浅析电励磁双凸极电机系统技术

电励磁双凸极电机具有结构简单、高可靠性、较高的能量密度和高速运行能力等优点。这种新型的无刷直流电机应用于起动/发电系统具有良好的前景。本文着重分析了电励磁双凸极电机的结构,工作原理及数学模型,以期为更好使用电励磁双凸极打下理论和实践基础。     

汽车用U形转子定子励磁发电机电磁特性分析

针对传统电励磁双凸极发电机磁路长、本体质量大以及电机可靠性低的问题,提出了一种U形转子定子励磁发电机(UR-SEG)。该电机转子为分块U形结构以缩短电机磁路、减轻本体质量并改善了电机电动势波形。通过有限元仿真分析UR-SEG的电磁特性,其空载、负载电动势总谐波失真较传统电励磁双凸极发电机分别下降6.86%和7.28%,电机转子质量下降14.23%,改善了电机的发电质量。     

双余度线控转向机系统的电流均衡余度控制

线控转向系统的安全可靠性不足是制约其应用的瓶颈,其中转向机系统的安全可靠性是重要方面。已有研究提出了具有高安全可靠性的双余度线控转向机系统的结构。该文针对此系统提出了电流均衡余度控制方法,以使其在双电机控制转向时转矩能够均衡输出;在出现降阶故障后切断相应通道电机电源,实现系统降阶,并在控制上重整,使系统在降阶状态下能够正常实现转向控制功能。实车试验结果表明,上述方法能够在转向控制中实现双电机均衡输出,在出现故障后能够降阶重整,使车辆保持转向功能。     

基于分段线性电感混合励磁双凸极电机的建模仿真

混合励磁双凸极电机是近些年发展起来的一种新型调速电机.在对电机本体研究的基础上,采用分段线性化方法解决绕组电感的非线性问题;并根据电压、转矩、机械运动、位置信号等数学模型,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真.仿真结果中励磁电流、转速、转矩符合理论分析,为今后的深入研究奠定了基础.     

基于DSP的无人直升机舵机控制器设计

采用双余度构型对舵机控制器进行设计,分为两个通道,分别是主控通道和备用通道。两个通道无论是硬件构成还是功能逻辑都非常相似,主备通道的基本控制功能和监控功能是完全相同的,舵机控制器工作时,主备通道同时工作,但仅有主控通道进行控制输出,备用通道不输出,相当于热机备份。主通道发生故障时,将通道1的驱动线路断开,将备用通道的驱动线路接通,并将故障上报至飞控计算机,备用通道发生故障时,只将故障上报至飞控计算机。     

双余度稀土永磁无刷伺服系统的控制策略

在给出双余度稀土永磁无刷电机控制系统的基础上,建立双余度稀土永磁无刷电机的数学模型,采用基于模糊控制的双余度稀土永磁无刷伺服系统快速响应控制方式和控制策略,搭建了双余度稀土永磁无刷电机实验系统,并完成实验验证.实验结果表明:针对2×1.8kW双余度稀土永磁无刷伺服系统,提出的控制方式和控制策略满足系统在额定运行、阶跃响应和频率响应等不同工况下运行的复杂控制要求,使系统能够达到1 312.5的调速比、15 000rad/s2的响应角加速度及20Hz的频带宽.     

双凸极永磁电机结构尺寸对性能的影响

提出了一种新型12/8极的双凸极永磁电机,该电机定转子铁芯均由硅钢片叠压而成.通过2D有限元计算和仿真分析了电机的结构、基本工作原理和非线性建模,并讨论了电机结构尺寸变化对其性能的影响,如定子磁轭厚度、转子极弧宽度和转子斜槽角度.最后对电机的控制策略进行了优化.     

