稀土永磁同步电动机的自控式变频调速

矢量控制理论解决了交流电动机电磁转矩的有效控制,双闭环矢量控制策略提高了同步电动机变频调速系统的动态性能。介绍稀土永磁同步电动机（转子无阻尼绕组）设计和自控式变频调速,典型规格样机实测数据表明具有转矩和转速平稳、同步调速范围宽的优点以及工程实用性。     

兆瓦级永磁直驱风力发电机瞬态场分析

永磁直驱风力发电机是风力发电的中核心装备,其设计分析具有重要意义.分析了永磁同步电动机转子磁极结构和永磁材料性能,利用Ansoft软件对兆瓦级永磁直驱风力发电机进行瞬态场电磁分析.得到了空载、负载运行时永磁直驱风力发电机磁场分布.为永磁直驱风力发电机的设计提供有效参考.     

交流感应电动机精确解耦模型的自抗扰控制

为实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,将复杂的电动机非线性系统转换成两个完全解耦的线性转速和磁链二阶子系统.针对解耦的转速和磁链子系统设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速和磁链的完全独立控制.实验研究表明:电动机转速和磁链分别大约在0.7 s和0.3 s时达到参考值;负载转矩的变化将引起转速7 rad·s-1范围内的变化,但磁链仍保持给定值,实现了电动机转速和转子磁链的完全解耦;当转速稳定时,电磁转矩在1 s时间内能快速跟踪变化的负载转矩,其超调量不超过20 N·m;控制系统能适应转子电阻±10%和定子电阻±10%范围的变化.     

交流感应电动机精确解耦模型的自抗扰控制

为实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相αβ坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,将复杂的电动机非线性系统转换成两个完全解耦的线性转速和磁链二阶子系统.针对解耦的转速和磁链子系统设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速和磁链的完全独立控制.实验研究表明:电动机转速和磁链分别大约在0.7 s和0.3 s时达到参考值;负载转矩的变化将引起转速7 rad·s-1范围内的变化,但磁链仍保持给定值,实现了电动机转速和转子磁链的完全解耦;当转速稳定时,电磁转矩在1 s时间内能快速跟踪变化的负载转矩,其超调量不超过20 N·m;控制系统能适应转子电阻±10%和定子电阻+10%范围的变化.     

电压不对称时永磁同步电动机的动态过程

文章探讨了永磁同步电动机输入电压不对称运行的动态过程.通过建立数学模型及实时仿真,获得定子电流、感应电动势、电磁转矩、角速度的实时变化曲线.结果表明,永磁同步电动机输入三相不对称电压时,其定子电流、感应电动势、电磁转矩、转速均发生振荡,这不仅使电机无法正常运行,而且可能导致电机的转子永磁体退磁.这一结果可以为改进永磁同步电动机的控制提供有力依据.     

交流励磁发电机稳态运行的研究

根据交流励磁发电机（ACEG）的数学模型，对ACEG的稳态运行性能进行分析，利用MATLAB5．3的矩阵运算和符合运算功能导出了ACEG定，转子的有功，无功功率和电磁转矩表达式，绘制出功率和转矩随定，转子电压综合矢量间相角变化的曲线，并由此得出了可以通过转子侧有功和无功功率的较小变化经电磁放大来调节定子侧有功和无功功率，以及ACEG具有转差静稳定的特性，它与普通同步发电机相比有较高的过载能力。     

双作用双定子凸轮转子叶片电动机转矩脉动分析

基于等宽曲线双定子液压电动机的思想,将传统的凸轮转子叶片电动机改进为双定子结构.通过对双作用双定子凸轮转子叶片电动机的结构分析及工作原理介绍,在传统的凸轮转子叶片电动机的基础上,计算了这种新型液压电动机的理论排量,并由此推导出多作用凸轮转子叶片电动机理论排量的基本公式.分析了该液压电动机在转子转过不同角度时的瞬时转矩值,通过计算得出了内、外电动机在不同的组合方式下的转矩及转矩脉动系数.结果表明:内、外电动机不同的组合方式可以输出多种不同的转矩,且2个内电动机和1个外电动机组合工作时的转矩脉动最小,2个外电动机和1个内电动机组合工作时的转矩脉动最大.     

