基于VS2010的永磁同步电机优化设计与分析

为解决永磁同步电机设计中磁路计算复杂、查表工作繁琐以及优化设计过程中迭代处理耗时的问题,基于Microsoft Visual Studio 2010开发工具,将改进型自适应遗传算法用于电机优化设计中,利用C++语言将电机电磁计算程序与优化算法相结合,设计出具有友好界面的永磁电机优化设计软件,快速准确地找到电机设计的最优解,缩短了开发周期,大大提高了电机优化设计的效率;通过有限元软件Ansoft对优化前后的电机设计方案进行静态和瞬态的仿真分析,仿真结果表明了该电机优化设计软件的有效性和实用性。     

电动汽车牵引电机新型控制系统的设计研究

以电动汽车的牵引永磁同步电机为研究对象,确定了作为电机运行基准的电动汽车NEDC行驶工况。为提高永磁同步电机矢量控制的指令响应速度,提出一种基于转矩指令的最大转矩/电流比控制策略。最后采用先进汽车仿真器软件(Advisor)与Matlab软件的联合仿真,以及基于Infineon公司XC2000芯片的驱动-负载电机对拖硬件平台实验,根据行驶工况指令要求共同验证了控制策略的有效性以及在电动汽车中应用的可行性。     

电动汽车牵引永磁电机关键性能的有限元仿真分析

通过有限元仿真软件对电动汽车牵引用永磁电机的两个关键性能-牵引特性和振动噪声特性进行仿真分析,缩短电机的研发周期,解决车用永磁电机设计过程中样机反复试制费用大、周期长的缺点。建立永磁电机的电磁场2D有限元仿真模型,验证永磁电机的低速最大转矩输出能力和高速弱磁扩速能力,依据电磁场分析结果,在不影响电机牵引性能的前提下转子铁心开工艺槽,减小电机质量,改善转子通风条件。对车用永磁电机进行电磁力波分析,建立电机定子铁心的3D模态有限元仿真模型,分析得出电机结构的模态频率,从电机的电磁设计和结构设计上避免产生较大电磁振动和电磁噪声的可能性。     

电动汽车牵引用永磁同步电机的场路联合仿真

基于Maxwell 2D和Simplorer联合仿真平台,以1台额定功率20 k W的电动汽车牵引用永磁同步电机为研究对象,建立考虑电机饱和问题和损耗影响的电机牵引系统仿真模型。通过分析恒转矩工作区间i_d=0控制与MTPA控制、高速运行区间id=0控制与弱磁控制的牵引特性,具体对比了电机的磁链、电流、转矩脉动、驱动效率等特性。通过试验测试,验证了仿真方法的正确性,为电动汽车牵引电机调速系统的控制仿真提供了参考。     

基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的数值分析

提出了一种基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的设计方案,并通过有限元仿真评价样机在人工心脏应用中的可行性。其次,应用Ansoft有限元软件对Halbach阵列永磁电机进行了数值研究,对电机进行静态和瞬态仿真,并运用MATLAB软件对电机气隙磁通密度的径向分量进行谐波分解。仿真结果表明,与课题组原传统径向充磁电机相比,Halbach阵列电机转子铁心厚度减小0.35 mm,感应电动势幅值增加5 V,齿槽转矩幅值减小2.05N·m。     

基于JMAG软件的高速永磁电机的研究与设计

基于磁路分析设计法,提出了5kW高速永磁电机的设计方案,并对设计过程中的电机极数、永磁体厚度、绕组节距以及极弧系数进行了优化仿真。通过JMAG软件建模仿真,完成了对高速永磁电机的磁密、磁感线、空负载电动势以及电机转矩的分析,该电磁方案可为高速永磁电机设计与优化分析提供一定的理论依据。     

基于双核CPU的永磁电机转子角度检测研究

永磁电机转子角度对其控制具有重要影响,目前永磁牵引电机广泛采用旋转变压器进行转子角度和速度信息的检测。基于TMS320F28377D双核CPU结合AD2S1210解码芯片构成转子位置检测系统,并采用角度分段补偿对其误差进行校正,从而为永磁电机控制算法提供了准确的转子角度信息。通过半实物仿真平台对不同转子频率下解码芯片输出的转子角度信息进行了验证。该检测方法具有精度高、抗干扰能力强的特点,满足牵引系统高可靠性和稳定性的要求,具有一定的工程意义。仿真和试验结果表明了该方法的可行性和有效性。     

同步控制策略在高速列车牵引电机中的应用

高速列车采用永磁同步电机作为牵引电机以后,每台电机由独立的逆变器供电,为使个别轮对发生"空转"时系统能够快速响应,有必要对同步控制策略的应用进行研究。本文分析比较了不同同步控制策略的特点,提出了适用于4台永磁同步电机同步控制的虚拟主轴和偏差耦合控制方案,在Lab VIEW中搭建了仿真模型。利用仿真模型分析了系统在单台电机负载突然减小的情况下电机转速以及电机间转速差的变化情况,讨论了一些参数对控制策略的影响。对比分析了虚拟主轴和偏差耦合两种方案在大功率永磁同步电机同步控制中的性能与各自特点。仿真结果证明高铁永磁牵引电机采用合适的同步控制策略后,当个别轮对出现空转等状况时,受扰动电机的速度突变被限制在较小范围内,危害减小。     

具有安全功能的风电机组变桨用三相永磁同步电动机设计与分析

介绍了适用于风电机组变桨系统的永磁同步电动机设计方案,并基于Ansoft Maxwell 2D软件搭建了永磁同步电机电磁场仿真模型,进行仿真计算和有限元分析,得到满足特性要求的永磁同步变桨电机设计方案。     

