基于终端滑模的永磁同步电机磁场定向控制

在永磁同步电机磁场定向控制策略中,常采用传统的PI调节器实现转速环和电流环的控制,存在着抗干扰能力弱、鲁棒性差等问题.针对此问题,将终端滑模控制方法应用于永磁同步电机的磁场定向矢量控制,结合终端滑模理论和永磁同步电机的数学模型,提出一种速度环和iq环联合控制方法.该方法既提高了系统控制性能,又减少了控制器的数量.通过仿真实验验证了该控制策略的有效性.     

永磁同步电动机矢量控制技术的研究

介绍了一种新颖的永磁同步电动机系统.该系统的速度环采用模糊控制和PI控制相结合的复合控制算法,电流环采用PI控制算法,同时将矢量控制和空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）控制应用到系统的闭环控制中.实验结果表明,该系统具有转速超调小、响应快和鲁棒性强的特点.     

应用三电平逆变器的PMSM控制系统的建模与仿真

在分析三电平空间矢量脉宽调制技术和永磁同步电动机数学模型的基础上,采用转子磁场定向控制策略设计了一套应用SVPWM三电平逆变器的PMSM矢量控制系统.利用Matlab/Simulink仿真软件,建立了系统的仿真模型.该模型综合了PMSM的变频调速、矢量控制、SVPWM技术和三电平逆变器.仿真结果表明,系统能够得到良好的动静态性能.     

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析，并利用泛函理论建立了与该模型对应的交分形式，再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位，因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出，用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。     

一种改进的永磁直线电机气隙磁场解析计算方法

为了更加准确地计算永磁直线电机矩形开槽情况下的气隙磁场分布,提出了一种改进的许-克变换解析计算方法.首先,采用等效磁化电流法,建立永磁直线电机初级铁芯无槽情况下的气隙磁场模型;其次,根据永磁直线电机的结构尺寸,并考虑初级铁芯矩形开槽的影响,对传统的许-克变换方法加以改进;然后,利用改进的许-克变换方法,解析计算矩形开槽永磁直线电机的气隙磁场分布.理论分析和真实的数据计算结果表明,与传统的许-克变换方法相比,所提出的方法更接近于有限元软件的计算结果.最后,根据改进的许-克变换解析计算方法,对电机气隙磁场分布进行优化设计,试制了一台短次级圆筒型永磁直线发电机.     

圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算

针对轴向充磁圆筒型无铁心永磁直线电机,提出一种在圆柱坐标系下基于磁荷法的空载磁场解析计算方法.利用该解析法对无铁心直线电机的空载磁场分布进行分析,得出空载磁场的轴向和径向磁场分布表达式,并结合电机结构参数,推导出电机的反电势和推力.之后分别采用该解析法和有限元法计算了某型号圆筒型无铁心永磁直线电机的空载磁场、反电势和推力.最后使用有限元法分析了负载电流对电机磁场的影响.结果表明,所提出的解析计算方法的结果与有限元结果非常接近,验证了该解析法的正确性;负载电流对永磁体表面处的电机磁场分布几乎无影响,体现了该种电机结构的优点.     

变压器中的电磁能量分布与功率传输

基于电磁场理论讨论变压器的能量传输机制.借助一个简化的变压器模型,以场路结合并对照的方式,通过理论分析和数值验证,讨论了变压器中磁场与感应电场分布、能量分布的特点及对二次侧负载的依赖性;分析和计算了坡印亭矢量.结果表明:铁心中主磁通并不传输能量.它的作用是在空间建立感应电场;感应电场与空气中的漏磁场一起形成坡印亭矢量,...     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜.通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化.模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸.与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空.     

基于MATLAB永磁同步电机矢量控制的仿真研究

提出了基于MATLAB的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统仿真建模方法.在Matlab/Simulink环境下,构建了永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的有效性,验证了其控制算法,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础.     

有源电力滤波器双滞环电流控制新方法

为了提高电压空间矢量双滞环电流控制方法在有源电力滤波器的谐波电流跟踪性能,提出了一种新颖的4段滞环比较器.直接在复平面上实施控制,4段滞环比较器输入误差电流矢量,输出4种状态值,可以确定误差电流矢量的空间分布,而将参考电压与电流之间的微分关系经离散化计算后得到参考电压矢量所在区域.根据两个4段滞环比较器的输出状态值与参考电压矢量的空间分布选择最佳的输出开关矢量,使补偿电流误差控制在滞环宽度以内.采用Matlab/Simulink仿真软件分别对负载不变和突变的情况仿真.结果表明:控制方法提高了直流电压利用率,系统动态响应快,电源电流总谐波畸变率由21.65％降至3.11％,稳态时的每相每周期开关次数由普通滞环方法的342次降到本方法的230次.     

