基于三相半桥功率变换器的无轴承开关磁阻电机绕组结构分析

无轴承开关磁阻电机兼有开关磁阻电机和磁轴承的优点。功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其控制绕组电流,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。悬浮绕组功率变换器采用三相半桥结构时,由于负载的不对称,存在中点电压漂移问题。该文简要介绍了电机悬浮原理和数学模型,将功率变换器和电机作为一个整体,分析了中点电压漂移的原因及绕组配置对中点电压的影响。给出了5种绕组结构形式下,各相悬浮力之和及其对中点电压的影响。通过合理配置绕组结构,使电机在恒定径向负载的情况下,中点电压波动大为减小。给出了4种优化的无轴承开关磁阻电机绕组结构。实验结果证明了理论分析的正确性。     

一种新型电机电源变换器研究

提出一种新型五电平开关磁阻电机电源变换器的拓扑结构,该变换器能够减少功率器件的开关次数,降低器件的损耗,提高系统的效率。仿真结果表明该变换器具有很高的实用性,因此开关磁阻电机控制系统能够应用在大功率场合。     

基于新型位置传感器的直线开关磁阻电机控制系统设计

提出了一种应用于直线开关磁阻电机驱动系统的直接位置检测传感技术,设计了功率变换器主电路和基于单片机的控制系统。结合三相6/4结构的直线开关磁阻电机进行实验,采用新型位置检测器实现了电机的电动运行。实验结果验证了设计目标。     

基于三相四桥臂变换器的开关磁阻电机系统开路故障容错控制研究EI北大核心CSCD

功率变换器故障是影响开关磁阻电机系统运行的主要问题之一,电机系统长期运行故障状态下可能会对整个系统造成不可逆的损伤。为此,该文提出一种适用于三相开关磁阻电机的容错控制策略,保证电机系统在开关管开路故障下可以容错运行。在健康状态下,开关磁阻电机系统为两相励磁运行模式,保证绕组利用率。在开关管开路故障时,使用第四桥臂在故障相上产生反向电流,开关磁阻电机系统调整为单相励磁模式,解决开关管开路故障时输出转矩缺相的问题。所提方法在使用较少冗余开关的基础上,提高了开关磁阻电机系统在开路障条件下的容错能力。仿真和实验结果验证了所提容错控制方法的有效性。     

新型有源升压功率变换器及其在开关磁阻电机中的转矩脉动抑制

提出一种绕组退磁电压实时控制,且结构简单的新型有源升压功率变换器。该变换器利用绕组退磁能量和有源功率器件,根据电机工况实时控制绕组退磁电压,实现转速、负载较大变化情况下开关磁阻电机的高效率、低转矩脉动运行。同时,该变换器一相绕组仅需一个IGBT和一个二极管,简化了变换器结构。分析该新型有源升压功率变换器拓扑及在三相开关磁阻电机中的工作机理,研究绕组退磁电压对退磁相负转矩的影响,并对其数学模型进行推导。在此基础上,结合瞬时转矩控制策略,构建了基于该新型有源升压功率变换器的开关磁阻电机驱动系统,通过仿真与实验研究,验证了理论分析的有效性和优越性。     

开关磁阻电机系统恒功率输出控制研究

介绍了开关磁阻电机系统恒功率输出控制的原理,给出了两种恒功率输出控制策略及其实施方案。实验结果表明,电机运行状态下采用开关角控制策略,发电运行状态下采用相电压控制策略,开关磁阻电机具有较高的系统效率和较小的相电流峰值。     

开关磁阻电动机功率变换器性能及可靠性比较

介绍了几种开关磁阻电动机功率变换器及其拓扑改进结构,给出了主电路的选用原则和依据。在三相12/8结构开关磁阻电动机基础上仿真对比分析了某些变换器对开关磁阻电动机相电流、转矩脉动、效率等性能的影响。最后建立了功率变换器的可靠性模型以及可靠性仿真对比分析。     

12/10极绕组变结构双模式开关磁阻电机系统运行性能研究

采用多相系统可以提高开关磁阻电机功率密度、降低电机转矩脉动,但功率器件开关频率和损耗也随之提升,影响电机高速运行性能。采用少相系统更适合开关磁阻电机高速运行,但其低速效率较低、转矩脉动较大。针对单一运行方式难以同时满足电机低速和中高速运行需求的问题,提出一种既可以六相运行也可以三相运行的12/10极绕组变结构双模式开关磁阻电机。基于线性模型从电路角度推导电机三种不同绕组连接方式的转矩关系,利用有限元法对比分析电机六相和三相运行的静态电磁特性和稳态运行性能,通过六相/三相运行模式切换系统仿真模型,对电机变转速工况下模式间切换进行系统运行性能分析,最后搭建样机实验平台,验证理论推导和系统模型的正确性以及六相和三相运行模式间切换的可行性。仿真和实验结果表明,通过切换运行模式可以提高电机整体性能和利用率。     

直线开关磁阻电机发电控制系统设计

分析了直线开关磁阻电机的结构和工作原理,针对传统的光电传感器所存在的问题提出了一种应用于直线开关磁阻电机发电控制系统的直接位置检测传感技术,设计了功率变换器主电路和基于单片机的控制系统.结合三相6/4结构的直线开关磁阻电机,采用旋转直流电机作为原动机拖动直线开关磁阻电机次级作直线往复运动进行发电试验,模拟海洋潮汐发电,实现了电机的发电运行控制.试验结果验证了设计目标.     

