基于外转子开关磁阻电机的参数优化分析

针对高速运转时开关磁阻轮毂电机的转矩波动问题,基于ANSOFT MAXWELL 2D仿真平台,以3相12/8极外转子开关磁阻电机为例,进行静态和瞬态仿真分析,得到电机的各类特性曲线。参考这些特性曲线,可以在电机高速运行时,通过优化开通角、关断角和定子磁极结构来减少输出转矩波动——这些优化可使开关磁阻轮毂电机的输出转矩更为平顺。     

多物理域耦合求解的轮毂电机温度场

为研究温度变化对电动汽车用轮毂电机的工作性能和使用寿命的影响，采用场路耦合法将轮毂电机有限元模型与外电路联合求解，建立了包含轮毂电机本体、外部驱动控制电路的联合仿真模型，充分考虑了外部激励中时间谐波电流对磁场的影响. 然后，将计算得到的绕组铜耗、定子铁芯损耗、永磁体涡流损耗以及杂散损耗等作为热源，采用磁热耦合法将其耦合到各部件进行瞬态温度场研究，综合考虑了电机工作过程中其损耗分布在时间和空间位置上的瞬态变化特性，热源损耗与温度场实时精确耦合. 详细研究了负载运行时轮毂电机各部件温度随时间的变化情况，以及温度的空间分布特性. 多物理域耦合法实现了电磁场与外电路的直接耦合，电磁场与温度场的顺序耦合. 最后，对轮毂电机进行台架试验. 研究结果表明:仿真计算结果与试验结果在额定工况下温度的最大误差为4.96%，峰值工况下最大误差为10.55%.      

高速开关磁阻电机的电感计算与运行分析

高速开关磁阻电机（SRM）常采用角度控制方式（APC）,因而准确计算电感曲线,确定开通关断角对电机的控制非常重要．本文采用能量增量法计算了SRM的静态电感和动态电感特性,分析比较得出动态电感能更好地反映电机的动态特性及饱和特性．根据高速运行的SRM动态电感,确定了合适的角度控制方案．基于有限元软件JMAG-studio,采用场一路耦舍方法,对高速SRM运行于APC的工况进行分析计算,得到了电机的磁场分布及电流、转矩特性．     

基于指数函数的开关磁阻电机磁链非线性模型

开关磁阻电机（SRM）的双凸板结构导致其运行时磁链具有非线性特点,因而精确建立电机的数学模型比较困难.在分析开关磁阻电机的非线性特性和磁链曲线后,提出了利用一种指数函数来构建磁链曲线的新型数学模型.结合Ansoft软件的电磁分析功能,利用Matlab软件搭建一台3 kW、12/8极SRM的控制仿真模型,在角度位置控制（APC）模式下进行了仿真分析,并与实验结果进行了比较,验证了该磁链非线性模型的准确性.     

开关磁阻电动机电流控制方式的研究

开关磁阻电动机（ＳＲＭ）的输出转矩与绕组电流波形有密切的关系，进行开关磁阻电机驱动系统（ＳＲＤ）的电机本体设计及功率变换器、控制器的设计，必须对绕组通电电流进行深入的研究。同时要使整个系统获得预定的转矩－转速特性，必须对电流进行合理的控制，本文在对开关磁阻电机驱动系统的运行特性进行分析的基础上，深入地研究了电机绕组电流控制方法，这无疑对ＳＲＤ系统的设计与控制有较大的意义。     

开关磁阻电动机特性的仿真分析

由于开关磁阻电动机的双凸极结构和磁路饱和非线性影响，非线性仿真计算成为研究其运行特性的基本方法，本文利用改进的非线性磁参数法对开关磁阻电动机的转矩进行了仿真分析，同时得到其关断角优化控制范围，为开关磁阻电动机驱动系统的优化设计和优化控制提供了一定的理论指导。     

