电动车用无刷双馈电动机恒功率弱磁研究

电动车用无刷双馈电动机在基速以下恒转矩运行、基速以上恒功率弱磁扩速运行.由于励磁电流可控制,理论上能够调节励磁电流实现恒功率控制.但是,由于无刷双馈电动机的非线性特性导致其反电势为不规则方波形状,类似直流电机那样采用相电压反馈控制励磁电流实现恒功率控制困难较大.利用三相电枢绕组电阻电压间接测量反电势控制励磁电流,实现无刷双馈电动机恒功率弱磁控制,保证恒功率阶段电机的出力最大,从而提高无刷双馈电动机恒功率弱磁扩速范围,满足电动车对驱动电机的要求.仿真、实验结果验证了该方法的有效性.     

定子双馈电双凸极电机SVPWM控制建模与仿真

文章分析并建立了定子双馈电双凸极(SDFDS)电机在d、q旋转坐标系下的数学模型。依据空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,SDFDS电机调速系统的电流环采用空间矢量脉宽调制方式以提高SDFDS电机的电枢电流的控制性能。并基于Matlab/Simulink建立了SDFDS电机调速系统的SVPWM控制系统仿真模型。仿真结果表明,采用SVPWM控制的SDFDS电机调速系统电枢电流谐波明显减小,电机转矩脉动降低,电机转速控制性能良好,验证了整个SDFDS电机SVPWM控制系统的正确性和有效性。     

基于变网络等效磁路法的双凸极电机电感参数变化规律的分析

双凸极电机是一种新型的电机,它的电感参数对分析它的基本理论和运行特性至关重要。本文对三相电励磁的双凸极电机建立变网络等效磁路模型。在考虑励磁磁场和电枢磁场相互作用以及磁路饱和的基础上,利用该方法可以计算在任意转子位置、任意电枢电流、任意励磁电流下任一绕组自感和绕组之间互感。该计算结果和电磁场有限元分析结果进行比较,验证了该方法的正确性。最后,得到了不同情况下该电机电感参数变化的一般规律。     

新型混合励磁双凸极电机非线性磁网络分析

阐述了新型混合励磁双凸极电机的结构原理,采用等效磁网络模型来计算其电磁性能。计算了电机不同部分的磁导,考虑到非线性和饱和的影响,引入气隙和定子极修正系数。计算了不同励磁电流和不同相电枢绕组的磁链和相电势。有限元分析和实验结果均验证了所建立磁网络模型的正确性,表明该非线性磁网络模型可以为该新型混合励磁双凸极电机的静态特性分析和快速初步设计提供有效依据。     

定子双馈电双凸极电机恒功率弱磁控制的研究

介绍了定子双馈电双凸极电机(SDFDS)的结构、原理和弱磁调速控制方法。相对于永磁电机,定子双馈电双凸极电机磁场可调,易于实现弱磁控制和基速以上的恒功率控制,大大扩大了电机的调速范围。针对一台三相12/8极定子双馈电双凸极电机,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,实现该双凸极电机的恒功率弱磁调速,从而说明电机有调速范围更宽的优点。     

一种分析双凸极电机非线性磁路的新方法

提出了双凸极电机非线性磁路的简化分析方法,即1/4回路磁通法。该方法可以在任意转子位置、任意励磁电流和电枢电流下求得各支路的磁通。与变网络等效磁路法相比,该方法形成非线性方程组维数少,节省计算时间。与有限元法计算结果和实验结果比较表明该算法具有较高的精度。     

外转子双馈双凸极永磁风力发电机的设计与研究

提出了一种新型的外转子双馈双凸极永磁风力发电机.该电机采用混合励磁结构形式,在电机的定子上同时存在直流励磁绕组和永磁体作为电机的励磁;电机的电枢绕组也安放在定子上,实现了定子的双馈形式;外转子全部由铁心组成,结构简单.该电机的创新在于每一块永磁体都有一对磁路与之相并联的附加气隙,这样可以更加有效地实现对气隙磁场的调节.由于气隙磁场可以随意调节,所以该电机可以在不同的转速和负载电流的情况下实现恒定的输出电压.     

