稀土永磁同步电动机稳态运行的转子铜耗分析

根据稀土永磁同步电动机稳态运行时转子温升问题，对稳态运行时电机转子铜耗进行理论分析，利用有限元磁场分析软件对实际研制的稀土永磁同步电动机进行了仿真分析，计算出实际稳态转子铜耗。最后用实验验证了磁场仿真结果的正确性，证明了稳态运行时稀土永磁同步电动机实际存在转子铜耗。     

不对称运行永磁直线同步电动机稳态性能计算

从相方程式直接导出不对称运行永磁直线同步电动机的稳态模型 ,提出“二端口线电压等效电路”的方法分析不对称稳态运行该电机的性能。较好地考虑了铁心开断、边端效应、补偿绕组、三相绕组电流不对称等影响。计算结果与实验值吻合。它适用于供电电源、励磁电势对称的永磁直线同步电动机稳态运行性能的准确计算。也可进一步应用于其它类型同步电机的稳态计算     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识

针对永磁同步电动机在运行中电机的电磁参数的改变,通过对永磁同步电动机稳态数学模型的推导,利用扩展卡尔曼滤波对电机的电阻、电感进行在线辨识。在MATLAB/Simulink中搭建辨识模型进行分析比较,验证该方法可以准确地辨识出电阻、电感的值。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波具有快速的收敛性,能够很好地跟随电机参数的变化,应用参数辨识技术可以有效地改善永磁同步电动机控制性能。     

永磁同步直线电机最大效率控制研究

针对电动机驱动系统效率问题,对永磁同步直线电机驱动系统最大效率控制进行了分析和研究。从分析永磁直线电机的电机损耗模型入手,建立考虑逆变器损耗时的系统损耗模型。利用拉格朗日优化算法,推导出永磁同步直线电机在矢量控制下稳态运行时效率最高的控制条件。基于损耗模型设计效率模糊控制器,使系统具有更好的鲁棒性。通过Matlab/simulink实验仿真验证所建立的模型在稳态下有较高的准确度,同时保证输出功率不变,实现最大效率控制。     

横向磁场永磁直线电机连续往复运行时温度场计算与分析

根据横向磁场永磁直线电机在直线运动系统中的具体应用,对连续往复运行工况下电机的温升特性进行了研究。在综合考虑电机结构和运行状态特殊性的基础上,首先,建立横向磁场永磁直线电机包含机壳端盖在内且计及电枢绕组三维结构的温度场计算模型;其次,应用传热学理论,在考虑电机热源、工作状态和电机各部分热交换等因素的前提下,给出电机中材料的热传导系数、比热容以及各个表面散热系数的确定方法,同时,给出动子表面的散热系数、气隙间动子外表面和定子内表面的散热系数随速度的变化规律;最后,计算电机在连续往复运行工况下的瞬态温度场,并通过样机实验对温度场的计算结果进行了验证。     

永磁直线同步电动机等效电路参数计算

电机的等效电路是分析和计算电机的电气性能及稳态运行特性的重要工具，但传统概念的等效电路不能用于凸极同步电动机，迄今还没有很好的方法解决这一问题。该文采用一均匀线性区代替实际的磁极区的方法，利用永磁直线同步电坳机线性统一分析模型和各区磁密表达式，推导出了永磁直流凸极同步电运输动机各等儿电路参数。用这种方法建立的等效电路、向量图和隐极机有着完全相同的形式。这种新的分析方法不但避开了传统的交、直轴的概念，给分析和计算永磁直线凸极同步电动机各种性能带来了极大方便，而且凸极电动机和隐极电动机的分析和计算方法完全统一。     

