转子双正弦结构的无刷双馈电机设计与研究

双正弦无刷双馈电机是将正弦结构引入到无刷双馈电机转子绕组的基础上设计出来的。文章利用Ansoft/Maxwell 2D建立双正弦无刷双馈电机的有限元模型,通过电机外电路添加激励,对电机模型进行有限元仿真;依据仿真结果,并结合电机的磁力线分布、电机转速与频率的对应关系以及气隙磁密等验证了电机设计的可行性与合理性;在此基础上,通过与传统的特殊笼型转子和等匝绕组式转子结构的无刷双馈电机对比分析,表明双正弦无刷双馈电机在增强磁场调制效果和降低气隙谐波方面有较大的优越性,进而为深入研究双正弦无刷双馈电机奠定了基础。     

无刷双馈电机的原理与结构特征

在交流调速电机中，无刷双馈电机是最具发展前景的一种。章介绍了该种电机的工作原理研究现状、及结构特征，对研究该类电机提供了一定理论基础。     

无刷双馈电机的数学模型及稳定运行分析

在交流调速电机中，无刷双馈电机是最具发展前景的一种，介绍了该种电机的工作原理、数学模型、等效电路，为该类电机的分析、电磁设计、系统控制提供了一定的理论基础。     

基于绕线型转子无刷双馈电机的建模与仿真

以一台绕线型转子无刷双馈电机的极对比为p/q=5/3,定转子槽数比为Z1/Z2-54/36为例.给出了绕线型转子无刷双馈电机的转子绕组方案,并对该种转子绕组方案进行了谐波分析.建立了基于绕线型转子的无刷双馈电机ABC数学模型以及转子速d-q数学模型,导出了电磁转矩表达式.利用转子速d-q数学模型建立了绕线型转子无刷双馈电机的暂态仿真模型进行了各种运行方式的仿真,得出其仿真结果.仿真结果验证了绕线型转子无刷双馈电机模型的正确性,可行性与适用性.     

无刷双馈电机专家自适应PID控制系统仿真

研究了专家自适应PID控制器在无刷双馈电机调速系统中的应用，并利用MATLAB／Simulink工具建立了控制系统的仿真模型，在起动和稳态情况下进行仿真实验．结果表明，与开环状态相比，该控制器大大提高了无刷双馈电机调速系统的静态和动态性能，使得电机在转速或者负载发生改变时的超调量减小，且转速更快重新趋于稳定，是一种控制思想简单、硬件实现方便的闭环控制调节方案．     

无刷双馈电机的自抗扰控制策略研究

基于同步旋转坐标系的无刷双馈电机(Brushlessdoubly-fedmachine,简称BDFM)的矢量解耦控制策略,可以实现控制绕组定子电流的转矩分量和磁链分量的解耦.但是,由于在实时控制中存在着外部干扰、参数变化和非线性等不确定问题,使得解耦后的定子电流转矩分量和磁链分量之间仍存在一定程度的耦合.运用自抗扰控制器原理,可同时实现BDFM的解耦控制和完全线性化,进而改善BDFM控制系统的动、静态性能及其鲁棒性.     

绕线型无刷双馈电机的有限元分析

介绍了无刷双馈电机的工作原理和结构特点,重点阐述了绕线转子绕组的绕组设计,并利用Ansoft的二维瞬态磁场建立了这种绕线转子结构的有限元模型,在模型建好后,对其利用外电路加不同的激励,然后对模型进行了有限元仿真,得到了这种绕线型BDFM的磁力线分布、气隙磁密波形,并对得到的气隙磁密进行了频谱分析,得到了一些与常规电机不一样的结论.经过有限元分析,说明这种绕线型转子结构的无刷双馈电机在设计上可行,也完全符合交流电机的设计理论,为进一步深入研究BDFM转子的优化设计提供了一定的参考,对无刷双馈电机的整体设计也有一定的指导意义.     

无刷双馈电机运行特性的仿真研究

无刷双馈电机通过改变控制绕组上的供电方式,可以实现自起动,异步,同步,双馈等多种运行方式.本文以无刷双馈电机d-q轴数学模型为基础,应用simulink搭建开环仿真平台.在验证模型正确的基础上仿真研究了电网谐波对电机的影响、电动运行下能达到的最高转速.为今后进一步研究无刷双馈电机控制策略、实用化等方面提供了理论依据和仿真依据.     

无刷双馈电机矢量解耦控制方法的研究

对无刷双馈电机的d-g轴数学模型进行简化推导,结合电机控制理论设计了无刷双馈电机的一种新型控制系统-矢量解耦控制系统.仿真和试验都获得了较好的控制性能.通过改变电机参数反复对系统进行验证,控制性能依然良好,说明本系统具有较好的鲁棒性.图3,参5.     

