新型电磁离合器转矩特性研究

基于磁阻原理设计了一种新型电磁离合器并阐述了其基本结构和工作原理。针对新型电磁离合器在一定的负载力矩下外齿发生跳齿失位的情况,对离合器进行了转矩理论分析计算,并利用Maxwell软件建立了新型电磁离合器的数值模型,分析了内外齿转差角的变化对新型电磁离合器电磁性能以及转矩特性的影响,研究了励磁线圈安匝数的变化对新型电磁离合器最大转矩的影响。研究结果表明:此新型电磁离合器的的设计方案可行,具有良好的应用前景。     

相同转矩电流下的交流电机电磁转矩比较研究

对三相异步电机在不同磁场定向下及六相异步电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分析.比较了两种异步电机在突加相同转矩电流情况下的电磁转矩响应曲线.仿真和实验结果验证了六相异步电机比三相异步电机电磁转矩脉动频率高,幅值小,稳定性强以及相同转矩电流下产生电磁转矩高的特点.     

气隙静偏心与转子匝间短路下电磁转矩特性区分

对发电机气隙静偏心、转子匝间短路及其复合故障前后的电磁转矩进行了分析。首先,通过理论推导了各运行状态下电磁转矩表达式;然后,利用有限元软件Ansoft建立了模拟发电机仿真模型,并计算了对应的电磁转矩;最后,对模拟发电机进行了实测,三者所得结果基本吻合。结果表明:正常运行与转子匝间短路下,电磁转矩为常值,不存在谐波成分,且随着短路程度的加剧,均值不断减小;气隙静偏心使电磁转矩产生二倍频成分,偏心程度加剧时,均值与二倍频幅值增大;复合故障下,电磁转矩产生一倍频和二倍频成分。当仅短路程度加剧时,一倍频幅值增大,均值和二倍频幅值减小;当仅偏心程度加剧时,均值、一倍频和二倍频幅值增大。     

动态转矩加载器输出载荷振动分析

动态转矩测量的关键技术之一是转矩传感器的动态标定,而这需要高精度的动态转矩加载设备.研制高精度变频变幅的转矩加载设备是急待突破的技术难题.文中对一种基于电磁力定律的转矩加载器变频变幅转矩进行了振动分析,即建立力学模型、求解位移响应、幅频相频分析及振动合成.理论分析表明:降低感应电流产生电磁转矩的次振动和凸显直流电流产生的电磁转矩的主振动,会极大提高转矩加栽器的加载精度和拓宽加载频率范围.同时给出了减小感应电流的措施,为动态转矩加载器的设计提供了可靠的理论基础.     

采用模糊逻辑调节器的直接转矩控制感应电动机

介绍了基于直接转矩控制(DTC)的感应电机驱动器,并对其进行模糊逻辑控制仿真分析。直接转矩控制的感应电机使用的内置控制器为AC4的驱动模型,使用模糊逻辑控制的直接转矩控制系统产生的电磁转矩脉动纹波比传统的DTC少。     

混合定子铁心再制造电机应变数值仿真与转矩不平衡分析

提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用,定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象,分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律;计算了非晶合金定子和硅钢定子对应的径向力密度,应用电磁机械耦合模型对再制造电机应变进行数值分析;研究了再制造电机单位电磁转矩轴向分布规律,给出了再制造电机电磁转矩计算公式,发现了非晶合金定子和硅钢定子对应电磁转矩不相等引起的转矩不平衡现象,分析了转矩不平衡对转子铁心的影响。制作了再制造电机并进行了振动试验,试验结果证明了分析的正确性。     

笼型异步磁力耦合器转矩特性分析

为获得笼型转子异步磁力耦合器(Asynchronous Magnetic Coupling,AMC)的电磁转矩特性,基于AMC运行机理建立其有限元模型并计算出其转矩仿真值;通过理论分析及试验验证,表明当AMC转速差恒定时,转矩随轴向位移的增加而减小;当轴向位移恒定时,转矩随着转速差的增加呈缓慢增长的趋势。     

感应电机电磁转矩性能分析与研究

本文对三相感应电机在不同磁场定向下及六相感应电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分析.比较了两种电机在突加负载情况下的电磁转矩响应曲线.仿真和实验结果验证了六相感应电机比三相感应电机电磁转矩脉动频率高,幅值小,稳定性强以及同等电流下产生电磁转矩高的特点.     