一种波浪发电装置用低速双动子永磁直线电机运行机理研究

提出了一种用于直驱式波浪发电装置的短行程、低速、双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机。研究该电机的运行机理及电磁特性,通过优化电机永磁体结构提高电机磁能密度及发电效率,降低电机磁阻力。首先,根据电机的电磁负荷、运动行程和平均速度,给出电机模型的初始设计结构和参数,采用磁场分析法辅助有限元法分析电机电磁特性,验证电机模型的正确性。其次,对Halbach永磁阵列拓扑结构及其磁场分布进行计算与分析,研究电机径向磁通密度增强原理与电机轴向磁通密度抵消原理,对电机双侧Halbach永磁结构进行优化,提高电机磁能密度及输出电压幅值,降低电机轴向磁阻力,减少电机低速运行过程中的振动;研究电机在恒速及正弦速度下的电动势曲线,并计算电机的输出效率。最后,采用一台圆筒形永磁直线电机验证在不同波浪参数下的输出电压曲线。分析与计算结果表明双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机较其他类型电机具有磁能密度高、磁阻力波动小及输出效率高的优势。     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

基于递推最小二乘法的永磁同步电动机参数辨识

针对永磁同步电动机在运行中电机的电磁参数的改变,通过对永磁同步电动机稳态数学模型的推导,利用递推最小二乘法对电机的电阻、电感进行在线辨识.在Matlab/Simulink中搭建辨识模型进行分析比较,验证该方法可以准确地辨识出电阻、电感的值.递推最小二乘法简单可靠,易于实现,具有一定的实用价值.     

以推力波动抑制为目标的永磁直线电机设计与分析

针对永磁直线电机推力波动对系统性能的影响,采用解析法与磁路法从电磁负荷与气隙长度的选取、极槽配合、绕组设计等方面进行解析分析。并利用Maxwell 2D有限元软件对设计的电机参数及运行性能进行仿真分析,以验证永磁直线电动机解析法与磁路法的合理性。     

永磁同步电机电感参数的计算

本文分析了永磁同步电动机的电感特性,基于永磁同步电机的数学模型,由数学推导出永磁同步电机在d、q坐标系下电感参数的理论公式。为了考虑饱和效应对电感参数的影响,本文首先计算出不同电流和转子位置下的绕组自感,然后通过绕组自感计算出交直轴电感参数。采用有限元法对一台6极9槽电机的电感进行了计算,并进行了试验研究,电感的实测结果与仿真结果较为一致,验证了方法的准确性。     

电动车用永磁同步电动机温度场仿真与实验分析

对电动车用5.5 k W永磁同步电动机样机进行研究,采用有限元法作为温度场分析的主要方法,分析计算电机损耗、导热和散热系数,建立电机模型并进行简化,对永磁同步电动机稳定运行时的温度场进行仿真计算与分析。搭建了永磁同步电动机温升实验台,进行电机温升实验,得到的实验数据与仿真计算数据接近,验证了仿真分析方法的科学性、合理性。     

分段式永磁直线同步电动机有限元分析

为了研究提升系统的分段式永磁直线同步电动机(PMLSM)的运行特性,首先建立了其稳态有限元分析模型,分析了不同动子位置时电机的磁场分布,计算了不同动子位置、不同电枢电流时电机的静态力-位移-电流特性,得到电磁参数随动子位移及电枢电流的变化曲线;然后建立了分段式PMLSM的时步有限元分析模型,对分段绕组两两并联供电方式下,起动过程的动态特性进行了计算,得到动态过程中电枢电流、感应电动势、电磁力、动子运行速度、位移等物理量随时间变化过程.经实验测试验证了分析结果的正确性.     

