开关磁阻电机矩角特性的研究与应用

分析了开关磁阻电机矩角特性的计算方法,在此基础上用有限元磁场计算出开关磁阻电机的磁化曲线族,根据这些数据仿真给定电流下的矩角特性,并分析了矩角特性曲线与电感变化率的关系.设计并制作了一台矩角特性测试平台,试验结果验证了仿真理论的正确性.最后分析了矩角特性在研究开关磁阻电机起动性能等方面的应用,从而指导开关磁阻电机的优化设计.     

基于Simulink的三相开关磁阻电机调速系统仿真研究

根据开关磁阻电机的特性,建立电机数学模型,分析了电机工作原理及电机运行中的相电流、磁链和位置角三者之间的关系;在Matlab/Simulink环境下搭建开关磁阻电机调速系统模型,仿真分析了电压、开断角对电机转速、转矩、电流的影响;基于仿真分析,设计了电流、转速双闭环调速控制系统,并将其与电流斩波调速控制系统进行对比,仿真结果表明,电流、转速双闭环调速控制具有起动快、脉动小和运行稳定等优点,更适用于开关磁阻电机的调速控制。     

电动车开关磁阻电机驱动系统控制策略研究

开关磁阻电机具有结构简单、调速范围宽、可靠性高、可控参数多、过载能力强等优点,有着广泛的应用前景。首先,介绍了电动车开关磁阻电机驱动系统结构,设计了以TMS320F28335数字信号处理器(DSP)作为主控芯片的控制器。然后,根据电机不同转速段,设计了相对应的控制策略,最大化提高电机运行效率:以转速电流双闭环控制为基础,在低速区域内,采用电流PWM控制,利用PI算法调整PWM占空比,既可以限制绕组电流上限值,减小转矩脉动,又可以控制功率开关管斩波频率,避免损坏功率开关管,保证电机平稳起动运行;中速区域内采用电压PWM控制,加快转速动态响应;高速区域内采用变角度位置控制,实现电机宽范围调速。最后,在试验平台上,对提出的控制策略进行验证,测试电动车开关磁阻电机驱动系统的调速性能。试验结果表明,所提出的控制策略具有很强的适应性,使得该驱动系统具有良好的动态性能和较高的稳态精度。     

基于TMS320LF2407A开关磁阻电机控制系统的研究及实现

首先介绍了开关磁阻电机调速系统及各运行状态控制,其次在分析开关磁阻电机运行原理、调速特性和控制方法的基础上,提出了高速变角度电压斩波控制—低速定角度电流斩波电压斩波控制的控制策略,PWM控制采用双闭环调节器来实现电压斩波。针对实验用30 kW开关磁阻电机驱动系统,基于TI公司的TMS320LF2407A,设计了控制器的硬件电路及软件流程,最后给出了系统在不同转速下的绕组电流及不同负载情况下的电流波形曲线。     

空冷自增湿PEMFC测试平台设计

为便于对空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能测试及控制算法设计,基于工控机、Lab VIEW及USB数据采集模块设计了一种通用开放式空冷自增湿PEMFC测试平台,用于对空冷自增湿PEMFC性能测试及控制算法设计与验证。测试平台通过USB数据采集模块采集PEMFC电堆的温度、输出电流、输出电压等参数,实时显示电堆当前状态参数曲线,并输出相应控制信号控制电堆稳定运行。经实验验证,该测试平台运行可靠,监控性能良好,实用性强,为研究空冷自增湿PEMFC的性能与控制算法设计提供了开放式测试平台,具有很高的实用价值。     

直线开关磁阻电机的波浪发电系统建模

针对传统直线开关磁阻电机功率密度低,作为波浪能转换装置难以广泛应用的问题,设计一种采用高功率密度的互感耦合直线开关磁阻电机的波浪能转换装置.根据互感耦合直线开关磁阻电机的结构特点及运行原理,建立以互感耦合直线开关磁阻电机为波浪能转换装置的波浪发电系统仿真模型,并对电机典型位置时刻的磁场进行分析.采用电压外环PI调节加电流内环斩波调节的双闭环控制策略对互感耦合直线开关磁阻电机波浪发电系统进行仿真分析.系统仿真结果表明:以互感耦合直线开关磁阻电机作为波浪能转换装置,能够达到波浪发电的目的.     

