8/6极双凸极永磁电动机驱动系统容错型拓扑结构

驱动系统的可靠性问题得到了广泛关注,本文提出了8/6极双凸极永磁(DSPM)电机驱动系统容错型拓扑结构,并建立了场路耦合联合仿真模型。在对8/6极DSPM电机的运行特性及常见的故障状况进行详细分析的基础上,对此拓扑结构的控制策略以及电机在不同工作状态下的运行特性进行了分析研究,样机的实验结果验证了该拓扑结构的有效性以及仿真分析结果的正确性。仿真和实验结果表明,此拓扑结构可以有效地降低故障对电机运行产生的影响,从而为8/6极DSPM电机驱动系统的容错控制打下了基础。     

一种新型永磁容错电机设计的研究

介绍了一种新型的永磁容错电机,提出了永磁容错电机的设计思想和技术特点。解决了电机不对称运行的难题,电机某相绕组或驱动器发生故障时,电机成不对称运行,还具有正常驱动能力。通过2D有限元仿真与试验验证了永磁容错电机的磁隔离特性及抑制短路电流的能力。证明了该永磁电机具有良好的容错性能。     

新型定子永磁式容错电机的工作原理和性能分析

为满足电机驱动系统在多种高可靠性领域的应用,提出一种新型的定子永磁式容错电机结构--双凸极容错(doubly salient fault tolerant,DSFT)电机。DSFT电机在结构上集中了开关磁阻电机和转子永磁式容错电机的特点,具有结构简单、可靠性高、功率密度高等优点。以一台四相8/10极DSFT电机为例,分析其结构特点、容错齿作用和运行原理。在此基础上,研究DSFT电机在正常和短路时的磁场特性,计算磁链、自感、互感等电磁特性,从理论上分析DSFT电机的容错性能。运用电路、磁路瞬态联合仿真的方法,建立DSFT电机驱动系统的场路耦合分析模型,分别对电机在正常和缺相运行状态下的转矩输出性能进行计算分析。研究结果表明,DSFT电机相与相间的独立性好,具有较强的带故障运行能力,适用于一些工作环境恶劣且要求高可靠性、高能量密度的场合。     

航空用高可靠永磁容错电机及其驱动系统的研究现状与发展

随着多电飞机的飞速发展,对飞机电作动系统的要求也越来越高,除了要满足特定功能外,还必须具备高可靠性和强容错性,因此容错电机驱动系统得到了越来越多的关注。本文针对当前研究较多、关注较高、极具前景的永磁容错电机及其驱动系统,分别对现有永磁容错电机及其驱动系统的研究现状、永磁容错电机驱动系统容错控制策略的研究现状进行了详细介绍与分析,并从具有容错能力方面、所需独立电源数量方面、所需功率开关管数量方面、整体容量功率比方面以及容错控制策略方面对现有常见的各种航空用永磁容错电机驱动系统进行了综合性能的对比分析。最后对航空用高可靠永磁容错电机及其驱动系统未来的发展进行了讨论与展望     

新型整距绕组双凸极永磁电机工作原理及特性

提出了一种新型整距绕组双凸极永磁(DSPM)电机,分析了其工作原理,通过有限元方法计算4/6极整距绕组电机的磁场并对电机磁链、反电动势、电感及转矩等特性进行的分析表明,整距绕组DSPM电机具有双极性的磁链,在不改变结构的情况下电机的输出功率与集中绕组DSPM电机相等,可以减少铜导体用量,提高运行效率.在此基础上提出了两种增加整距绕组DSPM电机输出功率的方法,并对改进的三相24/10极整距绕组DSPM电机的反电动势进行了理论分析和实验研究,所得结果不仅证明了本文理论分析的正确性,而且首次揭示了磁通切换型永磁(FSPM)电机本质上就是一种整距绕组双凸极永磁电机,FSPM电机其功率密度高的内在原因并非磁链的双极性,而是多用了永磁材料,增强了气隙磁密.同时也说明了新型整距绕组DSPM电机较传统的集中绕组DSPM电机具有更高的做功能力.     

模块化永磁电机的设计分析与实验

模块化永磁(MPM)电机是一种新型永磁无刷电机,具有功率密度高、容错性能好等优点,适合于高可靠性驱动领域的应用。本文介绍了MPM电机的结构特点,分析了容错机理,推导了电机参数设计方程,并以最大转矩密度为目标进行电机优化设计。运用有限元法和系统场路耦合法对所设计的MPM电机的电磁性能进行计算分析,制造了一台四相MPM实验样机,并对其进行了测试。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性,本文的工作为MPM电机的运行控制建立了基础。     

新型模块化磁通切换永磁电机驱动系统建模与仿真研究

磁通切换永磁(FSPM)电机是一种新型定子永磁型电机,具有功率密度高、效率高等优点。为提高其容错性能,提出了一种具有模块化结构的FSPM(M-FSPM)电机。建立了该电机定子/转子坐标系下的数学模型,验证了矢量控制应用于M-FSPM电机的可行性。运用Matlab/Simulink仿真软件搭建了M-FSPM电机系统的仿真模型。研究结果表明,M-FSPM电机是一种新型容错电机,具有优良的稳态和动态性能。     

定子永磁型双凸极电机的转子设计

目前,对双凸极永磁（Doubly salient permanent magnet,DSPM）电机驱动系统研究时间相对较短,尚有不少技术问题有待进一步深入探讨.但鉴于已了解双凸极永磁电机驱动系统具有的优点、特征以及合理使用该系统,结合实践,对定子永磁型双凸极电机的转子进行了设计,分析了双凸极永磁电机的电流斩波控制和角位置控制方式,阐述了功率变换器的电路结构和信号检测原理.     

