基于温度实验的永磁同步电机损耗分离方法

为了研究内置式永磁同步电机在不同工况及不同温度情况下永磁电机各部分的损耗,首先,基于运行参数及温度对永磁电机各损耗进行仿真,并建立基于运行参数及温度的损耗模型。在永磁电机定转子各部分预埋测温元件,采用变工况温度实验进行永磁电机温度及损耗实验。然后,结合电机导热特性及测温元件布置建立永磁电机等效热网络模型,通过永磁电机在不同工况下的温度及总损耗实验结果,采用扩展卡尔曼滤波算法对永磁电机进行各损耗的分离。最后,将分离出来的损耗与实测总损耗和计算损耗模型结果分析进行对比,验证损耗分离方法及基于工况和温度损耗模型的正确性。     

基于热路法的自然冷却永磁同步电机定子温度计算

为获取电机运行时的温升情况,本文使用热路法对一台自然冷却永磁同步电机定子的温度进行计算。在Maxwell中进行二维电磁场仿真,得到电机定子的损耗。将电机定子分为多个部件,使用简化圆筒T型热路模型并结合立方体热路模型搭建各部件的单元模型,在计算各部件的相关热阻后,得到电机定子的热路模型。根据热平衡原理建立温度场线性方程组,求解电机定子的温度。在Fluent中建立电机定子的三维简化模型,给予材料属性、边界条件及其他相关设置后,进行电机稳态温度场仿真。最后对电机进行温升实验,使电机在额定工况下运行至热平衡状态后,进行实验测量。将热路法计算的结果与实验和仿真结果进行对比分析,验证了热路法的正确性。     

永磁同步电机瞬态启动的有限元分析

该文利用Maxwell对永磁同步电机的瞬态启动进行了设计和分析建立了电机的二维有限元模型并对电机进行了瞬态磁场和动态性能分析,分析证明此设计参数是可以采用的。     

基于绕组温度约束的永磁同步电机裂比优化方法

裂比是一个影响永磁同步电机转矩和效率的重要参数。该文提出一种基于绕组温度约束的永磁同步电机裂比优化方法。裂比优化中典型的热约束条件是电机所允许的最大铜耗或电流密度,然而,定子的齿、轭和绕组尺寸会随着裂比的改变而改变,导致电机的导热能力发生变化,因此典型的热约束条件难以限制绕组温度在同一水平。为此,该文通过搭建热阻网络,将绕组温升限制直接作为裂比优化的热约束条件。为提高热网络计算精度,提出基于热源位置的热阻分类方法。通过有限元分析和5 kW样机温升实验,验证了提出的裂比优化模型的有效性。     

基于Lyapunov函数的永磁同步电机速度控制器设计

传统的PI速度控制器具有速度超调、动态时间长、跟踪精度低、抗负载转矩扰动能力和恢复能力差等缺点。提出了利用永磁同步电机(PMSM)的运动方程和转矩方程推导出控制系统q轴电流给定量,基于Lyapunov稳定性条件设计出的一种PMSM速度控制器。相比于传统的PI速度控制器,该控制器没有速度超调量、动态时间短、跟踪精度高,抗负载扰动能力和恢复能力有一定的提高。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了提出的PMSM速度控制器的有效性,获得了很好的速度控制性能。     

基于时步有限元的永磁同步电机稳态参数改进计算方法

永磁电机的稳态电抗是其重要参数之一。针对永磁电机相对于异步电机结构复杂、饱和严重不均匀,局部饱和严重,难以使用磁路分析的方法准确地求得电抗参数的问题,本文以22kW样机为例,研究了负载运行时交叉饱和效应以及该效应对永磁感应电动势的影响,揭示了使用常规矢量图法测试电抗参数的不足。采用时步有限元方法计算了在负载饱和条件下由永磁体激励感应的有直、交轴分量的永磁电动势,得到改进的矢量图,提出了电抗参数的改进算法。结合使用常规矢量图法的实测数据,对比常规矢量图法和改进矢量图法的计算结果,说明改进矢量图法可以克服常规矢量图不足,提高计算的准确性。     

基于mixup-LSTM的永磁同步电机故障诊断方法

本文针对永磁同步电机匝间短路和失磁故障进行研究,提出了一种基于mixup数据增强和机器学习分类器的故障诊断方法。该方法提取通过小波包分解提取定子电流信号中的故障特征建立故障诊断样本,结合mixup实现样本扩张,避免小样本带来的过拟合问题。最后将扩张样本输入长短时记忆网络(long short-term memory, LSTM)进行分类。结果表明,该方法能够高效地实现永磁同步电机故障诊断,且具有较高的准确度和较强的抗噪性能。     

同步电机瞬态和超瞬态电抗的有限元计算

首先结合超导体电路的特性,从物理上解释了同步电机瞬态和超瞬态电抗的意义。然后提出了一种采用二维有限元瞬态场计算同步电机瞬态和超瞬态电抗的方法。该方法通用性强,可适用于叠片磁极、实心磁极和永磁等同步电机。最后利用上述方法计算了一台同步电机的瞬态和超瞬态电抗,并与传统磁路法的计算结果进行对比,证明了该方法的有效性。     

基于TOPSIS优化永磁同步电机预测控制成本函数

针对多目标约束条件下,为永磁同步电机预测控制算法成本函数选择适当的权重因子,提出了一种逼近理想解排序法(TOPSIS)优化成本函数的优选顺序方法改进权重因子的选择。首先,采用TOPSIS选择一个最接近理想控制动作的正解和最远离理想控制动作的负解,对成本函数中的控制变量进行优先级排序,以确保在每个采样持续时间内选择最佳控制措施。其次,根据上一时刻的最优控制状态,将预测的下一个切换时刻状态用于成本函数优化,从而减少了预测控制算法的计算持续时间。仿真和实验结果表明：与传统预测控制方法相比,基于TOPSIS的预测控制在具有较小开关频率的稳定操作下降低了电磁转矩和磁链的纹波,并且能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。     

