开关磁阻电机转子动力学建模与分析

超高速电机和普通电机相比,在功率密度、体积重量和传动效率上具有明显的优势,在航空航天、能源、高速加工等军事和民用领域具有广泛的应用前景。由于开关磁阻电机(SRM)具有结构简单坚固,转子上无永磁体和绕组,对高温等恶劣环境适应能力强等优点,最具开发成超高速电机的潜力。转子动力学设计是旋转机械设计中的重要环节。本文计算了开关磁阻电机偏心转子在各种电流和偏心度下的不平衡磁拉力,并在此基础上提出了开关磁阻电机不平衡磁拉力特有的脉冲性。作者建立了开关磁阻电机转子动力学模型,实现离心力和电磁力的解耦,并进行了一系列的仿真,为高速开关磁阻电机的设计提供参考依据。     

新型开关磁阻电动机功率变换器的研究与设计

通过对两种常用的四相开关磁阻电动机（SR）功率变换器主电路的分析,给出了新型功率变换器主电路。结合5．5kW四相SR电机调速系统的研制实践,通过增加DC／DC变换器提高放电电压加速绕组放电、改善电流波形、提高输出功率。最后给出实验结果。     

一种磁悬浮直线开关磁阻电机悬浮模块设计与分析

磁悬浮直线开关磁阻电机继承了直线开关磁阻电机的优点,结合有效的悬浮设计方案,在磁悬浮运输系统中具有一定的应用潜力。研究了磁悬浮直线开关磁阻电机的悬浮模块及其改进结构,分析磁场分布和磁路模型,在此基础上,利用有限元软件进行仿真,通过结果分析发现所提出结构具有天然解耦的结构特点,可以实现悬浮力控制和推力控制解耦以及悬浮力控制与动子前进位置解耦,通过线性调节悬浮电流即可线性控制悬浮力,使悬浮电流控制为标量控制,大大降低了悬浮控制系统的复杂性。此外,改进结构可以有效提高悬浮电流利用率,减小悬浮绕组损耗。     

开关磁阻调速电动机应用特点的分析

重点阐述了开关磁阻调速电动机在工业领域的应用特点.通过对开关磁阻调速电动机和交流变频调速系统在电气性能、可靠性、系统效率、用户要求适应性等方面进行综合比较,说明开关磁阻调速电动机在启动能力、制动能力、系统可靠性、系统效率等多方面具有优越性能,并可以根据用户具体应用设备特点进行适应性设计,所以开关磁阻调速电动机具有非常广阔的应用前景.     

基于极限学习机的开关磁阻电机建模

磁链特性是开关磁阻电机系统建模的重要基础,文中探讨了利用极限学习机处理磁化曲线簇,建立电机模型的方法。在详细分析电机非线性磁链特性的基础上,运用极限学习机的非线性回归理论,通过对开关磁阻电机进行有限元分析得到样本数据集进行训练学习,建立了电机的非参数模型,与传统神经网络、支持向量机相比,该电机模型具有更高的回归精度与更快的回归速度。仿真实验表明,该模型比较准确地反映了电机的磁链特性。     

开关磁阻电机的精确转矩解析模型及基于Dymola的动态仿真

在有限元分析的静态特性参数基础上,建立了开关磁阻电机(SRM)的一个新的快速解析非线性模型,模型的磁链曲线和转矩曲线与有限元的分析结果都比较吻合。基于Dymola平台建立了SRM及其驱动系统的模块化模型,目的是建立一个通用性强、扩展性好,并相对完善的SRM元件库,进而搭建系统模型,分析其动态性能参数以达到优化设计。本课题所开发的SRM模型库也适用于基于Dymola平台所开发的其他动力系统(如航空动力系统)的耦合仿真分析,为综合系统的优化设计提供分析依据。基于Dymola/Modelica给出仿真实例,验证了模型的准确性和可行性。     

Magnetic Interaction and Winding Polarities Investigation in a Double-Rotor Switched Reluctance Machine

Double-rotor switched reluctance machine (DRSRM) integrates two switched reluctance machines (SRMs) into one housing, providing a compact solution for hybrid power trains so that one DRSRM can replace two electric machines. This paper presents a new DRSRM design in which the stator flux barriers are removed and the flux lines in the interior and exterior machines are more evenly distributed. The effects of stator flux barriers are investigated, the loss mechanism in the DRSRM is analyzed, and finally, various winding configurations are compared. It is concluded that flux lines are more evenly distributed in the stator, reducing iron saturation and losses, while the interior and exterior machines can be independently controlled without sacrificing performance. Moreover, winding polarity in DRSRM is critical to reduce stator iron saturation and thereby losses.     