双馈风力发电机电流谐波分析

由于变速恒频发电系统中交-交变频器输出电压中含有大量谐波,导致发电机输出电能质量无法满足实际需求.针对这一问题,在分析双馈发电机数学模型的基础上,对双馈发电机转子侧输入非标准正弦电压情况,以及定子侧电压出现三相不平衡情况时,电机定子及转子侧的电流进行傅里叶分解,分解为基波电流和一系列谐波电流,得到各次谐波幅值及其频率,从而进行谐波分析和仿真研究,验证分析方法的正确性.     

双凸极式变绕组双模起动发电机及其电磁特性

为了拓宽开关磁阻起动发电系统调压范围,简化控制系统,提出一种双凸极式变绕组双模起动发电机;即通过绕组的变换,实现起动状态与发电状态变原理运行,在保证电机具有开关磁阻电机优良起动性能的同时,简化了发电状态的调压控制系统。基于该电机的特殊结构和控制特点,搭建带整流管的不对称功率变换模块和绕组切换模块;运用等效磁路法研究定子极弧系数对励磁绕组自感的影响规律,确定了最优定子极弧系数;应用场路联合仿真对电机起动过程和发电过程进行数值分析。通过实验验证所提出电机及控制方法的可行性和合理性。     

高力密度直线开关磁阻电机的最佳极宽比

双凸极作为直线开关磁阻电机(LSRM)的特征结构对于电机的出力性能有着较大的影响。由于极宽是双凸极结构的关键尺寸,因此该文从理论定性分析、有限元定量分析和实验测量3个方面探究了提升LSRM力密度的最佳定动子极宽比。利用磁链线性模型定性地分析了定动子极宽如何影响电机平均输出力,从机理上揭示了定子和动子极宽分别存在使得平均输出力最大的极值点。利用参数化建模方法建立了有限元分析模型,定量地验证了理论分析的推断并给出了最大平均输出力所对应的最佳定动子极宽比范围。通过实验测量了不同定动子极宽的力曲线,实验测量结果和有限元计算结果相一致,从而验证了有限元分析的准确性。有限元分析和实验结果表明:对于提升LSRM力密度的最佳定子极宽比范围为0.4~0.45,最佳动子极宽比范围为0.45~0.5,且最佳定动子极宽比范围基本不受气隙、槽深的影响。     

数字调压器的模糊滤波控制算法

研究了DSP数字调压器中的模糊滤波控制算法,引入可调因子快速建立模糊推理表,在电励磁双凸极发电机的Matlab建模上实现了输出电压的稳态调节.     

城市轨道车辆超级电容器储能系统的控制

超级电容器作为新兴的储能器件可应用于城市轨道交通储能系统中,而这种储能系统多采用双向DC/DC变换器的主电路.通过对主电路的工作分析,提出了储能系统的电压电流双闭环控制方法,并通过仿真和实验验证了超级电容器储能系统在电压电流双闭环控制下,可以实现超级电容器储能系统的充放电,证明了双闭环控制系统的可行性.     

基于EKF的双Y移30°六相PMSM无速度传感器控制系统研究

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的双Y移30°六相永磁同步电动机(PMSM)无速度传感器控制方法.本系统建立了六相双Y移30°绕组永磁同步电动机的数学模型和状态空间方程.通过选取dq旋转坐标系下的定子电流、电机转速和转子位置作为状态变量,选取定子电压和电流作为输入、输出向量,构建了EKF观测器.在dq旋转坐标下采用扩展卡尔曼滤波器获得转速和转子位置,并利用TMS320F2812型DSP芯片实现全数字控制.该方法不需要对多相永磁电机的结构作任何改变,同时适用于凸极和隐极永磁同步电机,在很宽的速度变化范围内都有较高的位置估计精度.实验表明该方法使系统具有更加良好的控制性能.     

