SR电机起动转矩的仿真分析与实验

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor)起动性能优良，具有起动电流小而起动转矩大的优点。本文首先从分析开关磁阻电机电磁转矩的基本理论入手，介绍了应用ANSYS软件对开关磁阻电机磁路磁场的仿真；利用仿真计算所得磁化曲线族，对开关磁阻电机的起动转矩进行编程仿真计算；根据仿真计算结果对开关磁阻电机的起动性能进行了详细的分析；比较了两种典型的起动控制方案的优缺点；并提出了改善开关磁阻电机起动性能的几个方案。最后，介绍了开关磁阻电机起动转矩测试台的构成和测试方法；并以一台三相6/4结构开关磁阻样机进行了实验验证，结果和仿真计算十分相似，同时也证明了对开关磁阻电机起动转矩仿真计算的正确性。     

新型两相开关磁阻电机结构综述

开关磁阻电机具有结构简单可靠、有体积小、成本低等特点,两相开关磁阻电机是该种电机中结构较为简单的一种,其应用比单相开关磁阻电机更具有普遍性。本文对国内两相开关磁阻电机的基本结构及其拓扑结构进行综述,推导了开关磁阻电机数学模型,探讨了两相开关磁阻电机本体拓扑结构的研究现状及水平,并针对文献中研究的新型两相开关磁阻电机的结构特点及功能进行分析。     

单相开关磁阻电机拓扑结构

开关磁阻电机具有结构简单可靠、有体积小、成本低等特点,单相开关磁阻电机是该种电机中结构最为简单的一种,其应用于一些高速和特殊场合。本文对国内单相开关磁阻电机的基本结构及其拓扑结构进行综述,描述了单相开关磁阻电机特点及研究重点,探讨了单相开关磁阻电机的发展历史和本体拓扑结构的研究现状及水平,针对单相开关磁阻电机的自启动问题和转矩波动抑制等方面进行全面总结。     

开关磁阻电机无位置传感器控制技术综述

开关磁阻电机由于其固有的优点,得到了广泛的应用。无位置传感器控制技术是开关磁阻电机的一个重要研究方向,该文讨论了开关磁阻电机各种无位置传感器控制技术,并分析了其优缺点,最后给出了开关磁阻电机无传感器控制技术的发展方向。     

三相开关磁阻电机新型结构

开关磁阻电机具有结构简单可靠、有体积小、成本低等特点,三相开关磁阻电机是该种电机中结构较为普遍的一种,其具有自起动能力,应用更具有普遍性。本文对国内三相开关磁阻电机的基本结构及其拓扑结构进行综述,探讨开关磁阻电机调速系统在国内外应用现状,分析了三相开关磁阻电机本体拓扑结构的研究现状及水平,并针对文献中研究的新型三相开关磁阻电机的结构特点及功能进行分析。     

基于Ansoft的开关磁阻电机设计和有限元分析

开关磁阻电机作为一种机电一体化电机,其电磁关系较为复杂。首先对开关磁阻电机进行电磁设计,得到了性能曲线;然后利用有限元的方法进行了三维静态磁场和瞬态磁场的分析,得到了开关磁阻电机的静态磁场分布和瞬态响应曲线。为开关磁阻电机的设计、仿真、控制提供了依据。     

无轴承开关磁阻电机的功率变换器研究

无轴承开关磁阻电机结构简单、运行效率高、容错能力强,具有良好的高温和高速适应性。介绍了无轴承开关磁阻电机的悬浮原理和系统构成,简要分析了其控制策略。根据其控制特点,设计了主绕组和悬浮绕组功率电路拓扑结构,通过实验样机验证了功率电路的可靠性。     

基于开关磁阻电机的车用起动-发电-助力一体化系统研究

针对基于开关磁阻电机的车用起动-发电-助力一体化（ISAD）系统，分析其主要工况（起动，助力，发电）状态下控制策略并给出仿真波形。同时采用TMS320F240型数字信号处理器和EPM7128S型复杂可编程逻辑门阵列构成核心控制器。最后以1kW三相6／4开关磁阻电机为样机完成起动-助力-发电实验，给出了实验波形和分析结论。实验结果表明，该控制器及其控制策略是有效的，基于开关磁阻电机的车用ISAD系统在工程实践上是可行的。     

磁悬浮开关磁阻电机及其关键技术发展综述

磁悬浮开关磁阻电机结合磁轴承技术与开关磁阻电机优点,通过径向力的主动控制,有效改善了开关磁阻电机因不平衡磁拉力造成的振动和噪声问题,在航空航天、飞轮储能等领域具有非常广阔的发展前景。结合国内外相关文献,介绍了磁悬浮开关磁阻电机的研究现状,总结了目前磁悬浮开关磁阻电机的主要研究内容与关键技术,并讨论了其未来的发展趋势。     

新型开关磁阻电机发展综述

开关磁阻电机是一种先进的机电一体化装置,它具有结构简单、造价低廉、机体坚固、可靠性高、调速范围广等优点,在工业应用中受到青睐。该文根据开关磁阻电机控制特点,分析了开关磁阻电机转特点及工作原理,结合国内外基于开关磁阻电机的相关文献,综述了新型开关磁阻电机发展概况,针对每种新型结构的开关磁阻电机,阐述了各种结构的优缺点。     