开关磁阻电机结构参数对电机性能的影响研究

为了研究同功率电机的不同结构对开关磁阻电机性能的影响,采用实验研究法。基于Ansoft电磁仿真软件,从绕组自感、绕组互感、转矩大小及脉动影响、绕组电流等方面,对额定参数相同的四相8/6极开关磁阻电机和四相16/12极开关磁阻电机仿真性能进行了对比分析。结果表明:8/6极开关磁阻电机与16/12极相比,8/6极各相绕组自感值大,互感值大,转矩大,转矩脉动小、电流小。     

单片微机控制的开关磁阻电机调速系统

分析了四相８／６极结构的开关磁阻电机调速系统的组成和运行原理，给出了裂相式直流电源型功率变换器主电路形式，介绍了以８７５１单片微机及其外围接口电路构成的开关磁阻电机控制器，并给出３．０ＫＷ调速系统的实验结果。     

轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统设计

设计一种基于ds PIC30F4011芯片的轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统。设计电机控制器软硬件控制电路,采用转速比例-积分(Prportion Integral,PI)闭环单极性脉冲宽度(Pulse Width Modulation,PWM)控制方式,通过调节PWM占空比改变电机绕组的平均电压,实现电机调速。基于电机转速闭环单极性PI控制方案进行系统仿真,并搭建整车试验平台对电机进行空载运行试验。仿真和试验结果表明:轮毂电机驱动型电动汽车控制系统运行平稳,具有较好的动态和静态特性,控制方案能够满足轮毂电机的运行要求。     

轮毂电机电动汽车基本运行工况控制策略

分析目前轮毂电机独立驱动电动汽车的整车控制系统及驱动控制技术,搭建轮毂电机驱动电动汽车实物模型,设计电动汽车的起步、前进、倒车、制动、空挡和停车等几个基本运行工况下的控制策略。为了验证控制策略的有效性及可行性,在电动汽车模型上集成搭建整车控制系统,将在Code Warrior编程环境中利用C语言编译和调试成功的控制程序烧写入整车控制器芯片;利用Lab VIEW软件设计试验数据采集系统。使装有整车控制器的电动汽车模型在实际道路上进行外充电、起步、前进、倒车、制动等试验。结果表明:所建模型能够在各个基本工况下正常运行,所提出的基本运行工况控制策略在模型上可以实现,采用的整车控制策略响应较快,跟随性较好,适用于轮毂电机驱动电动汽车。     

电动汽车馈能式主动悬架在循环工况下的仿真研究

采用前向仿真和后向仿真相结合的思想,建立了基于循环工况的1/4馈能式主动悬架仿真系统。通过模糊PID控制器来控制电机的四象限运行,并考虑了电机、电池所造成的功率损,完成悬架主动力的输出以及能量的回收。选取了美国城市循环工况UDDS进行馈能式主动悬架的平顺性与经济性的仿真分析。仿真结果表明:相比于传统被动悬架,基于模糊PID控制的馈能式主动悬架能较好地改善汽车行驶平顺性,其在UDDS工况下的车身垂直加速度均方根值改善了32.43%;相比于传统电磁式耗能主动悬架,馈能式主动悬架在该工况下的节能效果达到了24.88%。     

基于模糊理论的开关磁阻电机直接转矩控制

将直接转矩控制(DTC)策略引入到开关磁阻电机传动(SRD)系统中,通过滞环可将其固有转矩脉动限制在一个较小的容差范围内,但对于不同的偏差,开关状态的选择存在着不合理性,造成一定的转矩脉动.在引入模糊控制理论后,通过区分磁链偏差和转矩偏差的大小做不同的决策,可依此来优化开关状态的选择.仿真结果表明,采用模糊控制器的开关磁阻电机直接转矩控制系统,其转矩脉动明显得到抑制,系统的动、静态性能均得到改善.     