负序磁场自励恒压单相无刷同步发电机的设计研究

研究利用负序磁场实现自励恒压的单相无刷交流同步发电机的系列设计问题.着重介绍了该发电机转子旋转整流电路的接线方式和定、转子绕组结构,分析了发电机在空载和负载2种情况下的运行特性以及该系列发电机的设计特点,指出了采用该励磁方式的单相交流同步发电机在设计和制造过程应注意的问题.     

内置式U形永磁同步发电机转子结构优化

针对永磁同步发电机齿谐波含量大、电压畸变率高及存在齿槽转矩的问题,对内置式U形永磁同步发电机转子结构进行了优化.研究了齿槽转矩产生的原因,以6极72槽内置式U形永磁同步发电机为例,利用有限元方法分析磁极偏移程度及非均匀气隙程度对齿槽转矩及电压畸变率的影响.分析了圆形轴向转子通风道位置对永磁同步发电机性能的影响.结果表明:磁极偏移可以使齿槽转矩相位发生周期性变化,当磁极偏移0.5齿距时,所对应齿槽转矩最小,约为原来的25%;永磁同步发电机的齿谐波含量、电压畸变率及齿槽转矩随非均匀气隙程度的增加而降低;当转子通风道位置处于合适位置时,在去磁最严重的情况下,永磁体最小磁密面的磁密最大,说明适当的转子通风道位置可以降低永磁体的退磁风险;对于文中发电机,当转子通风道位置顺时针偏转2°机械角度时,永磁磁钢最小磁密面的磁密最大为0.331 7 T.     

12相低速永磁同步电动机电磁设计与分析

多相永磁同步电动机能够在低电压供电场合实现大功率、低噪声和高可靠性驱动.介绍了额定转速120,r/min的3.5,MW低速永磁同步电动机设计过程,转子为表贴式结构,合理地选择相数和槽极数配合,定子采用192槽40极4,Y相移15°分数槽双层短距分布绕组,整个定子可以看作由4个48槽10极4,Y相移15°单元电机构成.所设计的多相永磁同步电机径向力波模数高,引起的电机壳体振动幅度小.分析了单元电机的永磁电动势、电枢反应磁动势和电磁转矩特点.对电机进行了电磁优化设计,给出了电机主要结构参数.分析结果表明:该电机的电磁脉动转矩小,能够获得较好的力能指标.     

永磁同步电动机电磁场计算中定转子空间相对位置确定的研究

采用通用有限元软件对永磁同步电动机电磁场分析时,存在着电动机定、转子轴线相对位置未知的问题,而确定这个相对位置是任意负载下磁场计算的前提.本文通过研究电动机电磁量之间的关系找到特定内功率因数角下气隙合成电势和内功率角的特征.提出一种相当于逆问题分析的处理方法,在不同定子电流初相位下进行计算,搜寻对应于特定内功率因数角磁场分布,从而求得定转子空间的初始相对位置.     

异步机运行状态的研究

鼠笼式异步电动机是机械能和电能的转换装置.作为电动机运行时,异步电动机从电网吸取电能.定子的输入功率扣除本身的铜损和铁损后完全转变为转子所发生的机械功率(扣除机械损耗).作为发电机运行时,能量转换过程与电动机运行相反,电机把输入的机械能转变为电能向电网输送.电机制动运行时(若采用反接制动法),使旋转磁场反转,产生一个与转子转动方向相反的电磁转矩.这时转子中的电流方向仍和电动     

