考虑参数变化的永磁同步电动机弱磁控制研究

永磁同步电动机的弱磁控制是通过增加定子直轴负向电流,利用直轴电枢反应使电机气隙磁场减弱,达到等效于减弱合成磁场的效果以实现弱磁增速的目的,这就造成弱磁运行时,转速越高对应的直轴负向电流越大,即电枢反应越严重.直轴电枢反应严重影响着直轴同步电感,同时交轴电流也在一个较大的范围内变化,交轴电流的变化也影响着交轴同步电感和永磁体产生的磁链.当电机参数在运行过程中发生较大变化时,便造成了转矩给定值和实际系统的转矩输出能力之间存在一定的偏差,使得系统无法跟踪指令值,导致整个系统性能下降.当电机参数发生变化时,为了提高系统的控制性能,本文提出了转矩模糊控制器,从而使给定转矩较好的跟踪电机实际转矩输出能力.     

永磁同步电动机电磁场有限元计算的前处理

本文从永磁同步电动机的结构特点及其空载，直轴，交轴电枢反应磁场的分布状况，得出了其空载，直轴和交轴电枢反应磁场数值计算的边值问题，为这三种场的有限元计算，以及永磁同步电动机性能的场路结合分析打下基础。     

永磁同步电机弱磁性能参数的有限元分析

本文针对永磁同步电动机转子磁路,在功率容量有限的情况下,限制电动机的调速范围这一问题。根据永磁同步电机的矢量控制方法,在分析永磁同步电动机的交、直轴电感参数对弱磁性能的影响基础上,提出了利用Ansoft有限元分析软件,得出交、直轴电感随交轴电流逐渐增大时的变化规律,并分析不同转子磁路结构对交、直轴电感参数的影响。仿真结果表明,在相同的气隙长度和永磁体磁化方向长度下,内置式转子结构永磁同步电动机比表贴式电机直轴电感大,有利于恒功率的弱磁扩速运行。     

新型永磁同步电动机的参数设计和矢量控制

首先从永磁同步电动机运行状态数学模型着手，导出了最大电磁转矩与电机参数的关系，通过分析，得出了参数Ｘｑ对ｄ的合理比值范围。据此，作者提出一种不对称磁路结构转子的新型永磁电机，然后采用场路结合的计算方法，给出了永磁磁场，交直轴电枢反应电感ＬａｑＬａｄ与转子结构参数的关系。最后详细讨论了永磁交流电动机的矢量变换控制。为永磁交流电机机电一体化研究，设计和提供高性能的伺系统开辟新途径。     

基于Ansys的永磁同步电动机磁场分析与计算

利用有限元分析软件Ansys对永磁同步电动机内部电磁场进行分析计算,结合样机获得电动机空载及负载运行时的交、直轴电枢反应磁场,并通过Ansys的后处理功能得到空载时的气隙磁密和磁矢位分布图;在此基础上对永磁同步电动机的反电动势进行了分析计算,为永磁同步电动机的性能分析及设计提供了一定参考.     

横向磁场永磁同步电动机d-q轴模型研究

横向磁场永磁同步电动机(TFPMSM)由于磁路结构与传统径向永磁同步电动机不同,使得其d-q轴电感的求解与传统径向永磁同步电动机不同,难以直接套用传统径向永磁同步电动机的公式.结合传统径向永磁同步电动机的坐标变换矩阵和方程,给出了相应的横向磁场永磁同步电动机的坐标变换矩阵和功率求解方程.根据横向磁场永磁同步电动机各相之间没有磁路耦合的特点,分析了其相绕组自感系数的变化规律.结合该种电动机的相绕组电压和磁链平衡方程式,分析了只考虑基波的情况下电动机的d-q轴电感的求解方法.模型分析将横向磁场永磁同步电动机的数学模型与传统径向永磁同步电动机的模型进行了统一,简化了横向磁场永磁同步电动机的分析.     

