电动车动力总成阶次振动的主被动控制研究

提出了一套降低电动车动力总成阶次振动的完整方法。首先,基于谐波优化理论优化电机控制策略,通过降低电机直交轴电流中的主要谐波,减小电机的输出转矩波动;然后,建立一套考虑精英保留的遗传算法,与齿轮啮合有限元模型进行联合优化,减小传递误差波动,并获得考虑主动控制效果的齿轮最佳修形参数;最后,建立电动车动力总成机械仿真模型,对轮齿修形后的动力总成进行控制效果验证。结果表明,综合考虑电机谐波电流控制和微观轮齿修形的方法,可以有效降低电动车动力总成的阶次振动。     

永磁同步电机定子振动特性分析

为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明:该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。     

永磁同步电机振动特性研究

在永磁同步电机中,振动会对电机性能造成严重的影响。为探究永磁同步电机的振动特性,本文以一台表贴式永磁同步电机为研究对象,首先利用有限元法对其气隙磁场进行了了仿真分析;计算了气隙磁密与电磁力,并将其进行傅里叶分解;再次对电机的定子与机壳建立了三维模型,计算了该电机的各阶模态及频率;最后将电磁力加载到电机定子齿部,对该电机进行了振动谐响应分析,计算了在电磁力作用下电机的位移曲线,进而对该电机的振动特性进行了分析。     

三相有源电力滤波器电流控制技术研究

电网常用的三相有源电力滤波器(APF)一般都是基于三相六开关拓扑,将三相六开关拓扑中一个桥臂上的2个开关用电容来替代便为三相四开关拓扑,三相四开关拓扑制定相应的控制策略可实现三相六开关APF的功能,一般作为三相六开关APF的一种较为经济的容错拓扑,来提高系统运行的可靠性。针对三相四开关APF控制策略的研究仍比较有限,该文研究了几种三相四开关APF的电流控制方法,并重点研究了基于dq同步旋转坐标系的直接电流控制策略,该控制策略不需要检测谐波电流,减少了所需传感器的数目并更易于利用DSP等数字芯片实现,同时避免了由于谐波检测的误差造成的补偿精度上的问题,通过将APF的数学模型转化到dq同步旋转坐标系下,利用PI控制器便可对电网输出电流的无静差跟踪控制。文中阐述了几种电流控制策略的原理,并建立了三相四开关APF的仿真模型,对基于dq坐标系的直接电流控制策略进行了仿真验证,证明该方法具有较好的动态特性和稳态特性。     

永磁同步电机低频谐波电流对电磁噪声影响

为研究永磁同步电机(PMSM)中低频谐波电流对电磁噪声的影响,通过ANSYS Maxwell电磁仿真软件,计算正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源产生的电磁力,同时分析定子组件各阶模态;利用LMS Virtual Lab声学仿真软件分析对比正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源2种激励下电机产生的电磁噪声。仿真结果表明,五次和七次低频谐波电流的加入增大了电机4倍和6倍电流基波频率处的电磁噪声。     

多源激励下电机-减速器一体化系统NVH的研究

针对电动汽车中的噪声、振动与舒适性问题,对电动汽车电机-减速器组成的动力总成系统进行了振动与噪声的研究。首先提出了一种综合考虑电机-减速器总成系统的建模方法,并针对该模型进行了模态分析;根据实际需求设计了电机-减速器的基本参数,分析了使得电机与减速器振动与噪声的主要激励源;然后针对电磁激励与机械激励,对电机-减速器系统的影响进行了振动与噪声分析;最后进行了多源激励作用下,动力总成振动与噪声特性的仿真与实验验证。研究结果表明:多源激励下电机-减速器动力总成系统的仿真结果与实验结果相符合,验证了所提出的永磁同步电机与减速器动力总成建模的正确性,说明该模型可以用于实际工程的优化设计。     