一种计算永磁同步电机附加损耗的方法

针对永磁同步电动机和三相异步电动机空载损耗不同的特点,提出一种由试验结果计算附加损耗的方法,与样机的实测数据相比达到足够的精度,从而证实该方法的有效性。     

永磁同步电机转子涡流损耗计算的实验验证方法

表贴式永磁同步电机转子涡流损耗的计算受到很多学者的关注.但由于转子涡流损耗测量困难,目前还没有一种准确的实验验证方法.本文提出一种能分离出电机基本损耗、高频铜损和高频铁损的实验验证方法,对该验证方法的原理和实施方法进行了分析,并以一高速永磁同步电机的转子损耗测试为例,对永磁同步电机的高频损耗进行了测试和分析.实验结果表明,该验证方法能准确反映转子涡流损耗规律.     

电动汽车永磁同步电机转子温度估计

针对永磁同步电机中转子温度过高导致永磁体永久失磁等问题,对永磁同步电机转子温度进行在线估计显得尤其重要.考虑到电机内部实际传热特性和实时温度估计的要求,基于集中参数模型的方法提出了五节点简化等效热模型,推导出电机温度估计状态方程;考虑到离散后的状态方程中节点温度的导数与节点温度和发热损耗的线性函数关系,提出了使用多元线...     

高速永磁同步电机转子瞬态温度场解析解

在转子的热设计中,很自然地有如下要求:在已知转子内热源的条件下,确定转子需要多大的对流换热系数以及相应气隙流体温度,使得转子局部最高温度不超过设计值。内热源已知的条件下,实验测量转子温度和气隙流体温度便可得到相应的对流换热系数。为解决高速永磁电机转子热设计问题,本文给出了转子温度场的解析解。首先将时变的且含内热源的传热方程无量纲化,然后利用傅里叶积分变换法求解,其中轴向分布不均的对流换热系数和气隙流体温度用等效的对流换热系数和等效气隙流体温度代替。通过与有限元计算结果对比,验证了该解析解的正确性。获得了一类高速永磁电机转子在各种散热因素作用下的稳态最高温度分布图,为转子的热设计提供了理论支持。     

永磁同步电机电感参数的计算

本文分析了永磁同步电动机的电感特性,基于永磁同步电机的数学模型,由数学推导出永磁同步电机在d、q坐标系下电感参数的理论公式。为了考虑饱和效应对电感参数的影响,本文首先计算出不同电流和转子位置下的绕组自感,然后通过绕组自感计算出交直轴电感参数。采用有限元法对一台6极9槽电机的电感进行了计算,并进行了试验研究,电感的实测结果与仿真结果较为一致,验证了方法的准确性。     

基于新型饱和函数滑模观测器的永磁同步电机控制系统

针对传统反电动势滑模观测器(SMO)抖振造成的永磁同步电机转子位置检测、转速估算不准确的问题,在传统反电动势SMO的基础上提出一种新型饱和函数SMO。构造反电动势状态观测方程,利用Lyapunov稳定性理论论证其收敛性;同时考虑观测器增益系数以及低通截止频率的给定,根据实时转速反馈选取合适的观测系数和低通滤波器的截止频率;在低通滤波器后增加卡尔曼滤波器滤除系统的测量噪声和测量误差,提高观测精度。对比仿真和试验结果,验证了新型饱和函数SMO算法的实用性和有效性。     

基于等效热网络法的永磁同步电机温升计算

永磁同步电机体积小,功率密度高,导致它的单位热损耗大,由此引起的温升不可忽视。因此,本文采用等效热网络方法对永磁同步电机进行温升计算,首先建立了永磁同步电机的热网络模型,然后对模型中的各个节点的热阻,和部分节点的损耗进行计算和分析,最后对热网络图中的各个节点建立热平衡方程,求解方程组,得出各部分的稳态温升并通过实验进行了验证。     

基于观测器的永磁同步电机死区补偿方法

针对永磁同步电机SVPWM控制系统,提出了一种基于模型参考自适应观测器的死区补偿方法。与一般补偿方法相比,该法可以有效地避免相电流过零点的直接检测或间接估计。在分析三相电压源逆变电路死区效应基础上,根据永磁同步电机的矢量控制模型,得出平均死区补偿时间和dq轴补偿电压的关系。将q轴扰动电压作为状态方程中的扰动变量,并设计自适应观测器在线观测,然后推算出死区补偿时间,最终通过坐标变换,在dq轴对逆变器进行死区补偿。该法不需要增加额外的硬件电路和离线的实验测量,仿真结果证明了该方法是简单可行的。     

永磁同步电机二维电磁场计算

论述了面向对象的程序设计方法在永磁同步电机电磁场计算软件设计中的应用 ,介绍了面向对象的永磁同步电机二维电磁场软件的特点。     

基于单片机的永磁同步电机控制方法研究

在分析永磁同步电机数学模型和空间矢量控制算法的基础上,针对电机模型的多变量、非线性和强耦合等问题,采用空间矢量坐标变换法进行解耦。基于空间矢量控制策略,结合单片机和IRMCK201芯片,给出了永磁同步电机的控制方法,同时给出了硬件结构和软件框图并进行了实验验证。实验结果表明:永磁同步电机的空间矢量控制稳定可靠,控制系统设计合理,而且可实现永磁同步电机的快速响应和高准确度控制。     

永磁同步电机二维电磁场计算

论述了面向对象的程序设计方法在永磁同步电机电磁场计算软件设计中的应用,介绍了面向对象的永磁同步电机二维电磁场软件的特点。