一种同步磁阻电机凸极比的解析计算方法

凸极比是影响同步磁阻电机功率因数和转矩性能的关键参数,本文提出了一种基于等效磁路法的同步磁阻电机交直轴电感和凸极比分析计算方法,可以分析转子磁障结构改变对凸极比和电机性能的影响,快速进行同步磁阻电机的转子结构优化设计。为验证磁路法的可靠性和准确性,论文采用有限元法对一台30 kW同步磁阻电机进行了仿真分析,计算电机在不同转子磁障层数、不同磁障宽度、不同径向磁桥数量时的交直轴电感值、凸极比和输出转矩,并与磁路法得出的结论进行了对比。     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电动机电感参数

为解决永磁同步电动机弱磁问题,提出了一种能够跟随转速自动调节励磁磁阻的新型永磁同步电动机.在介绍电机基本结构和原理的基础上,通过不同励磁下电机磁力线分布,指出了影响交直轴电感主要有永磁体、隔磁磁桥和交直轴电流.并分别就永磁体厚度、隔磁桥尺寸、电流饱和、非导磁体的引入和永磁体的运动,运用有限元数值法计算了交直轴电感.计算结果与电感分析结果和测试结果相吻合.     

无槽永磁直线同步电动机的稳态分析

建立无槽式永磁直线同步电动机分层解析模型,由于电机等效气隙较长、漏磁较大,采用磁化电流法等效永磁体电流密度,电枢电流按实际情况考虑。以矢量磁位作为求解变量得到励磁磁场和电枢反应磁场的二维解。在此基础上求电机的电磁参数:气隙磁密、电磁推力、电感和电势等。进一步分析气隙长度对电机磁场的影响,用有限元法验证解析结果,两种方法所得结果吻合较好,表明该解析法行之有效。     

宽调速可控磁通永磁同步电机磁路设计和有限元分析

提出了一种内置混合式转子可控磁通永磁同步电机,是真正意义上的宽调速电机.其径向永磁体采用剩磁密度和矫顽力都很高的钕铁硼,而切向永磁体采用剩磁密度高但矫顽力却很低的铝镍钴.通过定子直轴电流矢量脉冲控制铝镍钴的磁化方向和强弱,使钕铁硼产生的磁通部分穿过气隙,部分被铝镍钴在转子内部旁路,使永磁气隙主磁通受控.给出了永磁体尺寸和磁路结构尺寸的选取原则,特别是将交轴磁路磁阻设计的较大,交轴电感较小时,弱磁效果会更好,还能减少电枢反应对永磁气隙主磁通的影响.对两种极端磁化状况下模型电机内部磁场的分布进行了有限元分析,说明所提出的设想是可行的.     

论步进电动机产品的格局(统一步进电动机相数和齿数的研究)

回顾了步进电动机产品的发展,及目前尚存在规格品种繁杂,不利于发展的局面。提出应用电流型驱动技术统一步进电动机的相数,首次提出了分数通电状态数驱动技术,为统一步进电动机的齿数和结构类型提供了基础,提高主流产品的通用性,逐步尽量多地替代其它相数、转子齿数的混合式步进电动机及磁阻式步进电动机,简化产品的格局,有利于技术和生产的发展。     

五相星接电压型逆变器的工作

本文对绕组星形连接的五相混合式步进电动机系统之电压型逆变器在低速和中速下的工作进行分析。首先依据逆变器的拓扑说明其工作过程,然后进行相电流、相电压及逆变器直流侧电流分析,最后导出电磁转矩表达式。全部分析工作为高性能驱动系统的合理设计提供了理论依据。     

混合式步进电动机的动态不稳定性

通过推导五相混合式电动机在振荡状态时的电磁转矩的基本表达式,研究了电磁阻尼转矩系数随转速变化的特性,揭示了混合式步进电动机的动态不稳定性机理,理论分析与实验结果相符。     

