感应电机磁通轨迹控制法的研究

对磁通轨迹法产生PWM波的控制规律进行理论分析，并将其用于开环控制的变频调速系统中。在基频以下为恒V／f控制，基频以上用恒功率控制，而在低频时则采用磁通补偿和零矢量分割技术进行性能改善。结果表明，对动态性能要求不高的场合，这种方法可收到满意效果。     

四足机器人电驱关节用轴向磁通永磁电机设计

针对现有四足机器人电驱关节用径向磁通永磁电机存在轴向尺寸长、转矩密度低的缺陷,基于电驱关节对电机的性能指标要求,提出了一种采用双定子单转子结构的轴向磁通永磁同步电机电磁设计方案。采用Maxwell软件建立了电机的三维有限元模型,进行了电磁仿真分析。仿真结果表明：轴向磁通永磁电机额定功率为260 W,额定输出转矩为2.53 N·m,电机效率为85.36%;峰值功率为630 W,峰值转矩为7.52 N·m,仿真结果满足电机性能指标要求。对轴向磁通永磁电机与径向磁通永磁电机在相同工况下的转矩进行分析,轴向磁通永磁电机输出转矩高于径向磁通永磁电机。该轴向磁通永磁电机电磁方案为四足机器人电驱关节用电机的高转矩密度、高功率密度设计提供了新的思路。     

混合永磁游标电机磁链观测器设计与协调控制方法

为了改善传统永磁顶驱钻井系统体积大、能耗高等问题,在顶驱钻井系统中引入混合永磁游标电机(hybrid permanent magnet vernier machine,HPMVM)构成新型直驱式顶驱系统。文章针对该电机磁链观测与驱动协调控制展开研究。首先,在两相旋转坐标下实现了永磁磁链的解耦,设计了一种超螺旋(Super Twisting Algorithm,STA)滑模永磁磁链观测器,实现了永磁磁链的准确观测。然后,建立不同速度区间与低矫顽力永磁体充/去磁状态的映射关系,提出了结合分区控制的最优转矩控制策略。在低速区内,饱和磁化状态使电机获得最优转矩;高速区内为了减少电机连续调节永磁体磁化状态带来的励磁损耗,采用分段调磁控制,并在定子电压、电流限制下,构建Lagrange辅助函数,通过对该函数求取极值获得最优转矩。最后,通过与传统弱磁控制进行仿真对比分析,表明STA滑模磁链观测器能够快速且准确辨识永磁磁链,并在全速域内实现最大转矩的输出,且降低了电机的铜耗,从而提高了整个电机系统的效率。     

磁通切换型轴向磁场永磁电机定位力矩分析

为了有效削弱磁通切换型轴向磁场永磁(AFFSPM)电机的定位力矩,利用解析法与有限元法相结合,对AFFSPM电机的定位力矩进行分析.采用能量差分法建立了该类电机定位力矩的解析表达式;基于ANSYS建立了一台三相12/10极AFFSPM电机全场域三维有限元模型,对其定位力矩进行仿真计算.结果表明:当转子齿宽占内径圆弧10.5,°且为准扇形齿时,该电机的定位力矩最小;在定子轭部铁心不饱和的情况下,定位力矩随定子厚度减小而减小,而受转子厚度的影响较小;转子齿表面开合适的辅助凹槽有利于削弱该电机的定位力矩;两侧定子错齿虽然可以削弱定位力矩,但会给电机运行带来副作用.     

基于dSPACE的横向磁通永磁电机控制

在MATLAB/Simulink中,根据模块化建模思想,搭建了横向磁通永磁电机(TFPMM)控制系统的仿真模型,并进行离线仿真.以dSPACE替代常见的单片机,DSP作为处理器核心,并与Simulink进行无缝连接,构建TFPMM驱动控制系统实验平台.对TFPMM控制算法进行在线分析、调试和验证.研究结果表明:该实验平台可靠,可为今后解决更加复杂的控制算法提供基础.     