直驱式波浪发电系统能量跟踪控制

针对直驱式波浪发电系统输出功率波动特性以及直线电机动子往复运动特性,提出一种基于永磁直线电机动子运动方向判断方法的能量跟踪控制策略。首先,根据永磁直线电机数学模型进行仿真模型的搭建和分析,并基于仿真结果设计圆筒式永磁直线电机。进而,提出波浪发电能量跟踪控制策略,并搭建直驱式波浪发电系统整体仿真模型。最后,基于设计的圆筒式永磁直线电机搭建直驱式波浪发电系统硬件模拟平台进行实验研究。通过仿真和实验验证了永磁直线电机动子运动方向判断的方法和能量跟踪控制策略的有效性。     

基于多模式SVPWM算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略

弱磁控制技术可以降低逆变器的容量、拓宽调速范围,对提高轨道交通永磁同步牵引系统的性能有着重要而现实的意义。性能优异的调制方式更能保证弱磁系统输出良好的控制性能,而大功率传动系统开关器件的开关频率较低,使得传统的空间电压矢量异步调制方法已不能满足控制策略需要,本文在分析空间电压矢量多模式调制算法原理以及永磁同步电机弱磁原理的基础上,提出了新型的基于多模式空间电压矢量调制算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略,保证永磁同步牵引电机弱磁控制系统能充分利用开关频率,且在异步调制和分段同步调制段都具有良好的输出特性,仿真和试验验证了本方案的可行性和有效性。     

基于有源阻尼的大功率永磁牵引电机电流控制

相比于异步电机,永磁同步电机具有功率密度高、效率高、可轻量化等优点,在大功率牵引传动领域得到了越来越多的研究.由于牵引变流器中二次谐振回路的存在,永磁电机的电压和电流在特定的定子频率点会产生振荡,影响系统的稳定运行,而传统的永磁电机电流控制方法无法有效抑制此振荡.为此,提出了一种基于有源阻尼注入方法的新型电流控制策略,...     

永磁电机有限元时步法的研究与应用

对有限元时步法在永磁电机中的应用进行了研究,阐述了基于二维场路耦合时步法的永磁电机模型。采用一台具有特殊转子磁路结构的永磁电机进行了仿真分析,结合试验结果证明了该模型的正确性并指出利用永磁电机的有限元模型结合控制策略是现代电机及其控制系统仿真的方向。     

基于空间矢量控制的三闭环永磁同步电机控制系统仿真

分析了永磁同步电机的数学模型和基于转子磁场定向的矢量控制原理,运用MATLAB/SIMULINK建立基于SVPWM的永磁同步电机位置-转速-电流三闭环矢量控制系统仿真模型并进行仿真及对仿真结果进行分析。仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有良好的动态响应性能,调节速度快,为永磁同步电机控制系统设计与研究提供了理论基础。     

Development trend of the permanent magnet synchronous motor for railway traction

Owing to the resent progress in power electronics and permanent magnet materials, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) that is lighter, smaller, and more efficient than the conventional induction motor has become realistic as a traction motor. We are making research and development effort on the introduction of the PMSM to rail vehicle traction. The recent development trend of the permanent magnet synchronous traction motor is reviewed. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统

从永磁同步电机的定子磁链模型出发，应用精确线性化理论，实现永磁同步电机输入输出线性化与解耦。将永磁同步电机动态解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性磁链子系统，结合磁链扇区判断方法和线性化解耦后的实际系统输入来确定目标空间电压矢量，实现了永磁同步电机调速系统的转速和磁链动态解耦控制。仿真和实验结果表明，基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统具有理想的速度跟踪性、良好的鲁棒性和低速性。     

一种内置式永磁同步电机设计与性能评估

根据电动汽车在额定工况下的牵引力要求,针对中型商用电动汽车设计了60kW内置式永磁同步电机。首先,根据永磁同步电机理论计算关键尺寸。其次,利用有限元方法FEM)仿真模型分析了永磁体尺寸、偏斜对电机电磁转矩的影响,并计算了电机在不同工作条件下的温度分布、损耗以及工作效率。最后,制造了试验样机并搭建实验平台,在不同工作模式下验证样机性能并与FEM仿真结果进行对比,验证了有限元设计的可行性和准确性,为电动汽车用电机的设计提供理论参考。     

基于双空间矢量矩阵变换器的永磁同步电机的闭环控制

介绍了矩阵式变换器的双空间矢量调制的工作特点,对永磁同步电机的数学模型进行阐述。在此基础上对基于矩阵变换器的永磁同步电机的双闭环控制进行了研究,建立了控制系统的MATLAB仿真模型,给出了主要仿真结果波形,仿真结果说明使用矩阵变换器对永磁同步电机进行双空间矢量闭环控制,可以很好的解决输入功率因数问题,并且可以很好的实现定子电枢电流的跟踪,系统性能良好。     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器研究

为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法.该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高.根据滑模观测器原理,建立了基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制的系统模型.同时利用Matlab仿真工具建立无位置传感器的永磁同步电机仿真平台,仿真结果验证了滑模观测器法的有效性.     

新型两相磁通切换型永磁电动机调速系统建模与仿真研究

基于Matlab/Simulink对一种新型结构的两相磁通切换型永磁(FSPM)电动机调速系统进行了仿真研究。首先分析8/6极FSPM电动机的工作原理和数学模型,之后引入了三相永磁同步电动机常用的矢量控制策略,从而建立了两相FSPM电机调速系统的稳态和动态仿真模型。仿真结果表明矢量控制算法对FSPM电机完全适用,为定子永磁型电动机调速系统的控制提供了新思路。