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。     

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。     

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。     

基于损耗模型的定子双馈电双凸极电机在线效率优化实验研究

作为电动车用的定子双馈电双凸极(SDFDS)电机,具有励磁磁场可独立调节的优点.为了满足电动车自身既要求效率高、又要求宽调速范围内转矩响应快的特点,使用基于损耗模型的方法实现了SDFDS电机的在线效率优化.但其控制性能取决于电机损耗模型的精度,而这却受电机参数变化和模型简化假设影响.对此采用对实测数据进行最小二乘法辨识来获取电机的损耗模型参数.基于此损耗模型,仿真和实验结果表明,SDFDS电机的效率提高效果较明显,验证了其有效性.     

利用极端学习机的新型定子双馈电双凸极电机效率优化

通过励磁电流和电枢电流的协调控制,可以使电动车用定子双馈电双凸极电机在整个调速范围内运行在较高率区,以满足电动车的高效率要求。但电机中励磁电流与电枢电流、转速和转矩的非线性特性使协调控制实现困难。极端学习机作为单隐层前向神经网络的一种典型学习算法,可以有效解决这个非线性问题。该文提出基于极端学习机的励磁电流和电枢电流的协调控制技术,利用电机运行中效率最高的实验数据作为训练样本,构成两输入两输出的单隐层神经网络,对网络进行离线训练,得到隐层单元的节点数和输出权值用作在线控制。实验结果表明,该方法可以使定子双馈电双凸极电机在整个运行范围内运行在高效率区。     

电动车用定子双馈电双凸极电机的设计与电磁特性

介绍了定子双馈电双凸极(SDFDS)电机的设计方法,导出了电机尺寸方程,设计了一台三相12/8极电机样机.基于二维有限元对电机的磁场分布、磁链、反电动势、电感和静态转矩等电磁特性进行了计算和分析,计算中考虑了励磁磁场和电枢反应的相互作用.样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该电机的进一步研究和控制系统的设计奠定了基础.     

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.     

新型双凸极永磁电机调速系统的变参数PI控制

双凸极永磁电机转矩和转速之间具有强烈的非线性关系，采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性，为此根据PI控制器各参数在调节过程中的不同作用，提出了适于单片机上实现的变参数PI控制模型，并用遗传算法求解其参数，理论分析与实验结果均表明，变参数PI控制器比常规PI控制器具有更强的自适应性，双凸极电机调速系统具有优良的稳态和动态性能，该文所提出的控制模型及其算法是正确和有效的。     

定子永磁型双凸极电机的转子设计

目前,对双凸极永磁（Doubly salient permanent magnet,DSPM）电机驱动系统研究时间相对较短,尚有不少技术问题有待进一步深入探讨.但鉴于已了解双凸极永磁电机驱动系统具有的优点、特征以及合理使用该系统,结合实践,对定子永磁型双凸极电机的转子进行了设计,分析了双凸极永磁电机的电流斩波控制和角位置控制方式,阐述了功率变换器的电路结构和信号检测原理.     

双凸极电机非理想的霍尔位置信号对电机运行的影响

在双凸极电机的运行中,霍尔位置检测器的安装精度、转子齿盘的加工精度以及其自身的延时特性都会造成实际霍尔位置信号的非理想.非理想的霍尔位置信号不仅会增加霍尔位置调整的难度,影响电机的运行性能,甚至系统无法正常工作.文中对这一类实际问题进行了详细阐述,给出分析结论,从而提出几种解决方案.并基于12/8极混合励磁双凸极电机样机的试验,验证了所提方案的正确性和实用性.     