无轴承同步磁阻电动机解耦控制策略综述

针对无轴承同步磁阻电动机电磁转矩和径向悬浮力之间存在的强耦合问题,对各种解耦控制方法进行了分析研究.介绍了无轴承同步磁阻电动机的转子悬浮原理和数学模型,总结了国内外无轴承同步磁阻电动机的解耦控制策略,分析了前馈和反馈补偿控制、逆系统控制、神经网络逆控制、支持向量机逆控制、微分几何精确线性化控制、转矩和悬浮力直接控制等解耦控制策略的原理、性能和局限性,讨论了这些控制策略的发展方向.根据无轴承同步磁阻电动机的特点,指出无轴承同步磁阻电动机的未来研究方向:建立考虑磁饱和因素的精确数学模型、电动机参数在线辨识、采用智能控制增加系统的抗干扰能力、解耦控制器的参数优化设计、采用非线性控制理论直接控制非线性系统的策略等.     

径向励磁低速同步电动机的电路模型

用电势法建立了径向励磁低速同步电动机的电路模型,包括:电势方程、参数计算式和等效电路图.提出了同步后的这种电动机可等效于一台异步电动机的观点,在此基础上得到了电磁转矩及最大转矩的表达式,为分析和研究这种电动机奠定了基础.     

振动筛板萃取塔电力拖动的计算模型

导出了振动筛板萃取塔的板串负载转矩方程和等效转矩方程。该方程已用于公称直径４００～６００ ｍ ｍ 萃取塔的电力拖动设计。结果表明,交流电磁调速电机可在较宽范围内调节输入脉冲能量保证优化操作,确定电机容量应根据负载转矩而不是负载功率。当频率低于６ Ｈｚ时,频率对等效转矩影响不大。流体阻力消耗的能量远小于板串自重消耗的能量。研究结果为交流电磁调速电机容量的选择提供了一种工程方法。     

现代交流调速技术在船舶电力推进中的应用

探讨了船舶推进电机的发展趋势，目前用于电力推进的电机主要有直流电动机、同步电动机、鼠笼感应式电动机，根据各自的特点简要地介绍了它们的应用．船舶电力推进系统的核心是主推进电动机的调速控制系统，根据被控对象的不同，现代交流调速系统可分为异步电动机调速系统和同步电动机凋速系统．综述了现代交流调速技术的几种典型控制方式在船舶电力推进中的应用．针对电机转矩的控制，比较了目前广泛应用的矢量控制与直接转矩控制的原理及应用．     

永磁球形步进电动机及自适应控制方式

针对永磁球形步进电动机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下电动机转子动力学模型.结合对步进式结构球形电动机进行电流控制的思想,设计了基于输入-输出稳定性理论的控制方案.然后,对电动机负载影响转子各轴向转动惯量的情况设计了一种新的自适应控制方案,使得转子在负载状况下仍然可以作连续轨迹(CP)运动.最后,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,完成了控制方案的实现.     

稀土永磁同步电动机起动性能分析

从稀土永磁同步电动机的基本电磁关系出发，定性分析起动过程中定子和转子不同频率电流分量及其旋转磁场的相互作用，对起主要作用的异步起动转矩和发电制动转矩进行了深入研究，采用相量法和迭加原理求得表征起动性能的转矩－转差率曲线，并同实测结果进行了对比．     

飞轮储能用Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机的设计

为了有效简化系统结构,提高系统功率密度和效率,提出一种外转子Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机应用于飞轮储能系统的电动机/发电机.阐述了外转子无轴承永磁电机的工作原理;分析了Halbach阵列永磁转子的结构和性能;通过有限元方法对电机的气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力和电磁转矩进行计算和分析;最后采用场路耦合瞬态有限元法分析了无轴承永磁电机的转子涡流损耗.仿真结果表明,与传统的无轴承电机相比,Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机在气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力、电磁转矩以及转子涡流损耗方面表现出更好的性能,适合应用于飞轮储能系统.     

低频振荡与系统联网对策

分析低频振荡可以用频域法将电磁转矩分为同步转矩和阻尼转矩，进而可以研究励磁控饲系统对发电机电磁转矩和电力系统的影响。研究了低频振荡模型和改善系统阻尼的措施，针对电力系统全国联网提出网络建设中大电网灾难事故预防保障措施建议。