基于TMS320LF2407的新型直接转矩控制系统

提出一种应用于直接转矩控制(DTC)系统的定子电阻压降补偿方法,可消除低速区间定子电阻上的压降。DTC包括转矩和磁链的控制环节、最佳开关矢量表和电动机模型3个基本环节。分析了定子坐标系下交流电动机模型及带有压降补偿器的磁链观测器,论述了定子压降补偿的实现,由Matlab软件包中的Simulink实现仿真;采用TMS320LF2407作控制器,在0.37 kW鼠笼式电动机上做实验后,结果证明所提方法的有效性。     

开关磁阻电机发展及应用

开关磁阻电机(The Switched Reluctance Machine,以下简称SR电机)由开关电路和磁阻电机组合而成,是一种新型机电一体化电机系统。     

马达负荷模型与快切装置关联性分析

以某企业6kV母线负荷为研究对象,利用PSCAD／EMTDC仿真软件,分析了感应电机负荷参数对快切装置动作时间的影响。研究发现,转子电阻、定子电抗、转子电抗、惯性常数、负载率对快速切换方式有很大影响;惯性常数、负载率对检同期切换方式有较大影响;转子电阻、励磁电抗、惯性常数、负载率对残压切换有较大影响。企业在对快切装置进行参数配置时需要充分考虑负荷参数的影响。     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

基于SiC MOSFET的高速永磁同步电机驱动系统

碳化硅（SiC）材料新一代宽禁带（WBG）功率器件具有阻断电压高、通态电阻低、开关损耗小、耐高温等优异的性能，在电机驱动系统中具有广泛的应用潜力。本文将SiC MOSFET应用于燃油泵高速永磁同步电机系统中，降低系统散热体积，提高功率密度。为提高电流环动态响应，通过优化电流采样时刻对电流环进行了改进，实验结果表明系统获得了良好的性能，并扩宽了电流环带宽。     

基于模糊控制的动态权重系数表贴式永磁同步电机模型预测转矩控制系统

传统永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)未考虑减小开关次数,造成平均开关频率较高。通过将减小开关次数作为表贴式永磁同步电机(SPMSM)MPTC的控制目标之一,设计了开关次数权重系数,提出了一种基于模糊控制的动态权重系数MPTC方法。分析了电机转矩的不同对成本函数开关次数权重系数作用效果的影响,引入模糊控制,根据系统状态信息实时调节成本函数开关次数的权重系数。仿真结果表明,与开关次数权重系数固定的成本函数相比,所提方法进一步降低了平均开关频率,同时抑制了系统转矩脉动与磁链脉动。     

基于优化PWM的定子磁链轨迹跟踪控制研究

在异步电机的高性能控制方案中,为了降低开关损耗,采用优化脉宽调制(PWM)实现低开关频率下较小的电流谐波畸变。但在调制模式频繁切换时,优化PWM会产生电流和转矩冲击。因此,研究了将优化脉冲在线移位的闭环定子磁链轨迹跟踪控制方法,提出了由基于自控电机的降阶观测器与电机电流模型观测器组成的双观测器模型,实现了基波分量观测。结合电流谐波最小脉宽调制（CHMPWM）开关角,利用其重构参考磁链与实际磁链的差值,实现定子磁链轨迹跟踪。提出了无差拍下修正开关角小于2时的脉冲模式调整方案,消除了系统的动态调制误差,实现了低开关频率下异步电机的高性能控制。在开关频率为300 Hz以下的NPC型三电平逆变器上的仿真和试验证明了定子磁链轨迹跟踪控制策略的有效性。     

抑制试验站内大容量变压器的激磁涌流

常见的电机、变频器试验站电气系统都具有电能反馈回路,即将系统负载输出的电能回馈至站内供电变压器。电能回馈减少了试验站的电能消耗,但站内供电变压器容量,可能要远大于上级变电所供电变压器的容量。在试验站供电变压器空载合闸时,会引起上级保护跳闸。通过引用工程实例,证明使用合闸回路串联电阻的方法能抑制电机、变频器试验站内大容量变压器的激磁涌流。     

Dynamic behavior of a single-phase self-excited induction generator using a three-phase machine feeding single-phase dynamic load

This paper is motivated to analyze the transient behavior of a single-phase self-excited induction generator (SEIG) using a three-phase machine due to switching of single-phase dynamic load like induction motors. The generator consists of a three-phase star connected induction machine excited with three-capacitors and a single-phase induction motor (IM) load. The developed dynamic models of the SEIG and the motor are based on stationary reference frame d–q axes theory incorporating the effect of cross-saturation in the magnetic circuit of the machine and the equations of excitation capacitors are described by three-phase abc model. The system suffers from heavy transients during switching of induction motor and becomes unstable. These problems may be due to resonance caused by series capacitors and the inductive motor load. The use of damping resistors across one series capacitor is proposed to damp out the starting transients for the stable operation. The motor can be started up successfully using the damping resistor. The variation of the damping resistance with the increase in load on the motor after successful starting to maintain constant terminal voltage has been presented. The eigenvalue technique is also employed to examine the transient conditions in the studied SEIG-IM system. The simulated and experimental results are presented for both the unsuccessful and successful starting of the motor. These results are in close agreement with each other, which show the effectiveness of the approach.     

数字锁相环同步切换系统的设计

同步切换是将电动机从变频器切换到电网供电,然后使电动机脱开变频器;或者使变频器与准备脱离电网供电的电动机进行匹配,然后脱开电网,切换到由变频器控制.如果切换不当,会引起很大的冲击电流和功率倒灌.为保证电网和变频器的安全性,采用Matlab软件对高压变频器和电网之间的切换进行研究,计算各种切换情况的冲击电流和功率流向,捕捉最佳投切时刻.设计了切换顺序和各切换状态、数字锁相环系统及在FPGA中的实现,最后给出了相应的切换算法.