双凸极无刷直流发电机计算机辅助设计的研究

根据双凸极无刷直流发电机的特点，提出了一种计算机辅助设计方法，给出了设计过程。该方法不仅提高了设计的灵活性，而且具有虚拟实验的功能，设计结果和样机实验对比表明设计的结果是正确的。     

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 ,为研究双凸极发电机的工作性能提供理论依据     

双凸极无刷直流发电机空载特性的分析

首先用变网络等效磁路法计算了12/8结构的某双凸极交流发电机的空载相电压，给出了实验结果的对比。然后，在此基础上给出了凸极无刷直流发电机的空载特性的求法，计算的结果和实验的结果进行了比较，说明该方法具有较高的计算精度。该无刷直流发电机空载特性的求出为双凸极无刷直流发电机的磁路设计提供了重要的理论依据。     

自励磁双凸极低压无刷起动发电机研究

利用有限元法对双凸极起动发电机的磁场分布和参数进行分析和计算,采用数值计算的方法对电机空载特性进行了仿真.对自励磁发电过程进行计算,确定自励磁建压工作点.     

一种低成本永磁无刷双凸极电动机

无刷直流电动机采用电力电子器件替代传统直流电动机的机械换向装置,具有诸多优点.但是,由于其电子电路中价格较高的大功率开关管数量多,大大提高了无刷直流电动机的成本.这个缺点对小功率电机尤其明显,制约了无刷直流电动机的进一步推广.提出一种新型低成本永磁无刷双凸极电机,能实现双向运行,并且其大功率开关管减少到两个,由此可降低电机成本.分析了这种电机的运行原理,并通过有限元仿真软件证明了其良好的运行特性.     

电励磁双凸极发电机的三相整流换相过程分析

阐述了电励磁双凸极无刷直流发电机整流发电的工作原理,推导了电流换相时间、换相重叠角以及换相压降的解析公式,并分析了励磁电流、发电机转速以及负载性质对电流换相的影响。理论分析与实验结果表明：电励磁双凸极发电机整流发电时的换相过程由电机自感和互感引起;励磁电流大小会使工作模态发生变化;当负载和励磁电流不变时,换相时间受发电机转速影响,换相重叠角保持不变;负载为阻性与感性时,存在换相重叠,负载为容性轻载时,换相重叠现象不明显。     

电励磁双凸极无刷直流发电机非线性PI调压技术的研究

针对12/8极电励磁式双凸极（EMDS）无刷直流发电机的非线性特性，提出了一种新的非线性PI调压控制方法，该算法中比例和积分参数随调压误差的变化而非线性变化。设计了以 DSP为核心的数字调压器，利用实验离线辨识的方法建立发电机系统的数学模型，在此基础上设计了算法参数，与传统PI算法做了实验对比，结果表明其抗干扰能力比常规PI调节器强。为了进一步提高系统的动态性能，在非线性PI算法中加入了负载电流前馈补偿控制。实验结果表明，在系统突加和突卸负载两种情况下，采用具有负载电流前馈补偿的非线性PI控制后，发电机电压不仅恢复时间明显缩短，而且电压波动幅值也大大减小，系统的动态性能得到了明显的提高，而且具有高的稳态精度。     

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.     

凸极电容式单相无刷同步发电机

文章采用“耦合电路法”对凸极电容式单相无刷同步发电机的励磁系统进行了较详细的分析，导出了适用于工程设计计算用的转子励磁电流计算公式，样机试验结果与转子励磁电流计算值基本一致。     

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]     

无刷直流电机换向转矩脉动分析与抑制

针对无刷直流电机的单斩PWM的4种调制方式,建立了换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型,研究了换向转矩脉动与PWM调制方式的关系。基于Matlab的仿真模型,分析并比较各种调制方式对换向转矩脉动的不同影响,提出了在换相时加补偿电流可有效抑制换向转矩脉动的实现方法,指出pwm_on单斩调制方式下电机具有较小的换向转矩脉动,电流补偿可使转矩脉动的幅值减小57．1％。     

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。     

双凸极起动/发电机系统建模与瞬态特性分析

现有的电磁式双凸极电机的建模与特性分析分别单独从起动状态和发电状态两个方面进行,而独立的起动机和发电机模型难以完整、准确的反映起动/发电整个过程,尤其是起动/发电切换瞬态过程。在MATLAB软件中将SIMULINK和SimPowerSystems相结合,提出了非线性电感下起动/发电机一体化建模的方法,建立了电磁式双凸极起动/发电机系统的一体化模型,分析了起动/发电各个阶段特性,重点分析了起动/发电切换过程瞬态特性。仿真与实验结果验证了电磁式双凸极起动/发电机系统一体化模型和特性分析的正确性。     

无刷直流电机换相转矩脉动减小及动态仿真

针对无刷直流电动机转矩脉动大的问题,提出了采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动,并运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真。结果表明,增加PWM调制频率,选择合适的占空比和重叠换相角时可以使无刷直流电动机的换相转矩脉动减小。     

考虑定子电阻的无刷电机换相转矩脉动抑制

针对汽车电动助力转向系统用无刷直流电机的换相转矩脉动问题进行了理论分析.鉴于系统供电电压低,工作电流大的特点,研究了相电阻对换相转矩脉动的影响,得到较传统方法更为精确的判断公式,用于确定换相时的补偿相.弥补了在临界点附近,传统控制策略误补偿的缺点.为提高转矩脉动抑制的精确度,考虑相电阻的同时采用分段线性化方法来估算换相电流的斜率,得到补偿相的占空比对其进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动,仿真和实验结果都验证了该方法的有效性.     

重叠换相技术在四相无刷直流电动机中的应用研究

本文建立了四相无刷直流电动机的数学模型,分析此类电机转矩脉动的形成原因,采用重叠换相的控制方法来抑制转矩脉动,最后在Matlab/Simulink软件下搭建模型,对该方法的应用进行了系统仿真,仿真结果表明该方法在四相无刷直流电机中取得了很好的效果,通过调整重叠换相角能够有效的抑制转矩脉动。