电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。     

低速大转矩永磁直驱电机研究综述与展望

低速大转矩永磁直驱电机替代传统的感应电机加机械减速机构的传动模式具有明显的优势,受到越来越广泛的关注。转矩密度是衡量低速大转矩直驱电机的关键指标之一,本文主要从结构特点、应用现状和科研进展等方面,介绍了真分数槽集中绕组永磁电机、永磁游标电机、永磁盘式电机、横向磁通电机和双定子/双转子电机等几类高转矩密度低速大转矩永磁直驱电机。概述了转矩脉动、气隙偏心故障、机械强度和温度场研究等的必要性和方法。基于研究现状展望未来发展方向,为实现高性能低速大转矩永磁直驱电机提供参考。     

永磁/磁阻混合转子双定子同步电机转矩解耦矢量控制

本文介绍了一种新型永磁/磁阻混合转子双定子同步电机。该电机与常规电机相比具有转矩密度高、体积小的优点,非常适合于低速大转矩电力传动系统。本文提出了一种永磁/磁阻混合转子双定子同步电机的矢量控制方法,并提出了一种转矩解耦算法来分配内外定子的输出电磁转矩。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

两极异步起动永磁同步电机齿槽转矩的研究

异步起动永磁电机的齿槽转矩会引起转矩和转速的波动,对电机的起动和运行性能产生不利的影响.本文以一台2极1.5 kW的异步起动永磁同步电机为研究对象,分析了异步起动永磁同步电机齿槽转矩的特点,建立了该电机的有限元分析模型,并实验验证了模型的准确性.在此基础上,比较研究了转子闭口槽、定子辅助槽、优化极弧系数和采用不均匀气隙等几种方法对该电机齿槽转矩的削弱效果.     

一种新型混合转子双定子同步电机的转矩解耦矢量控制

为了提高低速直驱永磁同步电机的转矩密度,充分利用其内腔空间,本文针对一种新型混合转子双定子同步电机,提出一种适用的矢量控制策略。该种电机的转子一侧采用表贴式永磁转子结构,另一侧采用磁阻转子结构,该种新型混合转子结构同时还解决了传统双定子永磁同步电机成本高的问题。针对该种特殊结构新型电机,本文提出一种转矩解耦矢量控制方法,利用转矩解耦系数实现了内外电机的转矩解耦控制。在Matlab/Simulink仿真环境下,对新型混合转子双定子同步电机及其矢量控制系统进行模型建立和仿真分析。仿真结果验证了所提出电机模型及其控制系统的可行性和正确性,且控制效果理想。     

基于有限元方法的双定子永磁同步电机齿槽转矩研究

永磁电机不通电时永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起低速永磁电机起动困难.为了有效地削弱低速双定子稀土永磁同步电机齿槽转矩,在目前国内外永磁电机齿槽转矩研究基础上,建立了低速双定子稀土永磁同步电机齿槽转矩的解析表达式,针对表达式中影响齿槽转矩大小的一些因素,利用有限元方法进行了仿真分析,得到了影响齿槽转矩大小的变化规律,为电机最优设计提供重要依据.     

双定子盘式横向磁通永磁同步电机的原理分析与转矩脉动抑制

小型化是推动伺服电机技术进步的重要研究方向。通过研究提出具有转矩密度高、空间设计灵活优势的双定子盘盘式横向磁通永磁同步电机，实现电机设计的高度集成化，减小电机驱动系统体积。设计一台额定功率5.4 kW、额定转速3 000 r/min的双定子盘盘式横向磁通永磁同步电机，分析电机的主要电磁性能。为减小电机转矩脉动，提出齿极设计参数优化以及不对称定子盘结构两种手段，进一步研究不对称定子盘结构对电机转子结构强度的影响。实验验证了该电机的可行性以及主要性能参数。     

内置式永磁电机齿槽转矩的分析研究

内置式永磁电机因其高转矩及能量密度,在许多高性能装置中得到广泛应用.但永磁电机结构的特殊性,转子永磁体和定子齿槽之间相互作用产生的齿槽转矩会引起振动和噪声,同时齿槽转矩会降低速度和位置控制系统的低速时的性能.研究了一种内置式结构永磁电机的齿槽转矩,其转子磁极永磁体分段.根据分析可知,在相同的等级及尺寸条件下,永磁体分段的内置式永磁电机(SIPMM)比传统非分段内置式永磁电机(IPMM)的齿槽转矩低得多,然后利用有限元软件Maxwell 2D计算分析比较了SIPMM与IPMM的齿槽转矩.此外,还分析了两种不同转子结构的内置式永磁电机的齿槽转矩情况.     

