永磁无刷直流电动机低脉动转矩研究

针对永磁无刷直流电动机在运行过程中存在明显脉动转矩的问题,研究了一种新结构低脉动转矩永磁无刷直流电动机。首先对普通永磁无刷直流电动机在电流换相、极弧系数小于1和电枢反应等3种因素下的脉动转矩进行了物理解析;然后以脉动转矩的变化规律为切入点,提出一种通过电机本体产生2个幅值相同、频率相同、相位互差180°电角度的脉动转矩,实现脉动转矩峰谷互补的抑制策略,并通过理论分析找到了脉动转矩峰谷互补的实现方法;最后研制了低脉动永磁无刷直流电动机及控制器,通过实验验证了脉动转矩抑制的有效性,与普通永磁无刷直流电动机相比,实验结果表明可以减少约70%的脉动转矩。     

永磁无刷直流电动机位置传感器精度对脉动转矩抑制效果的影响研究

采用峰谷互补方法对永磁无刷直流电动机的脉动转矩进行抑制时,2台电机脉动转矩波形的对称性和正弦性与抑制效果密切相关,而位置传感器的精度直接影响电机脉动转矩的波形特性。基于此,首先通过实验测定了2种位置传感器在电机运行时其输出信号的相位差、占空比和响应速度,并进行了分析。然后搭建实验平台测定了电机在2种位置传感器工况下脉动转矩的对称性和正弦性。最后,对比了2种位置传感器运行时电机脉动转矩的抑制效果,结果表明在光栅位置传感器工况运行时电机脉动转矩的抑制效果约提升30%。     

电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究

对影响内置式永磁同步电机转矩特性的三个关键设计参数——永磁体宽度、定子绕组匝数及转子铁心外形进行了研究。以具体样机为例,分析了定子绕组匝数、永磁体充磁方向长度和转子外形对转矩特性的影响。分析结果表明：永磁体宽度接近于整数倍定子齿距可降低负载脉动转矩;采用偏心分段圆弧法优化转子外形有利于提高电机的转矩特性。通过实验验证了理论分析的正确性。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

伴随着电机制造技术、电力电子技术的快速发展,伺服控制系统在工业控制和家用电器等领域中得到了广泛的应用,交流伺服控制系统已经成为伺服控制系统发展的趋势。本文在对三相永磁同步电动机进行理论分析的基础上建立了电机本体的数学模型,进而建立了基于直接转矩控制的永磁同步电动机系统的仿真模型,进行了大量的实验测试。仿真及实验结果表明永磁同步电动机系统既保持了直接转矩控制的快速动态响应特性,同时又有效地减小了转矩脉动。     

基于谐波注入的永磁电机转矩脉动抑制策略研究

为解决多相永磁电机的转矩脉动问题,该文基于解析法、仿真以及实验的方法,提出一种抑制该类电机转矩脉动的方法.该文首先推导适用于任意相电机反电动势谐波和齿槽转矩引起的脉动转矩的通用解析表达式.然后,基于此模型,从控制的角度出发,提出通过采用电流谐波注入以补偿齿槽转矩和反电动势谐波的控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般...     

基于峰谷互补方法的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究

开关磁阻电机的非线性电磁特性以及脉冲工作方式会产生明显的转矩脉动,针对这一问题,在分析开关磁阻电机转矩脉动产生原因和实际测量转矩脉动波形的基础上,提出了一种基于峰谷互补原理抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法。该方法使用2套定转子参数相同的电机系统,使之产生相位互差180°电角度,幅值近似相同的转矩脉动波形,利用峰谷互补原理相互叠加以抵消开关磁阻电机的转矩脉动,最后通过实验验证基于上述方法测得的脉动转矩与单台开关磁阻电机脉动转矩相比降低了50%~60%之间。     

永磁同步电机最大转矩电流比控制的FPGA设计与实现

本文提出了一种永磁同步电机最大转矩电流比控制FPGA的设计,以提高电磁转矩的响应速度、稳态特性以及减小磁链脉动,具有良好的动态特性。在数据的处理方面采用自定义的方式对小数运算进行处理,极大的提高系统的精度,同时也兼顾了系统性能的优化和资源的分配。验证了控制策略具有良好的动态响应、稳态特性、转矩脉动小,在全速范围内对永磁同步电机参数的变化具有较强的鲁棒性,是一种高性能的交流调速方式。     

基于ANSOFT的永磁球形电动机三维有限元分析

为了研究永磁球形电动机的运行性能,对电机的空载特性和带载启动特性进行了分析。建立了永磁球形电动机三维有限元模型,对定子线圈进行分相。仿真分析得出永磁球形电动机空载下自转磁阻转矩及自转反电势随时间变化的波形图并讨论了永磁球形电动机不同电机参数对自转反电势特性的影响;仿真还得到了带载情况下启动自转转速随时间的变化曲线。仿真结果为进一步优化永磁球形电动机结构以及改善永磁球形电动机性能奠定了一定的理论基础。     