车用电机谐波电流分析及电机损耗仿真

为了精确计算车用电机的谐波电流,提出一种迭代的方法将电机的有限元模型等效到电机的状态空间模型,并利用该状态空间模型与矢量控制算法耦合仿真,得到考虑电机驱动、控制参数及电机饱和特性的包含谐波的电机电流,在此基础上进行电机的损耗仿真。     

基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统仿真

针对传统矩阵式变换器在PWM变频调速时存在的响应速度慢、功率因素低等问题,将一种基于双空间矢量调制算法的控制策略应用到矩阵变换器中.展开了电流空间矢量和电压空间矢量的分析,推演出了等效虚拟交-直-交调制策略,提出了将2个空间矢量的综合调制采用相互嵌套的方法,从而得到了5个空间矢量的占空比,实现了对各个双向开关的驱动;在三相-三相矩阵变换器的基础上,该算法实现了电机的四象限运行,减少了电流谐波的影响;最后结合Matlab软件Simulink中的S函数,建立了矩阵变换器的仿真模型,并对系统进行了仿真与实验.研究结果表明,基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统具有一定的有效性和正确性.     

电动车动力总成模态及振动响应仿真研究

以某电动车动力总成为研究对象,考虑悬置支架和水套的影响,在HyperMesh中建立了动力总成壳体有限元模型.将有限元模型导入Romax中,并与齿轮啮合传动系统Romax模型相结合,得到综合考虑部件柔性、转子-齿轮系及轴承影响的刚柔耦合模型.对综合耦合模型进行固有特性和振动响应仿真,把握了动力总成振动通过悬置支架向车身传递的频率及其幅值,为后续针对结构振动的优化奠定基础.     

基于模态分析的永磁同步电机噪声研究

以某新型号永磁同步电机为研究对象,分析其径向力波来源,并通过Maxwell建立二维电磁仿真模型,计算其在工作时的径向电磁力,利用傅里叶变换进行时空二维分解;对两台不同壳体方案(包括前后端盖)的电机进行模态和噪声测试,确定了电机的0阶电磁力的48倍频与电机整机呼吸模态共振是噪声主要来源;对比了两台电机单壳体与前后端盖部分相同模态的固有频率大小,说明了两台电机壳体部件刚度大小,同时测试分析了两台电机噪声水平,说明电机电磁噪声不仅与单壳体刚度有关,与前后端盖也有一定的关系,并进行了试验验证,从噪声优化方面为电机设计提供一定的借鉴。     

电动汽车变速器壳体振动与辐射噪声的研究

以某款变速器为研究对象,首先建立轴齿系统动力学模型,求得变速器在某一工况下壳体所承受的动态时域历程和载荷谱。以动态载荷为激励,建立有限元和边界元的仿真模型,计算壳体表面振动加速度以及壳体近声场辐射噪声。其次搭建变速器壳体振动与辐射噪声测试平台,测试相同工况下的壳体表面振动加速度值和近声场1 m位置的噪声频谱图,并与仿真结果对比,验证了有限元模型及边界元模型的正确性。最后对变速器壳体不同局域进行优化,通过仿真计算,结果显示优化后变速器壳体振动幅值及辐射噪声均得到较好抑制。     

永磁同步电机常用转子结构的电磁振动分析

由于转子永磁体和定子铁芯之间存在极强的电磁吸力,当转子旋转时会引起电机定子的机械振动。现对不同转子结构的永磁同步电机的电磁振动问题进行分析比较,包括表面式、内置式转子结构,其中内置式转子结构又分径向式和切向式转子结构。首先分析了永磁电机内部的电磁力分布,通过二维电磁场的分析计算,可以得到在不同转子位置时电机内部的电磁力分布。将电磁力耦合到电机的瞬态结构有限元模型中,可以计算得到永磁同步电机的振动特性。     

永磁同步电主轴电磁振动研究

建立了永磁同步电主轴电磁场和电磁振动有限元仿真模型,借助MATLAB软件对振动仿真结果进行频谱分析,得到了电磁力波的波次和频率。将仿真结果与实测加速度频谱进行比较,验证了该有限元模型的实用性。分析了永磁同步电主轴电磁振动产生机理。确定了电磁振动产生的原因是径向电磁力引起的电主轴定子的共振。提出电磁力波形重构的分析方法,消除了与定子结构固有频率相近的谐波成分,从而降低了电主轴的电磁振动。为永磁同步电主轴减振研究提供了一种新的方法。     

