带桥式交流器的凸极同步电机的稳态特性分析

本文给出了利用复数坐标变量系统解带桥式变流器的凸极同步电机稳态特性的计算方法,并对一台实际电机作了具体计算。计算波形和实验波形的一致性良好。文中还利用FFT对各电压及电流进行了诸波分析,并详细讨论了等效逆序电流的计算。最后,给出了计及谐波电流后的定子磁势。     

混合转子无刷电励磁同步电机参数的解析计算

研究了无刷电励磁同步电机的运行机理和混合转子的磁场调制原理,运用叠加法与绕组函数法相结合,建立了混合转子无刷电励磁同步电机电感参数模型,研究了混合转子无刷电励磁同步电机电感参数解析计算方法,通过编制程序对电机的电感参数进行计算,得出了电感参数随转子位置变化的规律,并采用有限元法计算了电机的电感参数。研制了实验样机,采用静测法进行了电感参数的测试。将解析计算结果分别与有限元计算结果和实验结果进行对比分析,验证了所提出混合转子无刷电励磁同步电机电感参数解析计算模型的正确性。为该种电机的进一步仿真分析与研究奠定了技术基础。     

Small-signal modeling and parametric sensitivity of a virtual synchronous machine in islanded operation

The concept of Virtual Synchronous Machines (VSMs) is emerging as a flexible approach for controlling power electronic converters in grid-connected as well as in stand-alone or microgrid applications. Several VSM implementations have been proposed, with the emulation of inertia and damping of a traditional Synchronous Machine (SM) as their common feature. This paper investigates a VSM implementation based on a Voltage Source Converter (VSC), where a virtual swing equation provides the phase orientation of cascaded voltage and current controllers in a synchronous reference frame. The control system also includes a virtual impedance and an outer loop frequency droop controller which is functionally equivalent to the governor of a traditional SM. The inherent capability of the investigated VSM implementation to operate in both grid-connected and islanded mode is demonstrated by numerical simulations. Then, a linearized small-signal model of the VSM operated in islanded mode while feeding a local load is developed and verified by comparing its dynamic response to the time-domain simulation of a nonlinear system model. Finally, this small-signal model is applied to identify the dominant modes of the system and to investigate their parametric sensitivity.     

新型组合式转子同步电机参数研究

新型组合式转子同步电机的转子是在轴向叠片转子上嵌上一定长度的永磁体复合而成，其主要参数Ld、Lq的计算对于此种电机的分析具有重要的意义。本文对此电机的结构、参数进行了探讨，并通过两种方法得出了电机主要参数的计算公式，分析结果亦由实验予以验证。     

不同转子拓扑对永磁同步电机性能的影响

永磁同步电机因其高功率密度、高转矩密度、高效率等优点,目前已在众多行业领域得到广泛应用,在新能源电动汽车领域尤为突出。永磁同步电机采用不同的转子拓扑结构得到不同的电机性能。采用有限元方法基于Ansoft软件对一款新能源车用永磁同步电机不同转子拓扑结构进行仿真分析。从电机的距角特性、磁阻转矩特性、磁链特性、输出转矩外特性、输出功率外特性、电机性能参数对比表等方面比较不同转子拓扑结构电机的性能特点,分析各种拓扑结构的优缺点,并指出不同转子拓扑结构的适用场合。     

RTDS中同步电机模型特性研究

首先对RTDS中同步电机建模问题进行一般性的分析。然后在此基础上,采用典型同步电机参数,应用RTDS中的同步电机模型进行电机静态特性和动态特性实验,包括空载和稳态短路实验,以及突然三相短路实验。通过实验结果进行分析验证了RTDS中同步发电机模型的正确性。     

混合励磁同步电机调速系统的控制策略

为了研究混合励磁同步电机(HESM)调速系统的有效控制策略,推导出HESM在dq0坐标系统下的数学模型,设计了基于矢量控制的HESM调速系统,提出了HESM调速系统的分区控制策略及其实现方法.采用MATLAB软件下的Simulink/PSB工具箱,建立了HESM调速系统的仿真模型,并根据不同目的要求,设计了不同的仿真方法,分析了HESM调速系统在低速标准调速区、低速增磁调速区及高速弱磁调速区的调速特性,并与PMSM调速系统进行了仿真比较.结果表明,HESM调速系统比PMSM调速系统具有更高的恒转矩输出和更宽的恒功率运行范围,且增磁励磁电流给定通道的调节能提高电机动态响应速度.     