谐波注入在电动汽车动力总成电磁振动抑制中的应用EI北大核心CSCD

动力驱动总成的电磁振动水平严重影响着电动汽车的NVH性能。由于驱动电机结构的非理想和逆变器的非线性特性,电机的输出转矩存在较大的脉动。在一定的转速下,转矩谐波的频率会和动力总成的扭转模态频率一致,导致动力总成的共振。为了研究转矩脉动引起的电磁振动问题,建立了电机电磁模型和控制电路的联合仿真来对电磁激励进行分析,同时通过振动测试试验,认为动力总成在500~1500 r/min转速范围内的48阶振动是由转矩脉动引起的。为了抑制驱动电机输出的转矩脉动,采用谐波电流注入的方法来抵消电机运行时的谐波转矩,将RBF神经网络和遗传算法结合,对电流谐波进行优化。最后通过振动试验验证分析的准确性,结果表明,采用谐波注入的控制方法能够有效抑制动力总成的电磁振动。     

永磁发电机在离网型风电系统中运行特性的测试分析

通过实验分析法,针对某400W风力发电的永磁同步发电机运行特性进行了测试和分析。为了能准确、有效地对发电机的特性参数进行综合测试,搭建了发电机特性综合测试系统平台,系统采取VVVF交交变频器自动控制的三相异步电动机直接驱动发电机的运转方式,并配备专业化的EDA9033G数据采集器和JW-1型扭矩仪,实现了对发电机电压、电流、频率、功率、转速、转矩等参数的实时监测、显示、存储等功能。依据实验所得数据,拟合了发电机空载特性、输出特性、效率特性、外特性及转矩特性曲线。通过分析各曲线,对该永磁同步发电机的性能做出了评价,并以提高离网型风电机组的风能捕获效率为依据,提出了永磁发电机应具有的最佳性能。     

On-line instantaneous torque control of a switched reluctance motor based on co-energy control

An on-line instantaneous torque control technique for a switched reluctance motor operating in the saturation region is presented. The proposed methodology is realised via the control of the instantaneous output torque of each excited phase by regulating its associated co-energy to follow a co-energy profile. As the parameters of the feedback controller are independent of the motor parameters in the analysis of the co-energy control system with the proposed methodology, the design of the proposed controller is simple when compared to that for traditional current controllers. Smooth shaft torque is obtained by torque sharing among the active phases during commutation. Simulation and experimental results confirm that the highfrequency torque ripple is reduced using the proposed algorithm.     

振动驱动的电磁－永磁复合驱动建模

对一种新的电磁-永磁复合激励永磁体偏转驱动的机理进行振动应用理论分析和实验验证研究。对于这种电磁－永磁复合激励方式,提出一种基于面磁荷计算电磁扭矩的数值方法,建立电磁扭矩随电流和永磁体偏摆角度变化的数学模型,并将理论建模进行对比试验研究,验证所提出理论分析方法的正确性和基于永磁体偏摆驱动在振动驱动领域应用的可行性。     

Vector control application of a novel PM motor

This study introduces a new type of dual-stator permanent magnetic propulsion motor: the dissimilar frequency supplied permanent magnet synchronous motor (DFPMSM). The main advantage of the motor is its improved torque density and fault tolerance, which is well suited for electric propulsion at low speed. The vector control of the DFPMSM is presented. A torque current decoupling method is proposed to maintain the torque output while changing the torque distribution. A power loss model is derived for the power distribution strategy to achieve optimum efficiency of this motor. Simulation and experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed machine and control strategy.     

单相串励电动机扭转振动检测与特性分析

阐述了单相串励电动机的工作原理,建立了对应的数学模型,推导了电磁转矩表达式。对单相串激电动机在多种工况运行下的扭转振动进行了检测,得到了电动机的负载-扭转振动特性,以及电压-扭转振动特性。对相关特性的产生机理进行了分析,根据单相串励电动机的转矩表达式和转矩平衡方程得到了相应的结论,为单相串励电动机扭转振动的抑制提供了技术支撑。     

一种新的无刷直流电机机械特性检测方法

在介绍无刷直流电机机械特性检测原理的基础上,通过分析无刷直流电机的换相过程,得到无刷直流电机换相频率与转速、转矩之间的关系.同时,通过对无刷直流电机空载启动过程进行仿真,利用小波分析方法对仿真得到的相电流进行去噪,提取电机在启动过程中的瞬时换相频率,经过计算得到无刷电机的转速曲线和机械特性曲线.将仿真得到的机械特性曲线与理论公式直接得到的机械特性曲线进行对比,验证了该方法的可行性.     

基于负载观测的PMSM滑模抗扰动自适应控制

实际转速值是转角微分得到的,基于转速的观测器设计会引入微分突变．本文在滑模变指数趋近率控制的基础上,针对实际应用的永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）提出了一种新的负载转矩降阶观测器设计方法,以可直接测量的转角为已知观测对象,避免引入微分突变,将观测到的负载转矩成比例地前馈补偿,以削弱负载扰动对控制性能的影响,实现滑模抗扰动自适应控制．一方面,通过理论推导,得出所提出策略的理论计算方法;另一方面,以一应用案例,建立了与实际逼近的离散仿真系统．仿真验证了观测器的无超调和快速响应特性,并通过与普通滑模控制对比分析,验证了采用该方法设计的PMSM调速系统具有动态响应快和抗外界干扰能力强的高鲁棒特性．