基于ANSYS Maxwell仿真变压器绕组振动受力分析

为了研究负载状态下变压器绕组振动受力分布及大小,对变压器绕组进行了电磁仿真与电磁力分析。电磁仿真使用了有限元软件ANSYS中的电磁场分析模块Maxwell,利用有限元电磁仿真得到一次额定电压下的绕组铁芯电磁密度云图及各绕组感应电压与电流,从而确定各个绕组负载状态下所受电磁力及分布,为研究变压器振动噪声提供了理论基础。     

平衡轴总成连接螺栓预紧力的计算分析与验证

根据平衡轴工作载荷,计算出平衡轴总成壳体连接螺栓的预紧力。建立平衡轴总成壳体和连接螺栓的有限元模型,在螺栓上施加上述计算的预紧力。在平衡轴总成壳体轴承座处施加平衡轴工作载荷,分析平衡轴总成壳体之间的接触状态,即确认是否发生离空或是否发生较大的滑移。将平衡轴总成装配到发动机上,并随发动机在台架上进行耐久试验,并对试验结果进行评判。     

船用异步电动机电磁振动有限元分析

针对船用YH系列异步电动机电磁振动问题,在分析了电动机电磁振动的源头是径向电磁力波的基础上,介绍了有限元计算径向电磁力波的基本原理,利用有限元仿真分析软件对比分析了不同槽配合、不同转子槽形、不同气隙长度的径向电磁力波各次谐波幅值,从而找出了各个电磁参数与船用异步电动机电磁振动的关系,首次提出了低振动低噪声交流异步电动机电机电磁设计准则。     

基于双PWM的兆瓦级风电机组并网控制策略的研究

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,根据三相电压型PWM整流器开关函数的数学模型,本文提出了基于背靠背双PWM变流器的风力发电机组的并网控制策略,建立了该策略的等效电路模型,并重点研究了基于直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器的控制策略。通过对该并网控制策略的等效电路进行仿真分析,网侧输出的三相交流相电流的总谐波畸变率仅为3.64%,电流波形正弦度良好,验证了该并网控制策略的可行性。     

反向回转双机驱动振动系统基于频率俘获的控制研究

建立了反向回转双机驱动振动系统的动力学模型和感应电机的数学模型,运用动力学理论分析了振动系统的动力学特性,得到了反向回转双机驱动振动系统实现频率俘获的条件．根据振动系统的频率俘获条件,分析了对2个2偏心转子相位差的控制策略．分别运行自同步条件下的系统仿真程序和基于振动系统频率俘获条件的相位差控制仿真程序,计算机仿真结果表明对振动系统施加控制后,该系统能够快速实现速度同步和相位同步,验证了控制策略的有效性．     

变频器系统改进解耦控制研究

针对变频器三相电压电流经坐标变换得到dq轴电压电流分量时存在耦合且含有大量高次谐波的问题,提出一种用dq轴指令电流分量代替实测电流分量,实现解耦的改进型控制策略.通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建基于LCL型滤波器的改进型解耦控制仿真模型,并与传统LCL型滤波器的解耦控制进行对比分析.仿真结果表明,改进后的解耦控制方法较改进前系统动态响应更快,电网电流波形质量更高.     

基于电磁力分析的永磁同步电机研究及优化

针对永磁同步电机中电磁力作为电磁噪声主要激励源的问题,仿真分析12槽4极永磁同步电机径向电磁力的分布,从谐波成分和幅值两方面研究径向电磁力,并与电机固有频率相比较,判断径向电磁力是否容易造成共振。通过对比分析不同定子槽口宽度和磁体宽度对径向电磁力的分布及谐波幅值的影响,为进一步研究电机电磁噪声提供仿真分析依据,同时为电机优化设计提供参考。