基于模糊PI自适应速度调节器的直接转矩控制系统

为了更好地解决直接转矩控制系统中的变参数非线性问题，提出了一种适用于异步电动机直接转矩控制的模糊参数PI自适应速度调节器的设计方法，其模糊规则的生成是通过分析经典PI调节器的阶跃响应并进行优化而获得，以此来对速度环PI调节器进行模糊控制，仿真的结果说明了此种设计方法的有效性。     

双凸极起动/发电机的全数字起动控制

为了研究双凸极电机的起动过程,采用了电机转速PI调节与斩单管电流调节的双环控制方法,结合数字控制技术,研究了双凸极电机的全数字起动过程,给出了基于DSP控制的起动系统的硬件与软件设计。通过电机起动过程的转速响应曲线与相电流变化规律的试验结果,验证了双凸极电机的全数字起动控制具有起动时间短、转速响应快、电机性能稳定的优点,对于双凸极电机应用于航空起动／发电系统提供了理论与实践支持。     

基于模糊PI的超声波电动机频率追踪控制

在超声波电动机固定增益PI控制的基础之上,对模糊PI控制策略进行了研究,并从超调量和稳定时间两个性能指标进行了优化.文章利用模糊控制在线整定PI参数,重点讨论了模糊规则在区间变化时对控制效果带来的影响,通过仿真试验和讨论总结出了模糊PI控制器在超声波电动机控制时模糊规则的设定规律,当误差在大、中、小三种区间变化时所对应比例系数和积分系数的模糊规则会产生相应的变化,为超声波电动机模糊PI控制提供一定的借鉴.     

双凸极无刷直流发电机的换相研究

双凸极发电机相电势的特殊性使得双凸极无刷直流发电机负载工作时的换相重叠角和换相压降难以用准确表达式表示.文中研究了励磁电流、转速和负载大小对换相重叠的影响,给出各种情况下换相重叠角的对比分析,并与永磁同步无刷直流发电机的换相重叠进行了对比,从而揭示出双凸极无刷直流发电机换相重叠规律,为发电机外特性等基本特性的研究提供了依据.     

PI control adjusted by GA for ultrasonic motor

This paper proposes a PI control method adjusted by a genetic algorithm (GA) for an ultrasonic motor (USM). In the proposed method, proportional and integral gains are adjusted using a GA in order to compensate the characteristic variations of the plant. The effectiveness of the proposed method is confirmed by experiments. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 169(1): 59–65, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20842     

五相容错双凸极无刷直流发电机研究

针对高可靠性应用场合,提出一种五相10/8结构容错电励磁双凸极发电机的构成方案.在分析了该电机结构特点的基础上,利用二维有限元电磁场分析软件对电机的静态特性和空载开路故障进行仿真.仿真结果表明:该电机电动势宽度为144°左右.励磁绕组自感基本不受转子位置影响,而电枢绕组的互感也远小于电枢绕组的自感.当一相或非相邻的两相发生开路故障时,对输出电压的直流分量影响很小,而当相邻的两相发生开路故障时,对输出电压影响不可以忽略.     

基于模糊自适应整定PI感应电动机直接转矩控制的研究

针对采用常规PID控制的感应电动机直接转矩控制的不足,为了进一步提高直接转矩控制系统的性能,设计了一种模糊自适应整定PI速度调节器,根据速度偏差与偏差的变化率来实时调整参数。在SIMULINK/PLECS环境下进行了仿真,并与常规的PI速度调节器进行了对比。仿真结果表明,采用模糊PI速度调节器可以提高系统的响应速度和抗干扰能力,验证了该控制方案的正确性和有效性。     

Analysis of DC output voltage ripple in an electromagnetic doubly salient brushless DC generator

Considering the salient pole and high magnetic nonlinearity of the electromagnetic doubly salient (EMDS) DC generator, a 12/8 pole prototype EMDS generator is designed and calculated using a 2-D finite element method (FEM). The phenomenon is analyzed and that the phase voltage wave changes between 120° and 180°. The influence of the exciting current and armature reaction on the DC voltage ripple of the generator is discussed in detail, and the nonlinear rules are gained that DC voltage ripple changes accordingly. The theoretical analysis is verified by the simulation and experimental results. The results are helpful for the optimal design of the generator and the optimal control of exciting-winding. We conclude that the filter-capacitance of the rectifier can be designed. Translated from Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 38(1): 47–52 [译自: 南京航空航天大学学报]