无刷同步电机转子绕组接地检测新原理的研究

同步电机采用无刷励磁是同步电机结构上的重大改革,取消了滑环和炭刷,但使转子接地故障检测变得较困难.目前无刷同步电机转子绕组接地检测主要采用传统的方式,没有考虑到无刷同步电机的特殊结构.针对这一情况,提出了一种无刷同步电机转子绕组接地检测的新原理,详细地分析了它的接地检测原理.提出了消除接地检测死区的条件和接地检测的灵敏度不受励磁电压影响的方法.另外,还考虑了电网突然发生短路故障对接地监测的影响,仿真结果证明,在突然短路的过渡过程中,接地监测不会发生误动作,说明了该无刷同步电机接地监测具有较高的可靠性.该接地检测新原理为无刷同步电机接地检测的工程应用提供了一定的理论参考依据.     

基于转子位置传感器的同步发电机■波形实时生成方法

同步发电机空载电势■的有关参数对电力系统的运行与控制都是非常重要的,但是,目前现场的监控装置想要得到■的相关参数仍然存在困难。文中提出一种基于转子位置传感器的同步发电机■波形的实时生成方法,依据该方法开发的装置能够输出频率和相位都与空载电势■一致而幅值恒定的正弦电压信号,从而使得现场的监控装置能够像测量发电机机端电压那样方便地测量空载电势■的有关参数。详细地介绍了这种方法的工作原理和实现技术。     

无刷同步电机转子绕组接地检测新原理的研究

同步电机采用无刷励磁是同步电机结构上的重大改革,取消了滑环和炭刷,但使转子接地故障检测变得较困难。目前无刷同步电机转子绕组接地检测主要采用传统的方式,没有考虑到无刷同步电机的特殊结构。针对这一情况,提出了一种无刷同步电机转子绕组接地检测的新原理,详细地分析了它的接地检测原理。提出了消除接地检测死区的条件和接地检测的灵敏度不受励磁电压影响的方法。另外,还考虑了电网突然发生短路故障对接地监测的影响,仿真结果证明,在突然短路的过渡过程中,接地监测不会发生误动作,说明了该无刷同步电机接地监测具有较高的可靠性。该接地检测新原理为无刷同步电机接地检测的工程应用提供了一定的理论参考依据。     

基于转子偏心坐标系的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力模型

针对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行时转子悬浮不够稳定的问题,研究了影响BPMSM转子悬浮性能的主要因素,即转子径向悬浮力模型。依据位移补偿控制理论和角坐标系的概念,建立了新的转子偏心坐标系。在转子偏心坐标系下,基于麦克斯韦应力张量法,利用积分和三角变换推导了转子径向悬浮力模型,并设计悬浮力绕组电流直接控制系统。建立电机的有限元模型,通过对比径向悬浮力的有限元分析结果与数学模型计算结果,验证了所推导数学模型的正确性与准确性。     

Sensorless control of synchronous reluctance motors based on extended electromotive force model and inductance measurement

In this paper, sensorless control for synchronous reluctance motors (SynRMs) without signal injection and an inductance measurement for position estimation are proposed. In the case of SynRMs, accuracy of inductances is the most important factor in realizing precise position estimation because inductances are largely varied by a magnetic saturation phenomenon. Therefore, the inductance measurement method, which can measure appropriate inductances for position estimation, is important as well as a sensorless control method. The inductance measurement based on the observer is discussed, and the measurement method and the parameter adjustment method for improved stability of the closed loop are proposed. The proposed method can measure inductances easily and be applied for permanent magnet synchronous motors, too. Finally, the proposed sensorless control method is verified experimentally. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(4): 70– 80, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20274     

