静止状态下直线感应电机的参数辨识方法

直线感应电机气隙较大,并且次级一般是由整块的铝板和次级铁轭压制而成.由于此种次级没有类似于旋转感应电机的鼠笼导条和短路环,导致次级漏感远远小于初级漏感.传统的测量电机参数的空载和堵转试验假设初、次级漏感相等,在直线感应电机中难以实施,因此测量直线感应电机的参数难度较大.本文提出了一种静止状态下直线感应电机的参数辨识方法,无须做空载和堵转试验,通过控制PWM逆变器就可以实现对直线感应电机的初级电阻R1、初级漏感L1、次级电阻R2、次级漏感L2和互感Lm的测量.在参数计算过程中引入了β参数,实验验证了该方法的准确性并且分析了β参数对该方法的影响.     

考虑死区时间的直线感应电机参数静止自整定方法

针对直线感应电机初级和次级漏感不相等的特点,对直线感应电机静止状态下的参数辨识方法进行研究.首先,分别针对死区时间为0、1、2、3和4μs的情况进行场路联合有限元法仿真.利用PWM逆变器依次向直线感应电机中通入单相直流电压、单相交流高频电压和单相交流低频电压来获得等效电路中的各个参数.然后,将不同死区时间下的辨识结果与实际值进行比较,并进行误差对比,讨论不同的死区时间对辨识精度的影响.最后,分别分析死区效应对初级电阻及漏感、互感、次级电阻及漏感的辨识结果产生的影响.结果表明:在考虑到直线感应电机的初、次级漏感不相等的情况下提出的基于PWM逆变器的静止状态下参数辨识方法,辨识结果比较精确,验证了方法的正确性,死区效应的存在对直线电机各个参数的辨识结果均产生影响.     

单边直线感应电机纵向边缘效应的研究

单边直线感应电机（SLIM）因结构简单牢固,直接产生前进的电磁推力,在交通中得到广泛应用。 由于其磁路断续,电机运行中存在横向和纵向边缘效应;次级的入口和出口因气隙磁链守恒原理会产生涡流, 并随速度上升而加大。边缘效应和涡流大小对直线电机气隙磁链产生重要影响,造成气隙有效磁通和牵引力系 数降低。探讨直线电机工作特点,得到了电机d－q轴等效电路,通过d轴互感和电阻变化来实时反应第二纵 向边缘效应和次级涡流的影响。结合旋转电机转子磁场矢量控制方法,建立了对应的SLIM控制方程。采用转子 磁链、速度和电流三个调节器,提出了uds,uqs,iqs实时在线解耦补偿控制方法,对SLIM的推力、d－q轴电 压、d－q轴磁链等进行调节和控制,对d轴互感大小进行限制。结果表明,该方法在电机速度突变时减小了力 矩脉动,定子电流过渡平滑,速度平稳,改善了SLIM的运行性能,为电机实际运行分析提供了理论依据。     

直线感应电动机高速运动时的终端效应

为了深入了解直线感应电机的端部效应,以提高其性能,建立了直线感应电动机理想的一维数学模型,根据电磁场理论导出气隙方程的解,分析了模型的解及相关参数与磁场和推力的关系.分析表明:直线感应电动机高速运动时的端部效应主要由入端效应波引起,可采取增加电机极数,增大电机的次级电阻、气隙和电源频率,采用双层绕组或增加补偿绕组等措施,减轻端部效应的影响.     

中低速磁浮列车速度对直线感应电机牵引力影响

结合中低速磁浮列车工程应用的电机结构参数,基于准一维理论建立气隙磁场数学模型,分析运行速度与电机气隙磁场之间的关系,然后采用有限元仿真从气隙磁场、次级涡流和牵引力3个方面对数学模型进行验证。结果表明,列车速度会影响电机的纵向动态端部效应（LDEE）,导致气隙磁场产生畸变,并在次级感应板上的电机入端、出端区域产生涡流,使电机推力下降、效率降低。对比电机端部半填充槽结构和全填充槽结构的纵向动态端部效应,半填充槽结构的电机牵引力受速度影响更严重。     

直线感应电机的次级阻抗角计算及对涡流损耗的影响

为了解决电机涡流损耗过大对电机性能的影响,通过分析直线电机次级阻抗角,对电机涡流损耗进行研究.考虑了横向边缘效应,得到直线电机初级和次级耦合区气隙磁感应强度的解析表达式;建立电机的等效电路及次级涡流损耗分析模型,得到了次级阻抗角及涡流损耗的解析表达式.定量分析了次级阻抗角与次级涡流损耗的关系,定性分析了次级阻抗角对推力和侧向力的影响.以一台直线感应牵引电机为例,分别使用解析法和有限元方法对次级板的涡流损耗进行了计算,得到涡流损耗随频率变化的特性曲线.对比了两种方法的结果基本拟合,验证了本文解析表达式的正确性和易用性.     

基于多新息最小二乘的感应电机参数辨识策略

提出了一种基于多新息最小二乘的感应电机参数的估算方法.在矢量控制系统的基础上,推导出感应电机数学模型的多新息最小二乘表达式,根据测量的定子电压值、定子电流值和转速值,估算出感应电机的转子时间常数、漏感系数、定子自感等参数,而不依赖于转子磁链.仿真结果表明了辨识的精确性,为其它多新息辨识方法的应用打下了基础.     