步进电动机的节能

步进电动机与数控技术的关系紧密,随着信息化技术的发展而日益推广应用。近年来,由于驱动电路的进步,在高转速下的使用场合增多。因此,损耗(发热)大的问题倍受关注。本文,阐述了步进电动机的概要,同时,对最近开发的低损耗、高效率产品予以介绍。     

轴径向气隙混合磁路多边耦合电机轴向励磁绕组的反电势及其位置传感器机理

无传感器控制是比较理想的电机驱动模式,是电机及电力传动领域的研究热点之一.该文在混合式步进电动机的基础上提出一种轴径向气隙混合磁路多边耦合电机,电机在提高单位体积出力的同时,在不增加传感器的条件下实现了电机的闭环控制.这种电机的结构特点决定了电机控制的灵活性,轴向励磁绕组既可以控制轴向磁通,还可以兼作转子位置传感器.该文结合轴径向气隙结构混合磁路多边耦合电机的特点,在对该种结构电机轴向绕组谐波反电势解析分析和实验研究的基础上,提出基于轴向补偿励磁线圈同时作为电机位置传感器的思想,探求了轴向励磁补偿控制绕组的传感器机理,并给出具体电路,确认了其实现的可行性.研究表明,当定子绕组三相同时通有电流的时候,轴向线圈的反电势频率是定子绕组电势的3倍,根据这个反电势信号,轴径向气隙结构混合磁路多边耦合电机可以方便的实施无传感器控制.     

永磁电励均匀混合式直线同步电机设计

本文介绍了一种新型永磁电励均匀混合式直线同步电机,分析了其等效磁路以及推力表达式,阐述了这种电机的设计要点.最后,给出了与普通电励磁直线同步电机的对比试验结果.     

混合式步进电动机绕组的旋转电压对电流波形的影响

研究表明,近代高性能混合式步进电动机,由于旋转电压系数大,运行频域宽,出现旋转电压相当大。对绕组电流波形产生显著影响的新问题,使得原有的概念不能适应。由于旋转电压的影响,在高频运行时电流上升阶段中可出现电流下降区,使得电流上升阶段结束时电流的值减小,甚至为零或反方向值,文中研究了相对续流时间随频率变化的规律,首次指出第二、第三临界续流电流为零的频率的存在,并给出它们的计算公式,还给出续流时间等于零的频率的计算公式;研究了续流过程不同对电路拓扑结构以及绕组端电压的影响,首次提出了相电压波形随频率改变发生相位移动的现象。     

纵扭复合型超声波电机的力传递模型

复合型超声波电机是各种超声波电机中最典型的低速大力矩电机,其定转子接触方式是断续面接触,这与行波型电机连续的若干点接触不同,也是实现大力矩的根本原因,因此分析其定转子的力传递模型很重要。该文先简单叙述了以往采用等效电路描述具有的问题,其次,通过电机轴向冲量守恒建立了定转子接触角与电机预压力和摩擦材料物理参数的关系,随后利用振动周期内周向电机负载和驱动力所作的功相同的原理,给出电机负载与定子纵 扭振动和转子参数的关系,并据此确定电机转子参数和预压力,研制的复合型超声波电机(直径80mm)的堵转力矩为13.2 N穖的大力矩,空转转速为12.5 r/min。初步形成了电机转子设计的理论基础。     

二相混合式步进电动机的振动特性与饱和效应

对实例样机的电感参数采取精确的表达式或不同程度的简化表示时 ,分别对振动特性进行仿真 ,并与实测振动特性进行比较。可以清楚地看出 ,绕组电感参数不同程度的简化对振动特性仿真精度的影响。同时更有兴趣的是能清楚地看出饱和效应对振动特性仿真的影响 ,有利于了解某些振荡区的形成机理和可取对策     

新型二相混合式步进电动机系统的动态仿真模型

电流波形控制技术的应用,引起混合式步进电动机驱动器的更新换代,本文论述了由此引起的新的研究课题和发展方向,文中建立了电流控制型步进电动机系统的动态仿真模型,实验验证了模型的正确性,为新一轮的研究打下了重要的基础。