表面-内置混合式永磁同步电机性能与转子参数影响

为研究表面-内置混合式永磁同步电机表面磁极和内置磁极的作用,采用有限元方法建立该电机仿真模型,通过对其空载特性和负载特性的分析可知该电机的空载特性受表面磁极影响较大,而其负载特性受内置磁极影响较大。进一步以表面-内置混合式永磁同步电机的转矩性能为参考指标,对转子表面磁极、内置磁极以及隔磁桥三部分的参数进行分析。结果表明改变表面磁极参数对改善气隙磁场,减小转矩波动有着较好的效果,而改变内置磁极参数对转矩波动影响较小,但对转矩幅值影响较大。此外受表面磁极的影响,内置磁极两端隔磁桥1处的漏磁随其宽度变化较小,因此可适当放宽隔磁桥1处的宽度,以改善电机转子机械强度,提高电机整体性能。     

带交轴短路绕组的同步电机参数局部辨识

为改善带整流负载的同步电机的运行稳定性,在电机转子中设置了交轴短路绕组.建立了带交轴短路绕组同步电机的参数辨识模型,研究了利用最小二乘法实现参数的辨识,分析了待辨识参数的灵敏度.根据参数灵敏度大小,局部辨识了某电机的参数.结果表明,该方法是有效的.     

Performance prediction of a hybrid‐excitation synchronous machine with axially arranged excitation poles and permanent‐magnet poles

This paper presents a method of predicting the steady‐state performance of a new hybrid‐excitation synchronous machine (HESM) theoretically. The field pole of this HESM is axially divided into two parts; one is an excitation part and the other a permanent‐magnet (PM) part. A nonlinear equivalent circuit, which can include the saliency of the rotor and the magnetic saturation due to the iron core, is derived. Based on this equivalent circuit, the steady‐state performance of the HESM is calculated, and the results are confirmed through experiments. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 150(2): 43–49, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20033     

直线同步电机的磁场与力特性分析

本文通过合理的假设，建立了直线同步电动机的磁场分析模型，在此模型的基础上，运用基本的电磁场理论，经推导得到了直线同步电机电磁场的解析表达式以及驱动力和悬浮力的表达式。经过实验的验证，与实验值基本吻合，并对实验结果进行了分析。     

考虑主磁路饱和的隐极同步电机V形曲线

从隐极同步电机的线性模型分析入手,导出其V形曲线的解析式.利用同步电机空载实验数据通过多项式拟合得到磁化曲线,提出隐极同步电机V形曲线的精确分析法,即基于稳态线性模型而激磁电抗参数随主磁路饱和程度不同而相应变化的分析方法.考虑主磁路饱和的同步电机激磁参数的估计值由最小二乘法参数辨识得到,实验数据与仿真结果基本吻合.仿真...     

A synchronous reluctance motor with a laminated rotor

Optimal tooth factors and polar overlap are obtained using numerical calculations of an in-plane magnetic field in the active volume of a synchronous reluctance motor (SRM) with a laminated rotor using FEMM 4.01 (Finite Element Method Magnetics, Version 4.01) software. Recommendations for improving the technical and economic indices of an SRM with laminated rotors at the expense of cutouts in ferromagnetic rotor packs and placing compensatory permanent magnets on the way of transverse magnetic flux closure are given.     

无刷交流同步电机无位置传感器起动控制

针对无刷交流同步电机应用于飞机变频交流起动发电系统中作为起动机用存在的励磁和位置传感器问题,提出一种适用于无刷交流同步电机的无位置传感器起动控制技术.在分析单相交流励磁控制效果的基础上,结合无刷励磁同步电机工作原理,在起动初始,采用主电机感应电势法估计出转子初始位置;采用他控式加速方法,克服了无位置传感器无刷交流同步电机零速起动存在的问题;达到一定转速后,采用反电势过零点检测法获取转子位置信息,从而切换为自控式加速运行.通过实验样机验证了上述控制方法的可行性,实现了无刷交流同步电机全转速范围内的无位置传感器起动.