电磁弹射用变极距直线电机电感参数分析

为了分析极距变化型直线电机的驱动特性,通过建模仿真方法研究了变极距直线感应电机绕组电感特性。设计极距变化型长初级短次级直线感应电机,永磁体次级位于双边初级中,通过连接装置连接待弹射物体,完成弹射加速任务。直线感应电机初级绕组线圈采用分段供电模式,提高电磁弹射过程能源利用率。仿真分析极距值对初级线圈绕组自感和互感参量影响。建立有限元仿真分析模型,分析极距变化型直线感应电机磁场情况。结果表明绕组自感值和互感值在高频区域趋向于恒定。可见增加电磁弹射频率有利于电磁弹射任务的完成,模型的分析为变极距直线感应电机运用奠定理论基础。     

轨道交通中的直线感应牵引电机特性分析

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算.实验中分别讨论了电机在不同气隙和供电频率下的推力、法向力、次级功率因数和效率的变化曲线,为直线感应牵引电机的特性分析和在轨道交通中的应用提供了重要方法和依据.     

变频调速异步电动机的设计策略

从机电一体化的角度出发，分析了变频调速时异步电动机的工作状态和在电机设计中需考虑的特殊之点，提出了变频调速异步电动机电阻，漏抗等参数以及额定电压的设计方法，并推出此时的气隙磁通密度的计算公式，实现了异步电动机和逆变器部件的最佳参数匹配。     

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。     

多相交流电机端部漏感系数的计算与测量

对多相交流电机端部漏感系数进行了计算与测量.在用气隙电流代替气隙的作用,用镜像电流代替铁磁媒质的作用,把电机端部磁场问题简化为均匀空气媒质中磁场问题的基础上,根据毕奥-萨法定理,对交流电机端部磁场作了进一步分析,推导出了定子线圈磁通量的有关计算公式,并对一交流电机端部的自感互感系数进行了计算和测量.     

多相交流电机端部漏感系数的计算与测量

对多相交流电机端部漏感系数进行了计算与测量,在用气隙电流代替气隙的作用,用镜像电流代替铁磁媒质的作用,把电机端部磁场问题简化均匀空气媒质中磁场问题的基础上,根据毕奥－萨法定理,对交流电机端部磁场作了进一步分析,推导出了定子线圈磁通量的有关计算公式,并对一交流电机端部的自感互感系数进行了计算和测量。     

低速圆筒型直线异步电动机电磁设计方法

本文提出了一种结构简单、易于加工制造的圆筒型直线感应电动机的设计。此种电机适用于推力为数十公斤的场合。文中推导了此种电机的主要尺寸、初级与次级电磁参数的计算公式。应用这些公式对研制的数台电机进行了计算,结果表明计算与试验基本符合。     

引信体外射频电源技术研究

该文提出了一种引信体外射频电源技术，通过分别置于发射器和引信中的初、次级耦合线圈，实现能量的非接触传输，对引信体内电容充电，为引信电路和起爆装置提供所需的能量。在低耦合系数条件下，通过基于初级漏感的E类功率放大器和次级漏感的补偿方法，提高电容充电电流和传输效率。最后提供了原理样机和实验结果。     

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.     

长初级分段供电变极距直线感应电机的气隙磁场分布及电感参数特性

本文对长初级分段供电变极距直线感应电机的气隙磁场及其互感不对称问题进行了研究。针对为满足在恒压、恒频电压源供电条件下驱动负载匀加速运动所提出的变极距电机,文中在考虑谐波磁场的前提下,通过一维解析推导及二维有限元仿真计算,对电机气隙磁场的特性进行了分析。基于相磁场的分布,文中给出了变极距电机自感、互感的解析计算表达式,从而对其电感参数中的规律进行了分析。最后,文中基于有限元仿真计算,验证了电感参数解析计算的正确性。     

基于异步电动机T型等值电路的参数辨识分析

从异步电动机稳态T型等值电路角度,推导电机内部参数,包括定子漏感,转子漏感,互感,转子电阻和端口阻抗之间的关系,分析了利用端口阻抗、频率和转速辨识电机内部参数的可行性,指出忽略铁耗等值电阻的拓扑模型,无法惟一确定电机参数,并由此提出了该拓扑下的最小参数集合。在此基础上,分析了计入铁耗的T型等值电路模型的速度响应和频率响应,给出通过频率响应确定电机内部各个参数的算法,并加以仿真验证。以1.5kw异步电动机为实验对象,通过旋转和堵转两种工况下的实验数据分析,求取最小参数集合,验证了算法和分析的有效性。     

离散傅里叶变换在异步电机参数辨识中的应用

矢量控制系统中需要用到的参数较多,能否获得良好的调速性能往往取决于电机参数的准确性。由此,对一种采用离散傅里叶变换的参数辨识方法进行了研究。通过空间电压矢量算法实现相应的电压激励的产生,并注入电机,根据电机等效特性辨识出电机参数。为了提高定子电阻的辨识精度,利用最小二乘法对传统的直流实验进行优化。针对单相交流实验和空载实验中,检测电压和电流信号可能出现的干扰信号,利用离散傅里叶变换的方法以减少误差,实现对电机的电流幅值、电压幅值及其功率因数的测量,进而准确辨识电机定转子电阻、定转子漏感和互感。为了对辨识参数的准确性进行验证,将所辨识参数在异步电机矢量控制系统进行应用。实验结果表明:所辨识的参数具有较高的准确性。本辨识方法模型简单,易于实现,具有广阔的应用前景。     

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.