基于行驶工况的零部件耐久性测试工况构建

针对汽车零部件耐久性测试工况获取过程复杂的问题,提出了通过实际行驶工况解析出零部件耐久性测试工况的方法.基于西安市某线路纯电动公交车实际运行数据构建得出行驶工况,根据车辆实际参数建立整车仿真模型,仿真并计算得到基于实际行驶工况的电机输出轴应力载荷工况.由线性疲劳累计损伤理论和电机输出轴材料S-N曲线得出电机输出轴损伤值计算方法,并通过四峰谷值雨流计数法统计出不同应力载荷工况下的电机输出轴受到的损伤值,从而得出对应的循环寿命,选择寿命最短的行驶工况对应的电机转速工况和转矩工况作为电机输出轴耐久性测试工况.     

基于行驶工况的零部件耐久性测试工况构建

针对汽车零部件耐久性测试工况获取过程复杂的问题,提出了通过实际行驶工况解析出零部件耐久性测试工况的方法.基于西安市某线路纯电动公交车实际运行数据构建得出行驶工况,根据车辆实际参数建立整车仿真模型,仿真并计算得到基于实际行驶工况的电机输出轴应力载荷工况.由线性疲劳累计损伤理论和电机输出轴材料S-N曲线得出电机输出轴损伤值计算方法,并通过四峰谷值雨流计数法统计出不同应力载荷工况下的电机输出轴受到的损伤值,从而得出对应的循环寿命,选择寿命最短的行驶工况对应的电机转速工况和转矩工况作为电机输出轴耐久性测试工况.     

开关硼阻电机快速非线性建模方法的研究

开关磁阻电机的双凸极结构使其电磁特性呈高度非线性，本文在对ＳＲＭ磁化特性曲线ψ（θ，ｉ）深入分析的基础上，提出了一种新的建模方法，这种模型既具有较高的工程精度，又具有计算速度快的特性。     

基于开关角优化的开关磁阻电动机控制系统

通过仿真分析提出了开关磁阻电机（ＳＲＭ）单变量最优化控制模型,设计了以Ｉｎｔｅｌ８０９６单片机为核心的ＳＲＭ最优控制系统,给出了系统的实验结果。     

基于K-means聚类法的牵引供电隔离开关故障状态监测

接触网隔离开关的运行可靠性对于保障牵引供电系统稳定运行有着重要意义。针对隔离开关的机械状态特性,对电机电流与其输出扭矩之间的关系进行了推导。通过电机电流采集系统监测得到隔离开关电机电流信号,使用wolf算法计算得电机电流信号的最大李雅普诺夫指数值为正,证实了该电流信号具有混沌特性。根据相空间重构理论重构电流信号,对重构信号进行K-means聚类分析,获取簇中心并通过簇中心的位置变化判断隔离开关的故障情况。据此将隔离开关的故障情况进行分类,为隔离开关运行的故障监测以及状态评估提供依据。     

舰船电力推进系统的矢量控制及其仿真

针对舰船电力推进系统的螺旋桨特性,采用矢量控制方法对舰船推进电机进行调节,给出异步电机矢量控制框图,在空间矢量脉宽调制环节引入等效调制函数以简化控制环节并提高控制效率,分析并给定舰船推进电机的螺旋桨特性曲线.利用PSCAD/EMTDC对实际系统进行仿真,计算了不同工况下电机起动和调速时系统的暂态稳定状况,并结合试验进行验证,结果表明两者变化规律相吻合,证明仿真模型的正确性和所选方法的可行性.     

ALA转子磁阻同步电动机的开环运行特性

研制了一台高凸极比的两极ALA转子磁阻同步电动机,实验研究了电机的开环运行特性,研究结果表明电机开环运行时存在一个比较严重的低频振荡,这个振荡发生在电机电源频率略大于电机的自然频率后的某一频段,且会导致电机失去同步.     

适应锚机工况要求的开关磁阻电机调速系统的研究

介绍了开关磁阻电机调速系统（SRD）的基本组成。根据锚机工作条件提出SRD系统硬件要求，针对锚机工况要求阐述了在不同阶段系统的控制策略。将SRD用于船用锚机控制系统有助于实现锚机的自动控制，并在一定程度上提升了船舶电气自动化、智能化和信息化水平。