基于三相半桥功率变换器的无轴承开关磁阻电机绕组结构分析

无轴承开关磁阻电机兼有开关磁阻电机和磁轴承的优点。功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其控制绕组电流,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。悬浮绕组功率变换器采用三相半桥结构时,由于负载的不对称,存在中点电压漂移问题。该文简要介绍了电机悬浮原理和数学模型,将功率变换器和电机作为一个整体,分析了中点电压漂移的原因及绕组配置对中点电压的影响。给出了5种绕组结构形式下,各相悬浮力之和及其对中点电压的影响。通过合理配置绕组结构,使电机在恒定径向负载的情况下,中点电压波动大为减小。给出了4种优化的无轴承开关磁阻电机绕组结构。实验结果证明了理论分析的正确性。     

电动车用开关磁阻电机驱动系统

开关磁阻电机具有结构简单、转速范围宽、可靠性强、可控参数多等特点,适合作为电动车的驱动电机。首先介绍了电动车开关磁阻电机驱动系统组成,设计了以ds PIC30F6010A为主控制器和EPM570T100C5N为辅助控制器的车用控制器。设计了逻辑输入和逻辑输出电路,实现输入信号和输出信号的逻辑综合,简化控制系统设计。根据电机不同转速区域,设计了不同的控制策略,提高了电机调速范围和平滑度:在低速区域内,基于转速电流双闭环控制策略,采用电流斩波控制,限制绕组电流,减小转矩脉动,保证电机转速的稳定性能和跟随性能;高速区域采用电流斩波和开通角、关断角角度控制交错控制的方式,调整绕组导通位置,实现电机宽范围调速的目的。最后,在搭建的试验平台上验证了控制策略的可行性,对转速、电流波形进行了对比和分析,测试了车用开关磁阻电机驱动系统的调速性能。     

基于MATLAB的开关磁阻电机非线性建模仿真

由于开关磁阻电机SRM结构及运行原理的特殊性,使得分析和设计较其它电机更为困难。基于在分析开关磁阻电机数学模型的基础上,借助于M ATLAB/S IMUL INK搭建了电流斩波控制方式下开关磁阻电机的非线性仿真通用模型。根据此模型,对一台六相12/10结构样机进行了仿真,仿真结果证明了该模型的有效性。该模型为分析和设计开关磁阻电机控制系统提供了一种有效的工具。     

开关磁阻发电系统的故障分析及仿真

对开关磁阻电机在发电运行模式下的各种典型故障进行了分析研究,利用Matlab/Simulink中的电力系统工具箱对开关磁阻发电机系统进行建模,通过对模型施加不同的故障条件,仿真了系统在负载故障、功率变换器故障、电枢绕组开路/短路等故障下的电压、电流输出波形.通过对结果的分析可以看出,开关磁阻发电系统具有较高的容错性能,当发生缺相故障时,系统仍能维持正常的电压输出.同时,这种故障的建模和仿真也为开关磁阻发电系统的故障诊断和容错研究提供了一种可行的方法.     

开关磁阻电机非线性计算及动态系统仿真研究

基于ANSYS和Simulink对整个开关磁阻电机驱动系统建模、仿真.将有限元与控制结合对开关磁阻电机系统非线性特性进行仿真研究.通过对整个电机系统的研究建立一种快速、准确的非线性系统仿真环境,从而有助于对开关磁阻电机进行深一步研究、设计与控制.最后通过对样机低速运行情况下进行电流斩波控制仿真试验,验证结合有限元计算与控制系统仿真分析对开关磁阻电机非线性以及动静态特性研究的有效性.     

一种往复开关磁阻直线电机的设计与控制

以往复活塞式压缩机为应用背景,提出了一种具有简单结构及单方向力驱动的往复式开关磁阻直线电机,并基于有限元方法进行了电机的参数化设计。针对开关磁阻电机的非线性电磁力及磁链特性,基于三维有限元方法分析了电机的位置/电流/电磁力和位置/电流/磁链特性。针对此单方向力驱动的电机提出了一种综合控制策略,其由"推秋千"控制器、PI电流控制器、行程控制器及平衡位置控制器组成。"推秋千"控制器控制电机电流的导通时刻,以保证电机动子在其机械谐振频率上运行,PI电流控制器通过脉宽调制开关功放控制电机电流,行程控制器及平衡位置控制器分别控制行程和平衡位置。在有限元分析和参数测试的基础上,在Matlab/Simulink环境中建立了电机、压缩机及控制系统的仿真模型,并以此分析了给定行程下,控制系统控制直线电机驱动压缩机的动态性能。最后进行了实验测试,并与仿真结果进行了比较,结果相一致,验证了所设计的电机及所提出的控制策略的可行性和有效性,其中的"推秋千"控制器能够使电机动子在其谐振频率上运行。     