两种拓扑结构的开关磁通永磁电机设计及其比较

针对开关磁通永磁电机研究起步较晚,其结构及特性有待进一步探讨的问题,对两种不同拓扑结构的开关磁通电机进行结构设计与电磁性能分析,建立了电机的数学模型。通过对U、E型拓扑结构开关磁通永磁电机仿真分析和成本计算,对U型和E型定子结构性能进行了对比。结果表明:E型定子结构比U型定子结构的电机的输出转矩减小了37.54%,电机成本降低了13.41%。     

多齿型定子的开关磁通永磁电机设计与仿真

提出了一种多齿型定子铁芯结构的开关磁通永磁电机,并建立电机参数化模型。以电机定/转子之间间隙、永磁体厚度、定子齿宽等参数作为分析变量,基于有限元分析软件对多齿型开关磁通永磁电机的气隙磁密、齿槽转矩等电磁特性进行分析,为直驱型纯电动汽车所用电机的设计及优化提供参考。     

轴向磁通永磁电机多截面等效计算方法的研究

介绍了Quais 3D-2D法的基本原理,采用有限元仿真分析了不同截面个数对AFPMM电磁性能计算精度的影响.制作了一台样机,实测空载反电势及负载转矩等电磁性能,结果与采用Quais 3D-2D法和相应截面数的计算结果能够较好吻合,为AFPMM的快速精确计算和优化提供了参考.     

基于正交设计和支持向量机的横磁通永磁电机参数优化

漏磁系数是永磁电机的一个重要参数,它标志着磁路设计的合理性和永磁体的利用率.本文将正交设计、支持向量机以及粒子群智能优化算法相结合,提出一种横磁通永磁电机漏磁优化设计方法.首先,在基于标量磁位求解的三维有限元模型基础上,确定对空载漏磁系数敏感度较高的设计参数;其次,通过正交试验建立参数样本空间,并运用固定尺度最小二乘支持向量机实现电机漏磁系数的非线性回归建模,为电机优化所需的大规模迭代运算提供高效的计算模型;最后利用粒子群算法进行以空载漏磁系数最小为目标的寻优操作,并得到最优方案.对一台30kW聚磁式横磁通永磁同步电机进行参数优化,结果表明在满足输出转矩要求的约束条件下降低了漏磁,充分证明了建模和优化设计的正确性和工程实用价值.     

内置混合式转子可控磁通永磁同步电机磁路分析

通过对模拟内置混合式转子可控磁通永磁同步电机磁路工作机理静止磁路装置的试验,认知了两种永磁体磁化过程和磁化后工作点的变化规律,揭示了磁通可控原理．试验得到了静止磁路装置的各种磁滞回线永磁体磁化过程中,钕铁硼的磁化曲线仅穿过Ⅰ、Ⅱ象限,最后工作于Ⅱ象限;铝镍钴的磁化曲线会穿过4个象限,最后工作于Ⅱ或Ⅲ象限当铝镍钴工作于Ⅱ象限时,两种永磁体产生的磁通共同穿过气隙,气隙永磁磁场较强;当铝镍钴工作于Ⅲ象限时,钕铁硼产生的磁通部分穿过气隙、部分被铝镍钴在转子内部旁路,气隙永磁磁场较弱．弱磁可达3倍以上．     

永磁力矩马达的静态特性分析

本文在考虑永久磁铁磁阻的情况下,分析了永磁动铁式力矩马达的静态特性。提出静态特性和静稳定极限不但受磁弹簧刚度Km和机械弹簧刚度Ka比值的影响,而且还受永久磁铁磁阻的影响,并得出相应的静态特性曲线和静稳定极限值。     

Investigation on Static Characteristics of an Axial-Flux Permanent Magnet Machine with Coreless Stator

The static characteristics of an axial-flux permanent- magnet （AFPM） machine with coreless stator were investigated. Two-dimensional analytical method for prediction of the no-load magnetic field in the AFPM machine with eordess stator was derived. Electromotive force （EMF） and axial attraction force were deduced from the analytical method. These values obtained from analytical method were compared with those from finite dement method （FEM） and agree well. Finally, a prototype was built for experimental validation and back EMF was measured. The results confirmed the validity of the proposed analytical method.     

