内嵌式永磁同步电动机电感参数分析

内嵌式永磁同步电机的交直轴电感参数影响着电机控制系统调节器参数的设计,准确的电机参数对其闭环控制及弱磁调速时的性能有较大影响。基于永磁同步电机的数学模型,推导内嵌式永磁同步电动机交直轴电感参数的理论计算公式;利用伏安法实验测得电机的三相电感曲线,分析得到交直轴电感参数的测试值;利用实验测得的空载反电势求取电机的永磁体磁链值。有限元计算所得的交直轴电感参数和空载反电势验证了解析推导和实验方法及结果的正确性。     

新型同步磁阻电机电感参数的测量

本文在介绍了应用直接负载法测量同步磁阻电机交、直轴电感原理的基础上,提出了一种利用光电脉冲编码器精确测量电机稳态运行时电压合成矢量与转子d轴的夹角,并结合相关公式,计算求得交、直轴电感值的方法。该方法对同步磁阻电机交、直轴电感的测量有较高的准确度。样机试验检测了同步磁阻电机在不同负载下的交、直轴电感值,并与有限元仿真计算的结果进行比较,两者比较吻合,验证了这种方法的可行性和准确性。     

锥形转子永磁电机的磁场分析及电感参数计算

分析了锥形转子永磁电机的磁场分布,比较了分段计算方法和三维有限元方法在处理该种沿轴向磁场分布不均匀问题时的有效性,分析结果通过空载反电势实验得到了验证。之后采用三维有限元方法求取了转子在不同轴向位置时电机的交直轴电感,得到了该种电机交直轴电感参数的变化规律;通过实验测试了在不同频率及转子在不同轴向位置时电机的交直轴电感。实测交直轴电感与三维有限元分析结果吻合较好,验证了分析的正确性。     

轴向磁场磁通切换型永磁电机电感计算

在介绍一种新型轴向磁场磁通切换型永磁(Axial Field Flux-Switching Permanent Mag-net,AFFSPM)电机的基础上,计算了一台三相12/10极AFFSPM电机的三相绕组电感,并根据电机的结构特点,对其自感和互感的大小关系给予解释。最后分别采用Park变换法和两步法计算了该电机的交、直轴电感,得到的结果一致,所得结论对AFFSPM电机的深入研究具有一定的参考价值。     

永磁无刷直流电机电感参数测量及影响因素分析

该文对永磁无刷直流电机电感参数的计算和测定方法进行了推导,通过坐标变换,把三相电机ABC坐标系下的自感、互感的复杂计算和测定问题转换为d-q坐标系下简单的计算和测定问题。该方法通过测定一周转子不同位置下的电压、电流、功率数据,可直接计算出电机的直轴电感和交轴电感。采用该方法分析了转子位置、电流、频率、温度对电感参数的影响。     

永磁辅助同步磁阻电机交直轴电感参数分析

永磁辅助同步磁阻电机良好的运行特性与电机的电感参数密切相关,在电磁方案设计阶段需要对电感参数进行准确计算。介绍了等效交直轴法、静态场法、瞬态场法和冻结磁导率法计算交直轴电感参数的原理,并采用上述四种方法进行了电机交直轴电感参数的仿真计算。进行样机试制,并采用伏安法测试了样机电感参数,将仿真结果与测试结果进行对比,以验证各方法的准确性。结果表明,冻结磁导率法仿真得到的交直轴电感参数与实测结果的误差在3〖WTB4〗%〖WTBZ〗以内,采用冻结磁导率法的计算结果更为准确。     

电动车用永磁同步电机的三相短路稳态分析与应用

基于永磁同步电机的d,q坐标系数学模型,对其三相对称短路稳态特性进行了深入的理论推导,给出了三相短路时的转矩-转速特性和电流-转速特性解析表达式,分析了永磁磁链、极对数、直轴电感、交轴电感、定子相电阻等电机本体参数对三相短路特性的交叉影响。结合电动汽车用动力电机产品开发的特殊需求,阐述了三相短路的危害与应用。仿真和试验结果验证了所提分析方法及数学模型的正确性,为电动汽车用永磁同步电机驱动系统的设计提供重要理论指导。     

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。     

饱和时分数槽集中绕组永磁同步电机电感计算

分数槽集中绕组(FSCW)电机磁路的特殊性,使得其交直轴磁路的饱和现象更加突出。冻结磁导率法可以精确地计算电机在饱和工况时的交直轴电感参数。利用有限元软件,将该方法应用在10极12槽FSCW样机中,并与传统电感计算结果比较;针对高频信号注入法实现电机无位置控制,目前电机的高频数学模型中使用的还是基频电感,使用冻结磁导率法求解出了电机高频电压数学方程中的高频电感,取代基频电感以提高无位置控制精度。     

一种同步磁阻电机凸极比的解析计算方法

凸极比是影响同步磁阻电机功率因数和转矩性能的关键参数,本文提出了一种基于等效磁路法的同步磁阻电机交直轴电感和凸极比分析计算方法,可以分析转子磁障结构改变对凸极比和电机性能的影响,快速进行同步磁阻电机的转子结构优化设计。为验证磁路法的可靠性和准确性,论文采用有限元法对一台30 kW同步磁阻电机进行了仿真分析,计算电机在不同转子磁障层数、不同磁障宽度、不同径向磁桥数量时的交直轴电感值、凸极比和输出转矩,并与磁路法得出的结论进行了对比。     