Halbach磁极阵列结构在永磁无刷电机的设计应用

永磁无刷电机以其优秀的转矩平稳性、快速响应以及低速大转矩直驱特性广泛应用于高精度数控机床、仿真平台和工矿企业的节能改造当中。在其电磁设计过程中通过采用Halbach磁极阵列可以有效提高永磁直流无刷电机的磁负荷并且降低转子磁动势谐波含量,有利于提升电机转矩密度、降低转矩脉动和电磁噪声。本文建立了一台永磁无刷电机的二维电磁模型,比较了电机采用Halbach结构前后的电磁性能,仿真研究表明电机在采用Halbach结构后,整体电磁性能有所提高,能够增强仿真转台的平稳性,对于实际工程技术应用具有一定的意义。     

基于子域法的双励磁双调制轴向式磁场调制永磁齿轮磁场分析

轴向式磁场调制永磁齿轮(AFMPMG)存在轴向及切向漏磁严重及转矩密度偏低等问题。在AFMPMG基础上引入了一个外调磁环,使之构成一种双励磁、双调制的AFMPMG(DEM-AFMPMG)结构,由于DEM-AFMPMG低速永磁转子夹在内、外两个调磁环之间,因此可将AFMPMG轴向及切向漏磁通转化成有用谐波,从而增大DEM-AFMPMG输出转矩及转矩密度。虽然3D有限元法计及了永磁齿轮端部漏磁,具有计算精度高等优点,但同时也使计算机资源占用率过高且结构参数优化周期较长,针对此,提出了一种基于子域法的计算DEM-AFMPMG气隙磁场及电磁转矩数学模型,该方法可将3D模型等效为2D模型,但包括了3D模型的所有因素。算例计算结果表明,基于子域法模型的计算精度与3D有限元法的计算精度相当(气隙磁通密度及电磁转矩的计算误差均不大于5%,转矩密度的计算误差不大于1.5%),但子域法模型计算速度更快,且易于实现计算机程序化,更有利于DEM-AFMPMG的结构参数分析与优化。     

基于混合鲁棒控制的电磁主动悬架动力学分析

基于主-转矩跟踪环路结构设计了一种H2/H∞混合控制策略对电磁主动悬架进行动力学控制。首先,设计了主-转矩跟踪环路的结构,在此结构中,主环路基于整车悬架模型采用H2/H∞混合控制策略计算电磁作动器的需求转矩。将车身加速度、悬架工作行程以及轮胎动位移作为H2性能指标,而悬架工作行程和需求转矩则是H∞的性能指标;转矩跟踪环路通过滑模控制来操控三相电机跟踪需求转矩。最后在MATLAB/Simulink软件环境下进行了仿真,结果表明应用本控制策略的电磁主动悬架可以显著提升驾乘舒适性,同时也具备良好的鲁棒性。     

磁齿轮啮合型电机齿槽转矩影响因素分析

磁齿轮啮合型电机是一种具有新颖电磁结构的永磁驱动元件,其具有转矩密度高、低速转矩大等优点。在分析所研究磁齿轮啮合型电机工作原理和齿槽转矩表达式后,得出了影响磁齿轮啮合型电机齿槽转矩的几个因素,利用有限元的方法建立了电机二维模型,对影响电机齿槽转矩及其波动的各种因素进行了仿真分析,得到了齿槽转矩及波动与电机结构尺寸和永磁体材料的变化关系。     

三相永磁同步电机直接转矩控制技术研究

电动机控制的核心是实现对其电磁转矩的控制,其控制方法有矢量控制和直接转矩控制等,相比矢量控制而言,直接转矩控制省去了磁场定向、矢量变换和电流控制等复杂环节,具有优良的动静态性能。介绍了直接转矩控制技术的原理,并在MATLAB/Simulink中建立了三相永磁同步电机的直接转矩控制模型,通过对模型仿真结果的分析,可以看到直接转矩控制具有良好的转矩控制效果和快速响应能力。     

九相异步电动机的非正弦驱动仿真试验

为了对多相电机非正弦驱动系统进行研究,分析了非正弦驱动技术的原理,建立了适用于仿真的九相异步电机模型。以Matlab Simulink为开发平台,应用推广的Park变换,把自然坐标系下的电机模型转换到d-q谐波平面,并在此基础上建立了通用型的仿真模型。基于多相电机可以注入高次谐波增强电磁转矩原理,向定子侧注入1、3、5、7次电压的叠加,并对非正弦供电与正弦供电情况下的电机转速、电磁转矩波形进行了对比。仿真分析结果验证了该电机模型的正确性,以及非正弦驱动技术的优越性。     