电动车用定子双馈电双凸极电机驱动系统的单神经元PID控制

由于其双凸极结构,电动车用定子双馈电双凸极（SDFDS）电机驱动系统具有较强的非线性,常规PID控制器参数固定不易调节,难以得到较好的控制特性。由于单神经元具有自学习和自适应能力,且结构简单易于计算,因此该文设计了单神经元自适应PID控制器作为SDFDS电机的速度控制器,并在以数字信号处理器（DSP）TMS320F2812为核心的平台上进行了实验。实验结果表明,单神经元自适应PID控制器具有比常规PID控制器更好的动态和稳态性能,满足电动车对驱动电机的要求。     

双凸极电机励磁回路控制模式的研究

电励磁双凸极起动/发电机在恒转矩起动阶段为使输出转矩最大,通常将恒定电压直接加在励磁绕组上,使励磁电流工作在最大饱和值,并认为维持不变。但在实际过程中由于励磁磁场与相绕组磁场的耦合,导致励磁电流受相电流、转速影响而被削弱,引起输出转矩的降低。该文通过理论与仿真分析了起动过程恒励磁电压控制模式下励磁电流的变化规律,并通过实验验证了起动过程相电流、转速对励磁电流的影响,在此基础上对电励磁双凸极电机恒转矩起动阶段提出励磁电流控制的方法,仿真与实验结果均表明电励磁双凸极起动/发电机励磁回路在恒转矩起动阶段必须在恒励磁流控制模式下以保证输出转矩恒定。     

极对数组合形式对绕线转子无刷双馈电机性能的影响

无刷双馈电机存在特殊性,其定子上有两套极对数不同的绕组,对于确定极对数的两套绕组,其极对数组合形式对电机性能有一定程度的影响。以绕线转子无刷双馈电机的等效电路为基础,推导空载和负载状态下转子电流和功率绕组侧输出相电压与控制绕组励磁电流之间的关系,以及负载状态下系统输出功率与控制绕组励磁电流之间的关系。利用有限元法对2/4、1/3对极电机分别在两种极对数组合下的性能进行研究,通过实验证明了理论推导及有限元分析的正确性,实验结果也表明选择极对数较小的绕组作为功率绕组的电机具有转子电流小、饱和程度低、运行范围广、功率绕组侧输出电压高和系统输出功率大等优点。     

定子双馈电双凸极电机的高速弱磁控制

研究分析了电动车用定子双馈电双凸极(SDFDS)电机在高速运行时的弱磁控制原理,充分利用了SDFDS电机具有励磁磁场可独立调节的优点,提出了相应的弱磁调速策略,使得SDFDS电机调速系统在高速运行时获得了较高的控制性能.并基于Matlab/SIMULINK和实验平台进行了仿真和实验,实现了SDFDS电机高速弱磁控制,电机转速控制性能良好,证明了所设计SDFDS电机高速弱磁控制策略的有效性.     

定子双馈电双凸极电动机转矩脉动分析与抑制

对定子双馈电双凸极(SDFDS)电动机(以下简称电动机)的转矩进行了理论分析,探讨磁阻转矩对转矩脉动的影响.在用傅里叶级数近似逼近SDFDS电动机感应电动势的基础上,采用谐波消去法得到消除转矩脉动的理想电流波形,并在一台三相12/8极SDFDS样机上进行了实验研究.实验结果表明:与方波电流相比,利用理想电流控制电机能有效抑制转矩脉动,验证了所提方法的正确性和可行性.     

Current Superimposition Variable Flux Reluctance Motor

This paper proposes a novel variable flux reluctance motor without dc‐field coils. The stator of this motor has only armature coils. The proposed motor can control the torque‐speed characteristics by increasing or decreasing the field voltage that is superimposed on the armature currents. In this paper, the operational principle of the motor is described, and the N–T characteristics are computed by finite element analysis under vector control. In addition, the N–T characteristics are compared with a conventional variable flux reluctance machine with armature and dc‐field coils.     

