于电机设计。     

复合型超声马达纵向振动建模

针对采用一维理论模型在研究复合型超声马达振动特性时分析结果出现误差的情况,设计一种新型双定子复合型超声马达;利用马达的对称性建立了定子纵向振动分析物理模型;将定子纵向与横向振动的动能同时引入Hamilton方程,推导了考虑马达横向振动效应的定子纵向振动分析微分方程与动力边界条件;运用Maple软件对定子运动微分方程进行求解,获得了定子纵向振动固有频率;采用有限元模型与一维理论模型时定子的纵向振动固有频率进行对比计算,并对马达原型机的固有频率进行测定.研究结果表明:所建模型比一维理论模型具有更高的分析精度;分析结果与实验值及有限元计算值吻合.     

基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法

对感应电机定子绕组进行直流温升测试,可以在避免转子温度干扰的条件下,有效分析和验证定子的散热能力。然而,定子绕组温升实验存在耗时长和难以获得绕组最高运行温度的问题,而利用热模型计算所得的绕组温升精度又较难保障。为此,提出一种基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法。该方法通过热网络模型描述定子绕组温度的变化,再利用定子绕组温升实验的若干样本数据,结合参数估计原理,准确获得热网络模型参数,从而对定子绕组的整个温升过程进行有效估计。结果表明:在完成参数估计后,定子绕组热网络模型可准确获得不同电流条件下的定子绕组温升过程。因此,所提温升测试方法不仅可节约温升测试的实验时间,还可获得实验中无法测量得到的定子绕组最高运行温度,为电机定子绕组后续设计与改进提供一定依据。     

双馈绕线式异步电动机性能分析

讨论了绕线式异步电动机双馈调速系统的有关特性．该系统电机定子由电压及频率均固定的电网供电，转子电路由电压频率可调的大功率晶体管道变器供电．电机的转速为两个馈电电源频率差值的函数．该系统能实现转子方二自由度控制，并且系统性能不受定转子电阻值变化影响．仿真及实验结果表明，该系统性能良好，具有广阔的应用前景．     

模糊直接转矩控制系统的仿真研究

提出了一种基于模糊电阻观测器的模糊直接转矩控制系统,采用模糊逻辑估计定子电阻,选择逆变器的开关状态,从而可以提高系统的低速性能和系统的响应.并用MATLAB/SIMULINK软件建立了该系统的仿真模型,仿真结果表明了该方法的正确性.具有工程使用价值.     

基于极坐标的异步电机新型参数辨识方法

在异步电机矢量控制系统中,电机参数的准确性严重影响着系统的控制性能。利用极坐标方法,研究了一种异步电机新型参数辨识的方法。系统的电压、电流、频率、相位角均能够通过软件来实现。基于SVPWM算法,向电机施加相应电压信号,并利用极坐标方法,简化了参数计算过程,即通过直流斩波实验、单相实验和空载实验实现对电机定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感以及互感的测试。实验结果证明,该辨识方法得到的参数准确性高,且模型简单,计算量小,易于实现。     

行波型旋转超声电机定子振动特性仿真

为了了解定子直径为60 mm的行波型旋转超声电机定子的振动特性,采用有限元分析的方法,在有限元软件ANSYS10.0中对其进行了模态、谐响应、瞬态仿真分析.得到了其模态频率及振型;振幅及阻抗随频率的变化关系;定子齿端质点的椭圆运动轨迹的形成过程,及其输入电流随时间的变化规律.     

基于垂向振动负效应的新型轮毂电机电动汽车平顺性影响研究

为解决轮毂电机电动汽车非簧载质量过大导致的垂向振动负效应问题,提高车辆行驶平顺性和安全性能。本文以一种定子悬置的新型轮毂电机电动轮为研究对象,建立考虑吸振器效应的1/4车辆垂向动力学模型,研究定子质量转移构型对电动轮垂向振动特性及整车平顺性响应的影响;在此基础上,基于电动轮系统的振动传递路径特性,以电机定子和整车质心位置的加速度响应值为优化目标函数,通过Patternsearch理论方法对橡胶衬套的刚度和阻尼进行优化设计与分析。结果表明,该电动轮结构形式及参数优化设计能有效改善轮毂电机电动汽车行驶平顺性能,为新型电动轮结构及整车动力学特性进一步优化提供了参考。