开关磁阻发电机的原理与控制策略研究

介绍开关磁阻发电机的基本工作原理、系统组成。阐述了开关磁阻发电机的控制策略:角度位置控制、电流斩波控制、PWM控制以及励磁电压控制、全导通控制斩波控制等。开关磁阻发电机降低了成本,具有较高的能量密度和高温、高速运行能力。     

无轴承开关磁阻电机的功率变换器研究

无轴承开关磁阻电机结构简单、运行效率高、容错能力强,具有良好的高温和高速适应性。介绍了无轴承开关磁阻电机的悬浮原理和系统构成,简要分析了其控制策略。根据其控制特点,设计了主绕组和悬浮绕组功率电路拓扑结构,通过实验样机验证了功率电路的可靠性。     

开关磁阻发电机的原理与控制策略研究

介绍开关磁阻发电机的基本工作原理、系统组成。阐述了开关磁阻发电机的控制策略：角度位置控制、电流斩波控制、PWM控制以及励磁电压控制、全导通控制斩波控制等。开关磁阻发电机降低了成本，具有较高的能量密度和高温、高速运行能力。     

开关磁阻起动/发电机控制器的硬件实现

针对车用开关磁阻电机起动 /发电系统工作环境恶劣和软件控制抗干扰能力较低的特点 ,提出了以单片复杂可编程逻辑器件 (CPLD)为基础的纯硬件电路实现开关磁阻起动 /发电系统的硬件控制方案。试验结果表明 ,以CPLD为基础的纯硬件控制器可以有效地实现控制系统的起动 /发电 /助力功能 ,并且具有较高的容错能力和良好的动态调节性能。     

开关磁阻电机振动转矩检测与分析

开关磁阻电机(SRM)核心问题是振动转矩的检测与抑制,众多研究已表明SRM的转矩变化与其相绕组电流紧密相关。为了观测SRM工作时的电流变化和振动转矩情况,构建了磁阻电机的仿真系统,对电机在角度位置控制(APC)、电流斩波控制(CCC)和电压斩波控制(CVC)3种模式下的振动转矩和电流情况进行了仿真,结果表明以换相频率为主频的振动转矩非常明显。此外,搭建了SRM振动转矩检测试验平台,采用角加速度传感器检测了电机的实际振动转矩情况,并对试验结果进行了分析讨论。     

五自由度磁悬浮开关磁阻电机系统的设计与实现

设计了一种五自由度磁悬浮开关磁阻电机系统,通过分析几种悬浮系统结构的利弊,提出了利用两个相同永磁偏置轴向径向磁轴承作支撑轴承的五自由度悬浮方案.对开关磁阻电机本体及磁轴承进行了参数设计,并对磁轴承进行了有限元仿真分析.构建了五自由度磁悬浮开关磁阻电机实验平台,进行了动静态悬浮实验,实现了系统0 ～ 36 000 r/min的稳定悬浮.结果表明,系统悬浮性能优良,结构紧凑,参数设计合理.     

基于DSP的开关磁阻电机数字电流控制研究

探讨了基于DSP的开关磁阻电机数字电流控制，尝试了包括平均电流PID控制、瞬时电流PID控制和瞬时电流跟踪控制在内三种控制策略的具体,工得到相应的实验结果。     

一种新的开关磁阻电机数字电流控制方法与实现

根据开关磁阻电机的特性,提出了一种新的数字电流控制方法,并编制了相应的软件程序,最后在三相(12/8)结构15 kW开关磁阻电动机上进行实验.实验结果表明,该数字电流控制方案取得了比较理想的效果.     

一种新的开关磁阻电机数字电流控制方法与实现

根据开关磁阻电机的特性，提出了一种新的数字电流控制方法，并编制了相应的软件程序，最后在三相（12／8）结构15kW开关磁阻电动机上进行实验。实验结果表明，该数字电流控制方案取得了比较理想的效果。     

开关磁阻电机的优化设计

全面研究了开关磁阻电机的优化设计问题，首次提出开通角系数和关断角系数的概念，有效地处理了优化设计过程中的控制参数问题，讨论了优化点及恒功率区特点在优化过程中的处理方法。     

开关磁阻电机驱动系统电流波形及其对系统性能的影响

开关磁阻电机驱动系统具有电机结构坚固、系统调速特性优良等特点,整个系统的输出特性与电机电流波形有密切的关系,本文在分析开关磁阻电机电流波形特点与电机输出特性的基础上,结合所研制的样机,分析了电机电流波形对系统运行特性的影响,导出了开关磁阻电机实现最优运行的电流控制策略.     

开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究

介绍了开关磁阻电机各种功率变换器的拓扑结构 ,并且对其基本结构特点和性能做了比较 ,为设计功率变换器提供了选择依据 ,各种不同的功率变换器适合不同的工作情况。文章还简单说明了设计功率变换器主要的要求和依据 ,以及如何选择主开关器件     

开关磁阻发电系统的故障分析及仿真

对开关磁阻电机在发电运行模式下的各种典型故障进行了分析研究,利用Matlab/Simulink中的电力系统工具箱对开关磁阻发电机系统进行建模,通过对模型施加不同的故障条件,仿真了系统在负载故障、功率变换器故障、电枢绕组开路/短路等故障下的电压、电流输出波形.通过对结果的分析可以看出,开关磁阻发电系统具有较高的容错性能,当发生缺相故障时,系统仍能维持正常的电压输出.同时,这种故障的建模和仿真也为开关磁阻发电系统的故障诊断和容错研究提供了一种可行的方法.