开关磁阻电机的几种功率变换器拓扑的性能分析

通过对开关磁阻电机运行原理的分析，提出开关磁阻电机对功率变换器的一般要求并给出了驱动开关磁阻电动机的功率变换器的八种电路拓扑，分为传统型和改进型两类。对其中每一种电路拓扑的性能、优缺点、适用场合等进行了分析研究。     

一种前端级联 DC / DC 变换器的 开关磁阻电机驱动拓扑

针对开关磁阻电机传统不对称半桥功率变换器在电动汽车应用中的不足,提出了一种新型 DC/ DC 变换器级联在不对 称半桥功率变换器前端,以实现母线电压的调节以及制动能量的可控回馈。 首先,理论分析了变换器的工作模式;其次,分别建 立了励磁电压、退磁电压和关断角关于转速、负载的查找表,从而根据电机工况匹配合适的母线参考电压,并给出了系统整体的 闭环控制方案;最后,在一台三相 6 / 4 结构开关磁阻电机上进行了实验,实验结果验证了提出的新型功率变换器的有效性。     

基于P87LPC768的开关磁阻电机调速系统

介绍了开关磁阻电动机调速系统的工作原理,提供一套小功率开关磁阻电机调速系统。该系统使用三相开关磁阻电动机,功率变换器采用不对称半桥方式,以P87LPC768单片机作为控制器的核心,采集位置传感器的反馈信号,控制每相绕组的励磁顺序,实现对开关磁阻电动机的调速控制。     

开关磁阻电机自适应智能控制算法研究

基于开关磁阻电机原理,对智能控制算法在开关磁阻电机中的应用进行研究和改进,将积分分离引入算法中以提高控制性能,对改进算法控制效果进行仿真,与未改进算法进行仿真比较分析;最后以TMS320LF2407 DSP为核心控制芯片、三相不对称半桥电路为SR电机功率变换器主电路控制SR电机,给出实际运行转速波形,并对实验进行了分析...     

基于DSP的开关磁阻电机调速系统设计

以四相8/6极、5.5 kW开关磁阻电机为研究对象,以TMS320F240型DSP为控制器核心,采用最少开关器件的功率变换器主电路,主功率开关器件选用IGBT,设计了一种结构简单、性能可靠的开关磁阻电机调速系统。实验表明该系统运行稳定可靠,调速性能优良。     

8/6极开关磁阻电动机功率电路的设计和保护

开关磁阻电机(SRM)以其良好的性能得到广泛地应用。其中功率电路是开关磁阻电机调速系统中的重要组成部分。该文针对给定的8/6极SR电机,通过对几种常用功率变换器的结构进行分析,设计了一种优化的结构。文中给出了功率电路及保护电路的具体方案。实践证明,采用该功率电路电机能可靠稳定地运行。     

一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计

功率变换器是开关磁阻电机调速系统(SRD)中的重要组成部分,现有的各种功率变换器都存在着种种问题和不足,关键是不能保证较好的性能价格比。通过对两种常用的四相开关磁阻电机(SR)功率变换器主电路的分析,优化和综合常用的主电路,给出了目前最优的四相SR电机功率变换器主电路型式,即最少主开关型,提高了经济性和实用性。结合研制实践,介绍了5.5kW的SR电机新型功率变换器的实际电路、主要器件及其定额的选择。该方案已成功地通过了实验应用,结合降低SR电机转矩波动的有效手段,实现了电机实时双相绕组通电稳定运行。     

基于数字信号控制器的电动车用开关磁阻电机控制系统设计

以一台三相12/8结构开关磁阻电机(SRM)为对象,设计了一套基于dsPIC30f20l0数字信号控制器( DSC)的电动车用SRM控制系统,根据电动车的性能指标给出了系统的功率变换器、控制策略和软硬件设计,最后进行了装车试验.试验表明该系统运行可靠,性能优良.     

适用于无轴承开关磁阻电机的新型升压功率变换器

针对无轴承开关磁阻电机在换相时励磁电流建立速度过慢,本文提出了一种结构简单的升压型功率变换器,电机在换相时,通过利用绕组退磁能量来为后一相绕组迅速建立励磁电流,在保证电机稳定悬浮的基础上实现电机换相时的低转矩脉动运行。分析了该功率变换器的拓扑结构以及工作状态,在此基础上,构建了基于该新型升压功率变换器的12/8极双绕组宽转子齿无轴承开关磁阻电机驱动系统,通过Matlab/Simulink系统仿真和实验平台,验证了该功率变换器的可行性和有效性。     

新型开关磁阻电机升压功率变换器分析研究

本文提出了一种新型开关磁阻电机功率变换器,在原有三相不对称型功率变换器的基础上,在其前端增加了三个二极管和两个电容。与原有的控制效果相比,不仅增大了启动时相电压的大小,同时也增大了电流续流过程中,反向电动势的大小,大大减小了续流时间。仿真结果表明,这种新型变换器可大大减小电流的续流时间,减少制动转矩;同时在启动过程中,增大了启动转矩,提高了系统的输出功率。     

基于预测电流控制算法的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略

针对传统开关磁阻转矩脉动抑制策略中采用电流滞环控制方法带来的电流动态跟踪能力弱而引起转矩脉动大这一问题,提出一种基于线性转矩分配函数策略下的无差拍电流预测方法,提高电流跟踪特性,减小因电流跟踪能力弱引起的转矩脉动。根据电机运行中电流分布特征及电流变化率,灵活选择"正压零压"、"负压零压"等PWM调制模式,确定最佳的功率变换器励磁、续流、退磁模式组合,提高在不同运行模式下电流控制的准确度,在不增加开关频率或改变滞环宽度条件下,使实际电流时刻跟踪给定。搭建三相12/8极开关磁阻电机仿真模型及实验平台,考虑磁场饱和、高速运行、低速运行、负载突变等工况,对转矩脉动指标进行对比。实验结果表明,在线性转矩分配策略下电流预测控制策略能有效减小开关磁阻电机的转矩脉动,提高电机运行效率。