永磁同步电动机空间矢量转矩控制方法研究

结合空间矢量PWM与直接转矩控制的特点提出一种空间矢量转矩控制方法。利用直接转矩控制中检测与估算的信号根据定子电压计算模型进行推导．得出定子电压的两相运动坐标系分量并合成定子电压,以此为基础重新设计系统控制结构。该方法充分借助SVPWM连续调节的优点,回避了传统直接转矩控制通过6个离散的基本空间矢量对定子磁链及电磁转矩实施控制而造成的转矩与电流脉动,保留直接转矩控制响应迅速、控制简单的特点,兼顾了系统快速性与高精度要求。仿真与实验结果证明该方法的有效性。     

六种PWM方式对无刷直流电机性能影响研究

无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)控制系统一般采用脉宽调制技术(Pulse Width Modulation, PWM)进行速度调节,导致电流并非理想的方波,产生的电磁转矩也非恒转矩;采用不同PWM方式下的电磁转矩也不同,通过公式推导研究了六种常见的PWM方式对无刷直流电机的电磁转矩的影响,分析了不同PWM方式下无刷直流电机电磁转矩大小、换相转矩脉动的情况,论述了不同PWM方式的优缺点,给出了最优换相方法,并通过仿真进行了验证。     

交流异步电动机定子磁链与转矩的逆解耦问题研究

对于具有多变量、非线性、强耦合特征的异步电动机调速系统,实现定子磁链与电磁转矩的动态解耦控制是提高系统性能的关键。从异步电动机的5阶模型及其固有的电磁特性出发,证明了其系数矩阵的非奇异性,进而结合逆系统理论证明了定子磁链与电磁转矩的逆解耦在任何状态下都是存在的。在此基础上设计了一种通过非线性状态反馈的逆解耦控制方案,将复杂系统解耦成电磁转矩与定子磁链的两个独立线性回路,然后利用线性系统理论分别对转矩与磁链调节器进行综合设计。     

发电机气隙静态偏心对电磁转矩的影响

针对发电机气隙静态偏心前后的电磁转矩特征进行了理论分析、仿真计算和动模实验验证。首先,对发电机气隙静态偏心前后的电磁转矩进行了理论推导,得到了两种运行状态下电磁转矩的具体表达式;然后,分别应用Matlab和有限元软件Ansoft针对实验室MJF-30-6型动模机组的具体参数进行了数值计算和建模仿真,并将所得结果与实验数据进行了对比,三者基本吻合。分析表明:气隙静偏心将引发电磁转矩产生二倍频波动,同时将使电磁转矩的平均值有所增大,但鉴于气隙偏心的数值较小,其增幅很小;随着静偏心程度的加剧,电磁转矩的二倍频波动程度将加剧,同时平均值增幅将扩大。本成果可在现有基础上丰富气隙静偏心故障的诊断判据,为该故障的监测与控制提供方便。     

基于换相与电流控制对无刷直流电机非理想反电势转矩脉动的控制

从无刷直流电机转矩脉动产生的原理出发,分析了转矩脉动在非理想反电势情况下产生的原因,并提出通过提前角开通换相法与电流控制相结合的控制策略以减少电磁转矩脉动。仿真结果证明该控制策略能有效地控制由非理想反电势引起的无刷直流电机换向产生的电磁转矩脉动。     

磁悬浮球形关节三维动力学模型与控制特性

球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但在高速、超高速运转时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的动态特性变差。基于电动机技术、磁悬浮技术,提出一种新型多自由度磁悬浮球形主动关节,建立关节电磁悬浮力和电磁转矩的耦合模型;推导出关节转子在电磁悬浮力和电磁转矩作用下的三维动力学原型模型和逆系统模型,并对关节系统进行状态反馈的解耦线性化处理,使其完全解耦成6自由度方向独立的线性系统,经过比例微分先行的伪微分反馈调节器控制及仿真可知,解耦线性化的关节系统稳定性好、响应速度快,具有良好的动态性能和抗干扰能力很强的鲁棒性能。