电动车用新型定子双馈电双凸极电动机驱动系统的设计和实现

设计了基于DSP TMS320F2812电动车用新型定子双馈电双凸极(SDFDS)电动机(以下简称电机)驱动系统.介绍了SDFDS电机的结构和工作原理,给出了驱动系统的控制算法,用系统辨识方法得到速度环PI参数范围,通过仿真确定PI参数,用C语言编制控制程序,对一台三相12/8极750W SDFDS电机样机进行控制.实验结果表明,该SDFDS电机驱动系统符合设计要求,具有良好的稳态和动态性能,为进行电机弱磁扩速与效率优化奠定了坚实的基础.     

具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计

针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型，该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一，将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量，按照多输入多输出(MIMO)非线性系统，尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度控制器。该控制器结合负载转矩自适应估计技术，并利用状态反馈线性化技术和极点配置方法进行设计。仿真结果表明，针对冷连轧机某机架驱动用他励直流电机所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器，对负载转矩摄动有较强的自适应性和鲁棒性。电机从低速启动到基速及最高速度运行时，动静态性能优良，从而验证了该文所提出方法的有效性。     

广域高效车用轴向磁通永磁同步电机的设计分析

针对车用驱动电机转矩和转速多变,运行范围宽广,需要提升电机在全域运行范围的高效率能量转换的问题,提出以高效率区间占比为设计目标的车用轴向磁通永磁电机设计方法.提出了考虑PWM供电影响的电机铁耗工程计算方法.基于等效磁网络法和集总参数热网络法构建了轴向磁通永磁同步电机的快速磁-热耦合设计模型,提高了车用轴向磁通永磁同步电...     

基于鲸鱼算法优化极限学习机的微电网故障诊断

提出一种基于鲸鱼算法优化极限学习机的微电网故障诊断方法。首先利用小波包分解对三相故障电压进行分析,计算小波包能量熵组成特征向量作为数据样本;然后通过鲸鱼算法优化极限学习机建立诊断模型对故障类型进行识别和诊断。最后利用鲸鱼算法优化极限学习机的输入权值和隐层神经元阈值,解决了输入权值和隐层神经元阈值随机初始化易影响网络性能的问题,可进一步提高网络的学习速度和泛化能力,有利于进行全局寻优。仿真结果表明,与BP神经网络、RBF神经网络和ELM相比,基于鲸鱼算法优化极限学习机建立的故障诊断模型学习速度更快、泛化能力更强、识别精度更高。     

绕制电枢和实体电枢动态特性对比研究

基于电磁场理论和麦克斯韦方程组,推导了含有实体电枢和绕制电枢涡流的磁场控制方程,并对此进行有限元求解;利用电磁场仿真软件ANSOFT Maxwell对实体电枢和绕制电枢的轴向电磁力、速度和电流分布进行了仿真,并对此进行对比分析,得出绕制电枢的电磁特性优于实体电枢,为下一步绕制电枢的制造和加工打下基础.     

基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制

开关磁阻电机(SRM)因其结构简单、工作可靠、效率高、成本低等优点使之成为当前极具竞争力的一种调速电动机。但由于电机本身的非线性电磁特性,导致了其转矩脉动比其他传动系统严重。如何更好地对开关磁阻电机的转矩进行控制,抑制转矩脉动也成为了近年来研究的热点。针对这一问题,提出了一种基于基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制方法。利用从SRM动态模型仿真中产生的数据来对RBF神经网络进行离线训练,使之学习不同转速和转矩下的优化电流波形,再将训练好的RBF网络用于电机的转矩控制中,完成不同转速下,转矩、位置到电流的非线性映射。最后通过瞬时电流跟踪控制使电机电流跟踪参考电流,完成电机的转矩控制。该控制方法充分利用了RBF神经网络逼近、泛化能力强,运算速度快的优点,且控制过程简单,网络无需在线训练。实验结果证明,该控制策略能有效减小开关磁阻电机的转矩脉动,具有控制精度高、能适应转速变化等优点。