开关磁阻电机极型选择及其改进研究

详细研究了开关磁阻电机的定、转子模型对其性能的影响,提出了开关磁阻电机的一种新型字子结构,即定子带极靴的结构,并用有限元法对该电机与传统极型的开关磁阻电机做了验证。该电机具有转矩脉动小、自启动能力强、输出转矩高的特点。     

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%。     

开关磁阻电机结构优化设计及其三维图解法

开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、成本低、输出扭矩大等优点,但也存在转矩脉动大的不足,限制了它的应用范围.为抑制其转矩脉动,提出一种新型定子结构,在定子磁极端部两侧加入一个楔形角,减小气隙在定转子开始重合时的突变,降低了气隙磁场能量骤变,进而减小转矩脉动.首先分析了该特殊楔形结构各参数对平均转矩及转矩脉动的影响.在此...     

无位置传感器开关磁阻电机的转矩波动抑制

针对开关磁阻电机驱动系统中位置传感器及转矩脉动的存在限制其应用范围的问题,提出利用网络结构简单、学习效率高的柔性神经网络对其进行建模,进而对开关磁阻电机无位置传感器控制下的转矩波动抑制方法进行了研究.建立了2个柔性神经网络:第1个完成由电机绕组的相电流、相磁链到转子位置之间的非线性映射,将离线训练好的网络用于转子位置的在线估计;第2个完成由电机期望转矩、转子位置到期望的优化电流之间的非线性映射,通过电流跟踪控制,使电机相电流跟随优化电流变化,实现转矩波动抑制.仿真和实验结果显示,柔性神经网络的收敛速度为传统神经网络的6倍,从而实现了转子位置快速的估算,估算误差控制在[-4,°4°]内,同时转矩波动降低1000/,验证了该控制策略较之于传统控制方法的优势.     

一种改进的DTC策略在SRM上的应用

为了减小开关磁阻电动机转矩脉动,在传统直接转矩控制(DTC)的基础上,对其策略进行了改进,提出了一种改进的DTC的控制策略。通过对开关磁阻电机(SRM)定子绕组电压、电流,以及转子转过的位置角的实时检测,进而得到电机在运行的实时转矩。在MATLAB中构建相关模型,并进行了仿真。仿真结果表明,改进的直接转矩控制方法,使电机获得更好的动静态性能,在很大程度上抑制了SRM的转矩脉动。在控制效果上明显优于常规控制方法,该研究对开关磁阻电机(SRM)调速控制系统的应用有着重要的意义。     

转矩分配策略在SRM中的应用及其优化

转矩脉动较大是开关磁阻电机(SRM)的主要缺点。为了减小转矩脉动,提高电机性能,将转矩分配策略应用到电机中。由于开关磁阻电机的非线性,在转矩分配策略中,传统PID控制器的效果受到了限制。考虑到神经网络对非线性系统的自学习和自适应能力,提出采用RBF神经网络PID控制器进行优化。仿真结果表明,转矩分配策略有效抑制了转矩脉动,优化后的转矩分配策略获得了更好的性能。     

四相开关磁阻电机新型控制方案研究

开关磁阻电动机结构简单、运行稳定、制造成本低廉,具有广阔的应用前景.但是,因为它运行时转矩脉动大,抑制了它的发展.一般情况下,很难确定开关磁阻电机精确的数学模型,这导致对开关磁阻电机的分析变得很困难,快速平稳的调速就更加困难.基于以上原因,对开关磁阻电机运用直接转矩控制技术,使电机在有效抑制转矩脉动的同时,实现快速平稳的调速.     

开关磁阻电机定子两侧极靴和转子两侧开槽的优化

针对开关磁阻电机表现出较高的转矩脉动和较大的振动幅度,本文提出一种改进的开关磁阻电机结构,即在定子齿两侧添加极靴和转子极两侧开槽。在定子齿两侧添加极靴,提高电机的最小电感,来增大换相区间的最小转矩,以降低电机的转矩脉动;在转子两侧开槽,改变气隙磁密的方向,增大气隙磁密的切向分量的同时减小气隙磁密的径向分量,来减小径向力的波高,进而减小电机的振动。对于极靴参数和开槽参数最优值的确定,本文通过改进的NSGA-Ⅱ算法将控制参数(开通角和关断角)与结构参数(极靴参数和开槽参数)进行协同优化。通过仿真和实验证明,优化后的电机模型相较于初始模型,电机的平均转矩得到提高、转矩脉动得到降低,且电机的振动得到了减小。     

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.     

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机汽车驱动系统

提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略.设计了以TMS320LF2407为主控制器的电动汽车用开关磁阻电机数字化驱动系统,给出了系统的硬件电路和软件框图.采用转矩矢量控制策略.有效地抑制了转矩脉动.仿真实验结果表明,本系统具有良好的动态和静态特性,可有效地抑制转矩脉动,满足电动车控制需要.     

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。     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

开关磁阻电机的模糊滑模变结构控制

转矩脉动是开关磁阻电机较为突出的缺点 作者从滑模变结构理论出发 ,结合智能控制 ,提出制定新的控制策略以减小转矩脉动 ;针对开关磁阻电机驱动系统设计了模糊变结构控制器 ,给出了实验结果 ,并分析了此控制策略下电机的性能     

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.     

电动汽车电机控制转矩抑制算法

分析了导致电流波动的旋转变压器角度信号偏差形式,研究利用抑制角度波动的角度观测器以及内模控制算法抑制电流波动.以联合汽车电子某项目电机为实例,利用本算法,在4 000r·min-1,100N·m时电流波动减小77%,转矩波动降低83%,验证了其有效性.     

基于田口迭代法的高速永磁同步电机电磁优化设计

为优化高速永磁同步电机在额定工况下运行的性能,本文以电机的额定转矩、转矩脉动、定子铁芯损耗和磁密幅值作为待优化性能,采用改进的田口迭代优化算法研究定子外径、气隙长度、磁钢外径、轴向长度和定子槽深对上述性能的影响．通过建立正交试验矩阵,利用ANSYS电磁仿真软件仿真计算出各参数组合下的电机性能,在确保反电势线电压和额定转矩性能在限制范围内,优先选择定子铁芯损耗最低和磁密幅值最小的参数组合．仿真计算显示,用改进的田口法迭代优化后的性能较原始相比,均有较大的提升．其中,额定转矩性能降低了5.2%,转矩脉动减小49.3%,定子铁芯损耗降低了35.5%,磁密幅值降低了13.1%,电机整体性能得到优化．同时与传统全参数正交优化方法相比,该设计减少了仿真的次数,提高了优化设计效率,具有一定的实用性．      

基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制系统中存在转速和转子位置观测精度不高、转矩脉动较大等问题,提出一种基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略。设计基于变指数趋近律和锁相环技术相结合的新型滑模观测器,采用变指数趋近律提高反电动势观测精度并证明其稳定性,用连续函数取代符号函数降低抖振,结合锁相环技术提取转速及转子位置信息。基于此,建立电机离散化模型推导出磁链、转矩无差拍控制律,设计无差拍控制器进一步削弱抖振,提高系统控制性能。仿真结果表明:该策略能准确观测转速和转子位置,有效抑制磁链、转矩的脉动,提高系统动态性能。