基于双绕组永磁容错电机驱动系统的强鲁棒性开路故障诊断策略研究

双绕组永磁容错电机驱动系统具有高可靠性和强容错性等优点,是一种极具前景的容错电机驱动系统。针对双绕组永磁容错电机驱动系统目前存在的因负载突变或运行在空载/轻载情况下而出现误判断的问题,基于双绕组永磁容错电机驱动系统,提出改进型归一化平均电流派克矢量法结合防系统空载或轻载误判断处理器的强鲁棒性开路故障诊断策略。通过理论研究、仿真和实验结果验证该诊断策略不存在系统空载、轻载或负载突变条件下传统故障诊断策略导致的误判断问题,并可实时、准确的诊断系统单一功率管和单相绕组的开路故障,提高系统的鲁棒性。     

五相永磁容错型游标电机弱磁特性研究

永磁容错型游标(FTPMV)电机结合了永磁游标电机高转矩密度和永磁容错电机高可靠性的优点,因此成为专家学者研究的热点之一。为了研究此类电机在低速区和高速区的运行性能,对比分析了两种五相电机的结构特性、磁场调制机理和电感特性,并推导了五相电机弱磁情况下的数学模型。其次,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法,建立电机驱动系统。在低速区,采用直轴电流为零的控制策略;在高速区,采用一种基于母线电压和反电动势差值判断弱磁时刻的方法重点研究了电机的弱磁特性。参数计算和仿真结果表明,电机工作在额定电流的情况下,相比传统FTPMV电机,新型FTPMV电机有更好的弱磁能力。最后,通过样机的实验数据验证了理论分析的正确性。     

双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型

建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型,推导了气隙比磁导计算公式,通过求解所建立的非线性等效磁路方程,以计算电机的静态特性,计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间经影响。通过引入适当的修正系数,使计算结果与有限元结果吻合。以新提出的12／8极双凸极永磁电机为算例,对电机的永磁磁链,空载电势,电感等静态特性进行了全面的分析计算,并考虑了转子斜槽对静态特性的影响,所得结果与实测值一致,表明该文所提出了作方法可以快速、有效地分析计算双凸极永电的磁场及静态特性,适合于需要考虑不同结构参数对电机特性影响的应用场合,如优化设计等。     

A novel permanent magnet motor with doubly salient structure

A new type of doubly salient machine is presented in which the field excitation is provided by nonrotating permanent magnets. This doubly salient permanent magnet (DSPM) motor is shown to be kindred to square waveform permanent magnet brushless DC motors. Linear and nonlinear analyses are made to investigate the characteristics of this new type of PM motor. A prototype DSPM motor is designed and comparisons made between this new type of motor and the induction motor. It is shown that by fully exploiting modern high energy PM material and the doubly salient structure, the DSPM motor can offer superior performance over existing motors in terms of efficiency, torque density, torque-to-current ratio, torque-to-inertia ratio etc., while retaining a simple structure amenable to automated manufacture     

四相8/6极双凸极永磁发电机运行分析

双凸极永磁电机是将开关磁阻电机与永磁材料相结合而派生出来的一种新型电机。文章建立了双凸极永磁发电机稳态运行时的数学模型,对不同整流装置、接不同性质负载时的稳态运行性能进行仿真,并将仿真结果与实验结果进行了比较。     

双凸极永磁电机齿槽转矩的几种削弱方法

齿槽转矩对永磁电机有着很大的影响,是产生振动和噪声的根源,所以削弱齿槽转矩对双凸极永磁电机的设计有着重要意义。与其他永磁电机相比,由于结构和运行原理的不同,双凸极永磁电机齿槽转矩的削弱方法也有所不同。介绍了几种有效的削弱方法,并进行了简单的分析。     

新型混合励磁双凸极永磁电机磁场调节特性分析及实验研究

提出一种新型带导磁桥的混合励磁双凸极电机,介绍电机的结构特点和磁场调节原理。采用简化等效磁路模型对气隙磁通调节范围、电励磁绕组的励磁磁势和并联导磁桥磁阻三者之间的关系进行分析,用有限元法获得样机磁场分布和磁场调节特性,设计制造了实验样机。样机实验结果不仅验证了理论分析的正确性,并表明：通过改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了电机内气隙磁场灵活调节与控制,有效解决了双凸极永磁电机难以实现电机气隙磁场调节的不足,在电动汽车等需宽调速直接驱动的场合具有应用前景。     

直驱型机电作动器中永磁容错电机非线性模型研究

针对直驱型机电作动器中永磁容错电机存在饱和凸极效应的特点,建立三相12槽10极永磁容错电机非线性数学模型。将电机绕组磁链分为定子电流和转子磁极产生的磁链两部分,把转子磁极产生磁链等效为随转子位置变化的等效电流产生磁链,将电感表示为绕组总电流函数。辨识电机非线性磁链模型,在此基础上得出永磁容错电机非线性模型参数,在Matlab/Simulink中建立永磁容错电机非线性数学模型,并进行仿真分析。最后,利用有限元法和实验验证永磁容错电机非线性数学模型的有效性。此模型可推广到其他永磁容错电机中,可以为永磁容错电机无传感器控制设计提供参考,对提高直驱型机电作动器可靠性很有帮助。     

新型双凸极永磁电机线性模型及静态特性分析

新型双凸极永磁电机的永磁体放置在定子齿的表面,永磁体安装简单且适于高速运转;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的双凸极永磁电机（DSPM）要高。建立了电机基本方程,提出了电机参数的线性数学模型,分析了静态特性,为进一步深入研究作理论准备。     

新型双凸极永磁电机静态特性的线性分析

新型双凸极永磁电机的永磁体放置在定子齿的表面,永磁体安装简单且适于高速运转;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的DSPM电机要高.文中提出了电机参数的线性数学模型,分析了静态特性.