模块组合式开关磁阻电机结构参数的分析

开关磁阻电机不仅具有结构简单、坚固耐用、控制灵活的优点,同时还具有容错性强、起动转矩大、效率高等优点。为增强其安装和制造的灵活性、运行可靠性、可维护性及容错性,提出一种分块组合式结构的开关磁阻电机,首先利用有限元软件,建立电机二维模型并进行仿真,得出电流、转速等性能曲线;然后采用有限元3D模块建立开关磁阻电机三维模型和电机的功率变换电路,构成一个完整的仿真系统,最后通过有限元分析,得到了详细的转矩、电流和磁链的特性。结果表明了所建立的仿真计算模型的有效性,该结构设计灵活、合理,为开关磁阻电机的设计、仿真提供了参考。     

开关磁阻电机双向控制系统的研究

研究了一种新型开关磁阻电机双向控制系统,介绍了开关磁阻电机的发电,电动工作原理.基于电动汽车的运行特点.分析了其数学模型,并确定控制策略,采用H桥式功率主电路,运用电流和电压两种斩波控制方法.最后对样机进行实验研究,在电动和发电两种状态,系统运行稳定、性能良好,从理论和实践上为电动汽车的制动能量的回收提供了可行性方案.     

3kW开关磁阻电机的再生制动实现

该文分析了开关磁阻电机再生制动的原理和控制方法,给出了一套3kW开关磁阻电机再生制动的设计实例,在电流控制的基础上解决了位置检测、优化控制以及系统保护等再生制动过程中不容忽视的问题.理论和实践表明,在电流控制的基础上,中小功率开关磁阻电机具有优良的再生制动性能,这对降低系统成本、提高系统性能/价格比和开拓开关磁阻电机的多种应用具有重要意义.     

一种改善开关磁阻电机运行性能的新型结构转子

为提高开关磁阻电机的起动转矩,减小运行中的转矩脉动,通过研究开关磁阻电机的电流和转矩特性,提出了一种新型的转子结构。在Matlab/Simulink环境下建立了开关磁阻电机的动态仿真模型并进行了仿真实验。实验结果证明在相同的控制算法下采用该新型结构的转子能够达到提高电机起动转矩、减小运行中转矩脉动,改善电机运行性能的目的。     

矢量控制的双绕组磁阻电机电磁特性分析

针对开关磁阻电机单极性电流励磁引起转矩波动大的问题,采用新型结构双绕组磁阻电机,通过矢量控制实现电枢电流正弦变化。基于Simplorer+Maxwell对双绕组磁阻电机与开关磁阻电机在电磁特性方面进行了对比分析。仿真实验表明:与传统开关磁阻电机相比,双绕组磁阻电机输出电流波形接近正弦波,磁势谐波成分少,转矩波动小,转矩密度大,电磁特性更好的优势。     

一种抑制开关磁阻电机转矩脉动的电流控制方法

本文提出一种无需反馈瞬时转矩和计算开通、关断角,即可降低开关磁阻电机转矩脉动的电流控制方法。该方法借鉴同步电机的dq轴控制思想,根据开关磁阻电机的电流、电感特性将参考电流非负处理和修正,以保持输出转矩的平稳。为保证电机的系统效率,减少转速较高时因续流产生的负转矩,采用电流前移法,通过模糊算法调整移动角,进一步完善参考电流。搭建三相9/6极开关磁阻电机仿真系统和实验平台,实现传统电流控制和提出的电流控制,对这两种控制方式在不同转速下的开关磁阻电机转矩脉动进行对比和分析。仿真和实验结果表明,提出的电流控制方法在开关磁阻电机中低速运行时均可有效降低27%～34%的转矩脉动。     

开关磁阻电机驱动系统电流波形及其对系统性能的影响

开关磁阻电机驱动系统具有电机结构坚固、系统调速特性优良等特点,整个系统的输出特性与电机电流波形有密切的关系,本文在分析开关磁阻电机电流波形特点与电机输出特性的基础上,结合所研制的样机,分析了电机电流波形对系统运行特性的影响,导出了开关磁阻电机实现最优运行的电流控制策略.     

轴向磁通开关磁阻电机的电流斩波控制研究

以轴向磁通开关磁阻电机为对象,介绍了轴向磁通开关磁阻电机控制技术,包括轴向磁通开关磁阻电机调速系统的基本原理和轴向磁通开关磁阻电机的三种基本控制方法,即电压斩波控制、电流斩波控制和角度位置控制,并在轴向磁通开关磁阻电机上应用电流斩波控制方法进行研究。