新型磁通切换型双凸极永磁电机的静态特性研究

介绍了1种新型磁通切换型双凸极永磁电机,以1台三相12／10极样机为例分析其结构特点和运行原理,并基于有限元法,详细研究其静态特性。具体包括对空载和单相绕组通电的磁场和气隙磁密分布做了较为深入的分析,在此基础上研究绕组永磁磁链、反电动势、定位力矩、绕组电感以及静态转矩等,分析永磁磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对电感特性的影响。结果表明:该种电机的特点在于其双极性的每相永磁磁链显著增加了电机的转矩密度;由于其磁链和反电动势波形从本质上都是正弦分布,使得该种电机特别适合于无刷交流运行的应用场合。所得结果为该种电机的设计、性能分析以及运行控制等建立了基础。     

新型双功率流风力发电系统控制策略

基于电气无级变速器及带有电池储能装置的双功率流风力发电系统是近年提出的一种新型风力发电系统结构。文中提出了该系统的整体控制策略,以控制风力机、电气无级变速器电机、电池及电网之间的能量流动。首先,提出了基于定子侧变频器的最大风能跟踪控制策略,同时提出了当风速高于额定值时风力机的变桨距控制策略。然后,基于内转子侧变频器,提出了离网和并网2种情况下不同的控制策略。电池储能装置的应用可使系统根据电网需求调节输出功率,平缓风能波动,同时通过控制可稳定定子与内转子之间的背靠背变频器的直流侧电压。基于电气无级变速器电机的数学模型和控制策略,建立了整个系统的仿真模型,仿真结果证明了针对此新型双功率流风力发电系统提出的控制策略的有效性。     

新型集中绕组小型永磁风力发电机的设计与分析

介绍一种新型绕组连接方式的永磁无刷电机,采用特殊的定子槽/转子极配合,功率密度高,定位力矩小,适用于小型风力发电系统.以一台三相24/22极样机为例,分析其结构特点和运行原理,并基于有限元法,研究其设计过程.在此基础上,对样机的感应电动势、电磁转矩、输出功率、效率等进行实验验证.结果表明:该种电机在无需斜槽或斜极的条件下,采用集中绕组即可获得正弦电势,且保持较高的功率密度和效率,为小型风力发电机的选型提供一种新的方案.     

磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机

新型模块化初级永磁直线电机的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子结构简单,仅由导磁铁心组成,若应用在轨道交通等长定子等场合,可大大降低系统成本。在深入分析现有电机结构特点的基础上,提出一种基于磁通切换原理磁路互补的新结构。结构的互补性使每相绕组的反电势更正弦、电机总的定位力更小。介绍了模块化初级永磁直线电机的结构特点和运行原理,并基于有限元法,研究了其静态特性,具体包括对空载和单相绕组通电时的磁场及气隙磁通密度、绕组永磁磁链、空载反电动势、定位力、绕组电感以及静态推力等,并分析了永磁磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对电感特性的影响。理论分析和样机实验结果验证了设计方案的正确性和有效性。     

定子永磁型无刷电机系统及其关键技术综述

定子永磁型无刷电机是一类永磁体和电枢绕组均位于定子的新型永磁无刷电机,可方便地对永磁体和电枢绕直接冷却以控制其温度,并易于通过"永磁+电励磁"实现对电机气隙磁场的直接控制,从而获得无刷电机的宽范围调速;凸极转子既无永磁体也无绕组,结构简单可靠,适合高速运行;该电机兼具功率密度高、效率高、容错性能好、控制灵活等特点。该文介绍了定子永磁型无刷电机的基本结构与工作原理,总结了它们的共性规律和个性差别,对其分析设计方法、控制策略等关键技术进行综述,讨论了多种磁通调节方案和容错控制策略,分析了该电机系统在电动汽车、飞轮储能、轨道交通等领域应用的可行性和潜力,最后对该电机系统的主要研究方向进行了展望。     

电流控制策略及凸极系数对IPM电机的影响

内置式永磁同步电机具有高功率密度,高效率和强弱磁能力的优点,在伺服系统中广泛应用。电流控制策略是内置式永磁同步电机(IPM电机)矢量控制中的关键问题,目前广泛应用的控制方式有四种,分别是id=0控制,最大力矩电流比控制,cosφ=1控制,恒磁链控制。不同的电流控制策略和凸极系数对IPM电机的影响仍少有研究,但实际上却很有意义。该文全面分析了在不同凸极系数下各种电流控制策略对IPM电机的影响,并通过计算及仿真给出了各种特性曲线,从而可根据特定凸极系数的IPM电机选用合适的控制策略,以期获得较佳的控制性能。     

电动汽车用车载集成式充电系统若干关键技术问题及解决方案

集成式车载充电系统通过对驱动电机绕组和逆变器进行分时复用与合理重构,可在不增加额外器件的情况下,实现便捷快速的车载充电,近年来引起了学界和产业界的持续关注.该文首先分析集成式充电系统中亟待解决的若干关键技术问题;其次以问题为导向,对现有各类集成式充电系统进行总结和梳理,综述现有拓扑和控制方法对以上问题的解决方案;然后基于混合励磁型电机的特殊结构特点,分析基于该类型电机构造的集成式充电系统所具备的优势;最后总结全文并对该类系统的发展方向进行展望.     

磁通切换永磁电机等效模型与控制策略分析

针对传统转子永磁型电机散热困难导致永磁体发生不可逆退磁、限制电机出力、减少功率密度等问题,提出了一种定子永磁型磁通切换永磁(FSPM)电机,并对该电机结构特点与等效模型进行了分析,比较了定子磁场定向控制(SFOC)、直接转矩控制(DTC)及基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)三种控制方法在FSPM电机上的应用效果.运用dSPACE的实验平台,对基于SFOC的FSPM电机驱动系统进行了实验研究.仿真与实验结果表明,采用SFOC的FSPM电机转矩脉动小、电流正弦度好以及低速性能优越,更适合于低速驱动领域的应用.     

新型三相磁通切换型双凸极永磁电机电感特性分析

本文基于有限元法研究了一种新型三相12/10极切换磁通型双凸极永磁电机的电感特性.首先介绍了该电机的结构特点和运行原理;其次比较了静态电感和动态电感的定义;并在此基础上采用通用的定子三相坐标系和dq轴两相坐标系变换将三相绕组电感变为直轴和交轴电感;针对该种方法耗时多、运算量大的缺点,提出了一种基于两个特殊转子位置的简单快捷的方法,可以直接计算得到直轴和交轴电感,所得结果与传统方法计算结果比较验证了该方法的有效性,并得到了样机实测电感数据的验证.     

新型两相磁通切换型双凸极永磁电机的静态特性研究

提出并分析了一种新型两相磁通切换型双凸极永磁电机的结构特点和运行原理,基于有限元法深入研究其静态特性,并通过转子斜槽以改善性能.解析分析了转矩的各个分量和引起脉动的主要因素.结果表明,双极性绕组永磁磁链显著增加了电机的转矩密度,且磁链和反电动势波形从本质上都是正弦分布,特别适合于无刷交流运行.所得结果为该种电机的设计、性能分析以及运行控制等提供了重要依据.