基于统计能量法的电机结构中高频振动仿真和预报研究

本文以某简化的电机结构为对象,开展了基于统计能量法的仿真和实验研究。利用软件VA One建立了有限元和统计能量法混合分析模型,并将预报结果和有限元软件开展的独立随机激励仿真结果、实验结果进行对比分析。本研究验证了基于统计能量法的仿真分析手段在电机结构中高频振动建模和预报方面的可行性和精确性,拓展了统计能量法在电机结构振动研究方面的应用。     

环形绕组无刷直流电机负载换向的解析模型

环形绕组无刷直流(CWBLDC)电机是一种具有梯形波反电动势的多相永磁电机,相应的换向驱动电路可实现相电流的换向。由于该电机采用梯形波反电动势,铁心材料的利用更加充分,能获得高于永磁同步电机(PMSM)的转矩密度;另一方面,采用极、槽数优化设计的分数槽绕组,能够有效抑制电机的转矩脉动,使其接近永磁同步电机的水平。良好的换向性能是该电机得以应用的前提,本文提出一种负载换向方法,其利用负载本身的电压即电机反电动势来改变相电流的方向,能够实现功率开关的零电流关断。以一台2极12槽环形绕组无刷直流电机为对象,详细分析了负载换向的过程,建立了换向过程的解析模型,讨论了换向提前角的确定方法。采用场路耦合仿真分析了该电机的换向过程,验证了解析模型的准确性,最后由原理样机试验验证了负载换向原理的可行性。     

永磁同步电机转子位置检测滤波方法研究

转子位置检测是实现永磁同步电机(PMSM)高性能控制的一个关键环节。由于检测环节非理想特性的存在,旋转变压器的转子位置检测结果中会产生微小误差,在电机振动噪声指标严格的领域,位置检测误差会对电机的振动噪声产生不利影响。针对以上问题,首先对旋转变压器的位置检测原理进行了简要分析,在此基础上,对旋转变压器各种非理想特性进行了分类和分析,得到了不同情况下的转子位置误差表达式。为消除可能出现的误差对电机控制造成的影响,提出一种位置检测滤波算法,仿真和试验表明:所提出的算法能有效滤除旋变位置检测误差,同时不产生延时,应用效果好。     

高速混合励磁发电机的结构及调压性能

针对高速永磁发电机在负载或转速变化时难以维持输出电压恒定的问题,提出了一种新型混合励磁发电机。详细介绍了其结构与调压原理,建立了发电机的等效磁路模型,推导了空载调压范围的解析公式;利用三维有限元方法深入分析了发电机磁场的分布规律与调节能力;研制了一台10 k W混合励磁原理样机,试验结果表明新型混合励磁发电机能够满足调压要求,并验证了该发电机结构和分析方法的合理性。     

一种大功率永磁电机旋转变压器位置补偿方法

针对大功率永磁电机推进系统中旋转变压器转子位置误差补偿的应用需求,首先对位置信号采样过程中惰转转速跌落导致的位置非线性变化进行了位置重构。基于重构合成的位置信号,采用误差信号提取、误差频谱分析、特征频率补偿及查表插值的补偿方法,对旋转变压器固有误差进行了补偿。实验结果验证了位置重构和误差补偿的有效性和实用性。