直驱轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

当电机极数足够多,电机轴向长度与外径的比率足够小时,轴向磁场电机的转矩和功率密度比传统径向磁场电机大.另外,轴向磁场永磁电机还有许多其它优点,如结构简单,轴向长度短,节约材料等,因此轴向磁场永磁同步发电机特别适合于直驱风能转换和电动车应用场合.阐述轴向磁场永磁同步发电机的结构和设计特点,重点介绍磁极和电枢绕组的设计,为轴向磁场永磁同步发电机的设计打下基础.     

Advanced Computer-aided Design and Analysis for Synchronous Reluctance-Permanent Magnet Machines

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔｔｗｏｄｅｃａｄｅｓ，ＡＣｍａｃｈｉｎｅｄｒｉｖｅｓｈａｖｅｇｒａｄｕａｌｙｒｅｐｌａｃｅｄＤＣｍａｃｈｉｎｅｄｒｉｖｅｓｆｏｒｂｏｔｈｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｖａｒｉａｂｌ...     

永磁同步电动机系统的能控性与能观性分析

永磁同步电动机系统是一类仿射非线性系统．该文应用非线性控制系统的几何理论对它的能控性与能观性进行分析,证明了永磁同步电动机系统在一定范围内是局部弱能控的、强可接近的和局部弱能观的．     

凸极永磁同步发电机内阻抗特性对电压调整率的影响分析

通过相量法建立起永磁同步发电机的内阻抗数学模型,研究了内阻抗特性及其对电压调整率的影响,研究结果表明,发电机内阻抗具有电流和功率因数角负反馈特性,使得电压调整率在一定程度上得到改善,感性负载下的改善更多受益于发电机内阻抗的功率因数角负反馈,且中、低功率因数下电压调整率的改善效果主要取决于直轴反应电抗,阻性和近阻性负载下取决于交轴反应电抗,根据数值计算和分析确定出了获得最佳电压调整率时电枢反应电抗的变化范围。实验测量表明,电枢反应电抗处于最佳区域内可使电压调整率得到明显改善。     

永磁磁性传动器驱动扭矩的分析计算

从气隙磁场分析出发，探讨了磁性传动器驱动扭矩的计算方法，并应用于圆筒型永磁磁力传动联轴器实例研究。     

一种分析永磁电机齿槽转矩的方法

提出了一种基于单个永磁体的永磁电机齿槽转矩分析方法。从单个永磁体与永磁电机产生的齿槽转矩出发,推导了电机合成齿槽转矩的解析表达式,得到了合成齿槽转矩与由单个永磁体引起的齿槽转矩的关系。以两种分数槽绕组永磁电机为例,将解析表达式分析结果与有限元分析结果进行对比。研究结果表明:在由单个永磁体引起的齿槽转矩中,只有一部分齿槽转矩谐波分量出现在合成齿槽转矩中,解析表达式与有限元分析结果一致;验证了理论分析的正确性。所提永磁电机齿槽转矩分析方法是正确有效的。     

用于永磁同步发电机设计的阻抗模型

找到一个既适合电励磁同步发电机的设计又适合永磁励磁同步发电机的设计的模型是很重要的.模型必须满足几个要求:在实际应用中,模型要简单,能进行快速的计算,其可靠性和精确度要达到一定要求.而用来对交流电机进行设计的传统的阻抗模型普遍能够满足这些要求.这里给出了一个用来对永磁同步发电机进行辅助设计的实际可行的阻抗模型.