无刷双馈电机稳态数学模型和运行特性分析

为了深入研究笼型转子无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)的稳态特性,从耦合电路出发,给出了BDFM的基本方程式,进而分析并得到了BDFM电流、有功功率、无功功率、电磁转矩和功率因数的数学模型.在此基础上,通过Matlab对1台样机进行了仿真,获得了BDFM的矩角特性、矩频特性、功角特性、无功特性、功率因数特性和V形曲线,并利用数学模型分析了BDFM的能量转换.结果表明:BDFM的各种稳态特性均可表示为控制绕组电压、频率和功角这3个变量的函数,所提出的模型简化了BDFM稳态特性的分析方法,为进一步研究BDFM的稳定性和控制策略奠定了理论基础.     

基于TMS320F2812的无刷双馈电机控制器的设计与实现

级联无刷双馈电机以其无电刷所带来的系统稳定性的提高和可实现变速恒频发电等优点,而逐渐成为大功率风力发电的发展趋势.本文从实际应用的角度出发,控制芯片选用TMS320F2812,结合专用的电机驱动电路,设计一套专门控制级联无刷双馈电机的电机控制器.本文重点介绍该控制器的软、硬件设计与实现.     

无刷双馈调速电机的建模与恒功率角控制策略

为了研究新型磁阻转子无刷双馈调速电机系统的运行特性,分析了定子主、副绕组的耦合参数,在实际坐标下,推导了该种电机的数学模型。在不需要复杂坐标变换的前提下,提出了其恒功率角控制策略,该控制镱略不仅可以得到良好的动态性能,而且能够实现宽广范围的平滑调速。基于simulink技术,构建了该种电机的通用仿真模块。仿真与实验结果的一致性,证明了所推导数学模型、通用仿真模块和控制策略的正确性和可信性。     

有限状态机的无刷直流电机系统仿真分析

根据混杂系统建模思想,提出了一种采用有限状态机理论对无刷直流电机系统仿真分析的新方法.这种方法根据无刷直流电机主要控制电力开关管的导通和关断顺序以及开关管导通和关断时间的特点,将它的控制回路划分为不同的工作状态,并将这些工作状态组合成一个具体的有限状态机来实现.采用广泛使用的Simulink/Stateflow为仿真工具来实现对无刷直流电机的控制回路仿真.通过对三相无刷直流电机控制系统的仿真分析,论证了这种方法的正确性和有效性.     

直接检测无刷直流电机转子位置信号的方法

为了实现无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过比较逆变器直流环中点电压和电机断开相绕组端电压的关系,直接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,当电机运行在低速时该检测方法可以良好地工作,因此应用此检测方法构成的无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的速度范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。     

级联式无刷双馈风力发电机的运行控制

为延长双馈电机的使用寿命,提高其可靠性,在分析级联式无刷双馈电机原理的基础上,通过转子和功率绕组、控制绕组之间的坐标变换,根据d-q双轴数学模型,推导出无刷双馈电机矢量解耦数学模型.仿真结果表明:同步角矢量解耦控制系统能够实现对电机转矩和磁通的完全解耦控制,空载并网控制调节过程快、精度高,并网过渡平稳,具有良好的控制性能,验证了无刷双馈电机矢量解耦控制的可行性和优越性.     

用EKF估计无刷直流电动机转子位置和转速

无位置传感器控制方案是目前无刷直流电动机(BLDCM)控制的研究热点之一。该文给出了一种利用扩展Kalman滤波器(EKF)估计无刷直流电动机转子位置和转速的方法。该方法仅需三相定子反电势反馈即可实现EKF控制,所需计算量小,易于实现低成本系统。推导了基于EKF的转子位置和转速估计数学模型,并分析了转子位置初始误差和噪声统计特性变化对EKF估计效果的影响。仿真和基于数字信号处理器(DSP)的BLDCM调速系统上的实验研究证明,该方法能在初始位置误差不超过π/3电角度时保证电动机正常起动,并准确地估计转子位置和转速。     

基于直接反电动势法的无刷直流电机准确换相新方法

分析了上桥臂PWM调制、下桥臂恒通调制方式时的端电压波形,讨论相应的反电动势过零点检测方法.在PWM调制信号开通状态结束时刻对端电压进行采样,由软件算法确定反电动势过零点.针对电机运行时存在超前换相或滞后换相的情况,通过设置合理的延迟时间来实现最佳换相.针对实际电机存在反电动势过零点分布不均匀的情况,根据过零点间隔时间存在着周期性规律,提出一种新的延迟时间设置方法,使换相点位于相邻过零点的中间位置,实现了电机的准确换相.实验验证了所提出方法的可行性和有效性.