双定子永磁起动发电机的设计及电动/发电状态分析

针对混合动力汽车起动发电机需高起动转矩、高过载倍数及宽恒压发电范围的特点,提出采取双定子结构代替原单定子结构,设计了一台双定子永磁起动发电机。仿真分析电机的电动运行和发电运行两种工作状态,对电机设计方案的可行性进行验证。将双定子起动发电机与单定子起动发电机进行对比,结果表明该方案可使相同电流密度下电机驱动能力增强,转子内部空间利用率提升,电机的过载能力也提高了2倍。     

双转子柱体超声波电机输出转矩分析

对双转子电机定子表面质点运动轨迹进行了仿真,直观地描述了电机运行机理。应用Timoshenko梁振动理论计算了运动轨迹的椭圆倾角,根据倾角和双压电晶片的位移描述方程,计算出定子的纵向振幅,再结合赫兹接触理论,得出一定预压力下定转子接触区域宽度,进而得出双转子柱体超声波电机的转矩模型。计算出了相同尺寸单双转子电机的倾角和转矩,对比得到双转子电机的转矩比单转子的大两倍,证明了双转子结构在转矩性能上的优点,为双转子柱体超声波电机的结构优化设计提供了理论基础。     

有限转角力矩电动机转矩分析和优化

提出并设计了一种5N·m直流有限转角无刷力矩电动机,对该电动机的基本结构进行了研究,给出了电磁转矩的计算方法,使用Magnet软件对电动机主要参数进行优化设计,进行了样机试制.样机测试结果表明,该电动机输出力矩大,可满足精密焊接设备直接驱动器的要求,具有比较重要的应用前景.     

感应电动机直接转矩控制系统转矩脉动分析

基于感应电动机电磁转矩方程,分析了直接转矩控制系统中不同电压矢量对电磁转矩的作用,解释了不合理转矩脉动产生的原因,并给出了相应的解决方法.     

转矩脉动最小化的直接转矩控制系统

直接转矩控制的优点是响应迅速,所以广泛应用于需要转矩快速响应的场合,同时它也存在很多缺点:开关频率不能保持恒定、低速区转矩脉动较大等.本文提出一种恒定开关频率控制电压矢量来减少直接转矩控制中转矩脉动的新方法,该方案采用对转矩脉动进行最小化控制的思想,计算量少,容易实现.通过Matlab/Simulik对系统进行构建并仿真,得出相应的定子磁链、转矩、仿真波形,验证了该方案有效性.     

感应电动机直接转矩控制转矩脉动降低的研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,低速时的转矩波动会使控制系统性能变差.采用高性能的磁链观测器来准确观测磁链,并且采用转矩与磁链双层滞环比较器来优化改进开关选择表.仿真与实验结果证明该控制方案能有效降低低速时的转矩波动.     

永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究

在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限转矩主要制约因素的基础上，分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩，并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素，文中还进行了数值计算并加以实验验证。     

有限转角力矩电机起动转矩测试方法探讨

随着科技的发展,一种有限转角力矩电机广泛应用于导弹雷达的无线定位、伺服阀门的运行以及通过小角度旋转的各种驱动系统。由于起步较晚,有限转角力矩电机的起动转矩测试项目在对应的国军标中没有涉及,而它的起动转矩准确与否是一个关键点。本文立足于有限转角力矩电机的发展现状,提出一种有限转角力矩电机起动转矩的测试方法,从测试角度对该方法进行分析论证。在此基础上,研制了一套有限转角力矩电机的起动转矩测试装置,并对其进行了可行性验证。用该测试装置对有限转角力矩电机的起动转矩进行试验,并对试验数据进行分析。结果表明该装置实现了有限转角力矩电机起动转矩的测试,并显著提高了测试精度。     

低转矩脉动直接转矩控制系统的研究

针对直接转矩控制的异步电机存在较大转矩脉动的问题,提出了一种新的控制方案。该方案是在传统直接转矩控制原理的基础上,通过调节一个周期中电压矢量的有效作用时间来减小异步电机的转矩脉动。最后给出了控制机理及有效改善转矩脉动的仿真波形。     

低转矩脉动直接转矩控制系统的研究

针对直接转矩控制的异步电机存在较大转矩脉动的问题，提出了一种新的控制方案。该方案是在传统直接转矩控制原理的基础上，通过调节一个周期中电压矢量的有效作用时间来减小异步电机的转矩脉动。最后给出了控制机理及有效改善转矩脉动的仿真波形。     

基于DITC的开关磁阻电机转矩脉动最小化研究

转矩脉动是开关磁阻电机较为突出的缺点.本文基于直接瞬时转矩控制(DITC)的概念,直接控制瞬时转矩跟随参考转矩,并结合转矩滞环控制器,阐述了减小转矩脉动的控制原理.针对一台3相12/8极开关磁阻电机,建立了Matlab环境下SRM系统的仿真模型.仿真结果和实验结果如实地反映了开关磁阻电机的运行特性,验证了本文所用的直接瞬时转矩控制能有效地减小转矩脉动.     

基于转矩分配函数的开关磁阻电机预测转矩控制

开关磁阻电机独特的双凸极结构导致电机在运行过程中产生较大的转矩脉动,限制了开关磁阻电机的应用范围.为抑制转矩脉动,本文将转矩分配函数和模型预测控制相结合,提出一种基于转矩分配函数的预测转矩控制策略.首先,由转矩分配函数将参考转矩离线分配至各相;其次,利用开关磁阻电机离散模型预测下一周期转矩大小;最后,通过代价函数选取最优控制量跟踪参考转矩.相较于传统的基于转矩分配函数的电流斩波控制方式,新控制策略取消了电流滞环,提高了控制精度.仿真和实验结果表明,相较于传统电流斩波控制,本文提出的基于转矩分配函数的预测转矩控制具有更好的转矩脉动抑制效果.