轴向磁通电励磁发电机绕组排布方式电磁特性分析

针对传统发电机转子质量大、转动惯量大的问题,提出了一种应用于汽车废气涡轮增压器低转动惯量的轴向磁通电励磁双定子双凸极发电机。该发电机转子夹在两对称定子中间,结构简单,稳定性高,适合高温高速的运行环境。根据该发电机的电感特性,推导了不同相数与不同励磁跨距下定转子的极数约束公式,运用有限元软件对两种绕组排布方式进行空载与负载仿真,经分析得出结论：励磁跨距2的绕组排布方式负载与空载的电动势谐波相较于励磁跨距1分别下降了5.07%和5.17%,输出电压脉动率降低了16.43%,较大地改善了轴向磁通电励磁双凸极发电机的发电质量。     

呈容性电磁式电压互感器技术研究

该文介绍了电容式电压互感器和电磁式电压互感器的技术特点及限制或消除铁磁谐振的措施,提出了一种呈容性的电磁式电压互感器的设计思路和制作方法。该方法针对配电网电压互感器普遍采用的环氧树脂浇注工艺制定了预防措施,成功生产出了10kV电磁式电压互感器样机并委托第三方试验机构进行了试验验证,证明了研制的电压互感器在2.0倍额定电压下对外呈容性,有效避免谐振的发生。     

新型双馈变速凸极同步电机

提出一种新型双馈变速凸极同步电机，阐述了它的基本原理和结构，电机的转子采用分裂磁极和正交绕组, 结构简单、可靠。转子绕组由低频交流变频电源供电，使电机具有变速恒频的特性。通过原型样机的试验，验证了该项发明的正确性和实用性，它将在大型水电、风电中得到广泛应用。     

容错型开关磁阻起动/发电系统的非线性建模及仿真

建立了一种容错型开关磁阻起动/发电系统的非线性模型。基于开关磁阻电机的数学模型，包括电路方程和机械方程，利用模块化思想搭建了开放型模型，分析了模型的可行性：①电动状态下额定电压380 V时，输出转矩能达到恒转矩起动要求；②发电状态下在2 000 r/min的原动机的带动下，实现空载快速建压，能够快速稳定在270 V附近并实现调压。针对功率器件开路故障率高的特点，利用硬件冗余思想设计了一种容错性的功率变换器。为了验证系统的容错性能，人为设置故障进行了仿真对比分析，结果表明：①电动状态容错系统不仅消除了转矩死区，而且提高了平均转矩、减小了转矩脉动；②发电状态下输出电压在0.2 s内使得输出电压恢复到270 V左右，相电流也下降至正常运行范围，容错性能良好。     

光储一体机并网点电压控制策略研究

针对分布式光伏大规模接入配电网后,其发电间歇性、随机性等特点给配电网电能质量、负荷用电带来的安全问题,提出了一种光储一体机并网点电压控制策略,该策略主要通过控制光伏组件按需要向储能蓄电池进行充电,并通过DC/AC变换器输出满足标准要求的交流电能与电网进行能量交换.旨在有效平滑光伏发电波动和降低光伏发电对配电网冲击的同时,提高负荷用电可靠性.     

一种新型结构的内外双转子感应电机

为了提高感应电机的运行性能,研究了一种具有内外双转子的新型结构的感应电机。电机采用励磁电抗较大的特殊铁芯和定子绕组形式。通过分析电机内部的电磁关系,计算了其特殊的磁场分布,推导出电机的数学模型,并对其进行了动态仿真。结果表明,电机具有良好的动态特性,特别是当电机极数较少（例如2极）时,绕组电阻和端部漏抗值都很小,而力能指标却较高。因此,推导出的电磁关系和数学模型适用于新型内外双转子感应节能电机的设计分析。     

基于微功耗同步DC／DC转换器的WSN节点电源模块设计

介绍了一种无线传感器网络节点的电源管理模块．该模块可以针对锂电池的宽电压输入进行DC／DC转换,采用同步降压一升压转换结构,实现额定电压输出．分析节点不同模块的工作特性,采用不同的微功耗同步降压-升压DC／DC转换器进行设计,并给出了具体的元器件选型方案．经实验测试和实际应用,该模块的转换效率可达85％以上,有效地提高电池的使用效率和节点能量利用率．特别是该模块符合便携式设备的需要,利于该模块与其他产品的结合,具有良好的通用性和扩展性．