双初级耦合直线感应电动机电磁参数计算

为提高可靠性和冗余性,可将直线感应电动机的初级按照上下方向布置m台并联运行,共用1个次级,即使1台初级发生故障,也可通过其他m?1台初级完成预先设定的任务。该文对双初级耦合直线感应电动机(m?2)的模型及参数进行研究,分析双初级的磁场耦合、次级感应涡流耦合等电机特殊结构对电机电磁参数的影响,并推导得到各个电磁参数,尤其是耦合参数的解析表达式,在此基础上对不同工况下的端口电压、电磁推力等性能进行分析计算,并进行试验验证。计算和实测结果表明,端口电压计算和实测误差为11%,推力计算和实测误差为9%,验证该型特殊结构电机电磁参数计算方法的正确性。     

基于MAGNET的低速永磁直线同步电动机电磁场数值计算与分析

提出了一种新型直线电机,简要介绍了这种电机的基本结构及运行机理,应用Magnet软件对具有不同结构的两种电机的电磁场进行了数值计算.通过计算结果进一步分析和计算得到了低速永磁直线同步电机的二维磁场分布和气隙磁密的变化波形.所做研究为新型低速永磁直线同步电动机提供了一种行之有效的设计方法.     

永磁同步直线电机磁阻力分析及抑制措施

以某机床用永磁直线电机为例,分析了永磁直线电机磁阻力产生的原因,通过解析公式推导得到了最小端部力下的初级长度计算公式,利用此公式可以初步估算端部力较小时直线电机的初级长度,并且通过有限元和样机实验两种手段验证了初级长度计算公式的可用性;基于分磁环理论,通过有限元法,建立了直线电机的计算模型,对其磁阻力进行了分析计算,并利用样机实验进行了对比验证,得出在初级端部贴铁块可以进一步削弱端部力。本文通过实验证实这两种方法对削弱直线电机磁阻力是有效的,结论可为永磁直线电机磁阻力的削弱提供抑制措施。     

低速永磁力矩电动机发热的仿真分析与实验测试

根据传热学理论,针对直驱式低速永磁力矩电动机建立了三维暂态温度场的计算数学模型,并给出了求解域内的边界条件.应用有限元法计算了电机额定稳态工况下的温度场分布,通过温度场数值计算结果与实测数据对比,验证了所建模型的合理性,为该种类低速永磁力矩电动机发热的仿真计算提供了参考依据.     

船用一体化泵永磁电机设计与研究

根据船舶水泵系统对电机体积和噪声的特殊要求,设计了船用泵自启动永磁电机.采用时步有限元法对所设计电机的启动和稳态性能进行了计算,分析了驱动负载类型、系统转动惯量对启动时间的影响,以及极弧系数对稳态转矩脉动的影响,并与异步电机进行了稳态效率对比.实验验证了计算模型的准确性,结果显示驱动水泵类负载时自启动永磁电机启动时间更短,启动时间随系统转动惯量增大相应延长,降低气隙磁密5,7次谐波含量有利于减小稳态转矩脉动,稳态运行时启动笼铜耗不可忽略,启动笼下置式自启动永磁电机在保证启动性能的前提下具有更优的稳态性能,更适合配套船舶水泵.     

环驱式集成电机推进器用永磁无刷直流电动机设计与分析

开展集成电机推进器技术研究,对水下航行器性能的提高及相关领域研究的进步具有非同寻常的意义。为了提高环驱式集成电机推进器性能,对环驱式集成电机推进器用永磁无刷直流电动机的结构及设计方法进行了研究。利用解析方法计算永磁无刷直流电动机气隙磁场分布,使用等效磁路法的相关结论获取电机电磁参数,给出定转子参数、电气参数以及电机损耗的确定方法,并对所设计的电机利用电机电磁场有限元分析软件Mag Net进行了磁场分析计算,给出电机空载磁场分布、额定运行时反电势波形、电机负载电压波形及电机负载转矩波形,验证了设计的结果满足集成电机推进器的设计要求。     

永磁同步电动机非线性参数模型

为了得到永磁同步电动机参数非线性特性,设计了永磁同步电动机的负载实验,得到不同负载条件下电机的输入输出特性,再结合控制模型采用预报误差的参数估计算法,对电机的主要参数进行了估计计算,得到参数神经网络模型的训练样本,经学习得到四个参数的非线性神经网络模型,经过仿真验证,得到的参数模型能准确体现电机参数的非线性特性,该模型可用于永磁同步电动机控制系统的参数在线辨识。