12/3相双绕组异步发电机定子谐波漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间谐波漏感，在两线圈间谐波电感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法。以单一线圈而不以一相绕组为基础，通过总电感减去基波电感的方法计算两线圈间的谐波电感，并在区分控制绕组和功率绕组情况下给出了异步发电机任意2个定子槽中线圈间谐波电感值。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的谐波漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子谐波漏感参数计算优势明显。     

12/3相双绕组异步发电机定子槽漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间槽漏感，在槽比漏磁导求取和绕组与线圈边连接关系确定方面采用了新的分析方法。通过对定子圆底槽各层的分片处理，由数值方法推导了层间槽比漏磁导计算公式，并给出了相应的计算结果。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈边支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的槽漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子槽漏感参数计算优势明显。     

12/3相双绕组异步发电机定子端部漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间端部漏感，在两线圈间端部漏感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法，此方法具有简单通用等传统方法所不具备之优点。通过引入气隙电流和镜像电流，以Biot-Savart定律为基础，把线圈端部各大段分成若干小段，用数值方法计算两线圈间端部电感。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的端部漏感并给出了几个漏感参数值。最后还对文中方法和其它方法的计算结果进行了比较。     

3/12相双绕组交直流发电机的电路模型

根据3/12相双绕组发电机整流绕组之间以及整流绕组各绕组与交流绕组之间互感的真实情况,利用两套绕组之间的耦合关系式,将整流绕组的量折算到交流绕组。建立了该型电机的DQ轴磁链方程、电压方程及等效电路;在此基础上应用MATLAB/SIMULINK的仿真环境建立了该型电机的通用仿真电路模型。该模型可以更方便地研究双绕组交直流发电机的各项性能,特别适用于研究解析分析难以进行的各项性能。通过实机试验检验了所建电路模型的准确性。     

3／12相双绕组交直流发电机的电路模型

根据3／12相双绕组发电机整流绕组之间以及整流绕组各绕组与交流绕组之间互感的真实情况，利用两套绕组之间的耦合关系式，将整流绕组的量折算到交流绕组。建立了该型电机的d-q轴磁链方程、电压方程及等效电路；在此基础上应用MATLAB／SIMULINK的仿真环境建立了该型电机的通用仿真电路模型。该模型可以更方便地研究双绕组交直流发电机的各项性能，特别适用于研究解析分析难以进行的各项性能。通过实机试验检验了所建电路模型的准确性。     

采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机数学模型

通过对采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机的深入分析,分别得到了十二相同步电动机在abc坐标系、dq坐标系以及气隙磁链定向的MT坐标系的数学模型.本文建立的十二相同步电动机数学模型可用于该类调速系统运行性能的仿真研究.     

Analysis and simulation of five-phase synchronous reluctancemachines including third harmonic of airgap MMF

In this paper, the winding function method in conjunction with the coupled magnetic circuit approach are used to develop the dynamic equations of a five-phase synchronous reluctance machine in the natural frame of reference (a-b-c-d-e). The effect of the third harmonic of the airgap MMF is included in this development. A five-phase transformation from the (a-b-c-d-e) system to a (d₁-q₁-d₃ -q₃-n) system is introduced. This transformation removes the angular dependency of the inductances. Using this transformation, equations for a five-phase synchronous reluctance machine, including the third harmonic of the airgap MMF, were obtained. The resulting equations are compared with the equations in the natural (a-b-c-d-e) system. Simulation traces are used to confirm the validity of the model. Finally, the developed equations are compared to experimental results and their similarities and discrepancies are identified     

交直流混合供电的三/十二相电机定子漏电抗计算

交直流混合供电的三/十二相电机因其显著的优点将被广泛应用于独立供电系统中,该电机定子上有两套绕组,一套三相绕组提供交流电,另一套十二相绕组整流后提供直流电.该电机定子槽中放置了四层不同线圈的导体,并且多套三相绕组同时工作时的气隙磁势也比普通三相电机复杂得多.利用解析的方法分析了三/十二相电机定子漏电抗的计算,导出了相关的公式,并计算了某三/十二相电机的定子漏电抗参数,利用这些参数计算值,对三/十二相电机的突然短路进行了仿真研究,仿真结果较好地吻合了实际样机的试验结果,验证了所计算的参数值的正确性.     

Analysis of armature reaction and winding inductances of permanent magnet brushless DC motor with deep slot concentrated coils

Based on the configuration of deep slot concentrated coils, an analytical model is developed for predicting the armature reaction field produced by the 3-phase stator windings of permanent magnet brushless DC motors with concentrated coils by using the image method and the analytical functions of the armature reaction and winding inductances are proposed accounting for the influence of stator slotting. This approach is different from the method of equivalent distributed current sheet and more suitable for electric machines, which have concentrated coils and deeper slots. Under different control mode, the different analytical functions are presented. This will be helpful when further analyzing the performance of the motor. The results agree with the experiment very well. __________ Translated from Proceedings of the Chinese Society for Electrical Engineering, 2005, 25(12): 127–132 (in Chinese)