电流时间谐波对转子带护套伺服永磁同步电动机温度场的影响

针对转子带护套伺服永磁同步电机运行过程中永磁体温升较高的问题,本文以一台2 000r/min、12.5kW的伺服永磁同步电动机为研究对象,对变频驱动时永磁电机的温升问题进行了研究.测试了样机额定负载下变频器供电时的相电流,通过傅里叶分解计算出电流各次谐波值.建立了永磁电机二维瞬态电磁场方程,计算出不同电流谐波在护套内产生的涡流损耗.并建立了三维温度场模型,对电机各部分的温度分布进行求解.经计算分析可知绕组内谐波次数位于控制电路载波比附近的电流时间谐波,将导致电机永磁体温升明显变大.将计算所得的电机温度分布与实测结果进行对比,验证了计算结果的正确性.     

齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机

将电机中固有的齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势应用于混合励磁永磁同步电机的励磁中,不仅可以提高材料的利用率,而且便于实现电机的无刷化。该文分析了齿谐波磁场的产生机理及它在转子绕组中感应齿谐波电动势的情况,在此基础上提出了一种新型的基于齿谐波磁场励磁的混合励磁永磁同步发电机。为了验证齿谐波励磁的混合励磁的可行性,试制了一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机。实验结果表明:齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势可以用于实现混合励磁永磁同步电机气隙磁场的调节。     

永磁铁氧体多极磁环取向结构的研究

将Halbach阵列结构创新运用到各向异性铁氧体多极磁环的注塑模具取向结构中,对常规径向取向结构和Halbach阵列取向结构进行对比研究,运用有限元软件仿真辅助得出两种不同取向结构的磁场云图和磁场强度波形分布.分析结果表明:运用了Halbach阵列的新型取向结构的磁场强度有明显的增加,该结构相对独特易行,可以有效解决生产实践中各向异性铁氧体多极磁环注塑过程中取向不充分的问题.     

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

针对纺织机械设计了一台可带额定负载异步起动的高速永磁同步电动机.利用有限元方法对电机进行了磁场分析,准确计算了空载漏磁系数和计算极弧系数,并与磁路计算相结合得出初步设计方案.着重研究了定子绕组参数、转子槽形、导条材料和永磁体尺寸等对电机起动转矩和牵入同步特性的影响.当所设计电机永磁体轴向长度比电机长度短5 mm时,平均...     

用永磁铁装置研磨零件的小平面

用3块永磁铁组成磁路,制成磁力研磨装置,用于零件的小面积研磨.介绍其工作原理、磁路的计算方法、步骤,以及对工作气隙进行磁场划分,用漏磁系数法计算磁路.     

基于解析模型的永磁同步电机涡流损耗计算

提出了一种表贴式带保护套永磁同步电机转子涡流损耗的快速解析模型,同时考虑了定子时空谐波、涡流反作用和永磁体周向分段3种情况。在考虑永磁体周向分段时,忽略次生谐波及其耦合影响,以简化计算过程。将此解析模型应用在6相24槽14极永磁同步电机上,首先对其结果进行收敛性分析,减少截断误差的同时提高了计算效率;然后用时步有限元法等进行精度验证,得到的平均涡流损耗与本模型解析解较为吻合;最后由解析模型,绘制永磁体层中的涡流电密图。本解析模型可以快速得到涡流损耗的响应面,为电机设计及优化迭代提供理论依据。     

多相永磁无刷直流电机凸极效应的数学模型

考虑到多相永磁无刷电机转子磁路结构及气隙磁密波形对电机运行性能和控制策略的影响,需要建立准确的电机数学模型。该文根据永磁电机磁场的特性,推导了电磁转矩和反电势的一般表达式,建立了考虑凸极效应和气隙磁密谐波的多相永磁无刷直流电机数学模型,用有限元方法计算模型中的参数。结合一台样机进行了仿真和实验,结果表明该数学模型既准确反映了电机的性能,又可用于多相永磁无刷电机整个系统的仿真计算。     

在磁力研磨中采用永磁铁磁路的研究

在磁力研磨中采用永磁铁磁路 ,以代替电磁铁磁力系统 ,研究磁铁在磁路中的分布 ,磁路的计算方法 ,给出磁路计算的一般步骤 ,以及实用计算举例 ,用漏磁系数法计算磁路。指出在选择磁路结构时 ,需结合磁铁材料性能来考虑磁体尺寸 ,并使磁体尽量靠近加工间隙。     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

基于Maxwell和Simplorer的2 kW低速永磁发电机设计

针对低风速、风资源欠佳且用电困难的地区,为改善风力发电机的低速发电性能,提高风能利用率,设计了一种应用于2 kW风力发电机组的低转速永磁发电机,利用磁路法对2 kW永磁发电机进行电磁设计,获得发电机的主要尺寸参数,其中定子内径为180 mm,铁心长度为90 mm,永磁体宽度为20 mm,永磁体厚度为4.5 mm。采用ANSYS Maxwell软件进行二维建模并分析其空载和负载情况下的磁场分布,通过ANSYS Maxwell和Simplorer联合对其仿真,对其瞬态特性进行分析。在此基础上研制了低转速永磁风力发电机样机,通过对比发电机转速在256～400 r/min时,样机试验与仿真的功率值和效率值,二者的最大误差为4.47%,低于5%,结果表明该低转速永磁发电机设计可行。