一种永磁有限转角电机的磁场分析

针对用于有限转角机阀开关的有限转角电动机难以采用传统磁路方法设计与分析的问题。基于电磁场理论,分析了一种定子永磁式有限转角电机的工作原理,并利用有限元分析软件Ansoft对其进行了磁场模拟。在永磁体气隙磁密与定子绕组气隙磁密大小相同的情况下,分析电机的电磁转矩随电流及转子位置角变化的关系。仿真结果表明:该种电机定子绕组电流与起动转矩、转矩变化与转子位置角之间在磁路线性区呈线性关系。起动转矩随绕组电流的增大而增大,电磁转矩值则随转子位置角的增大而减小。     

一种改进型自抗扰控制器在船舶电力推进中的应用

为了解决船舶电力推进中转子磁场定向矢量控制定子电压方程中耦合项的影响,获得更好的动态性能和鲁棒性,本文提出了一种改进型自抗扰控制器,对自抗控制器典型结构做了一定的简化,并将其应用于船舶电力推进中的异步电机转子磁场定向矢量控制,实现了船舶电力推进中的异步电机磁链和转矩的快速调节。仿真结果表明,该控制系统具有优异的动态控制性能,而且参数鲁棒性较强。     

永磁电动机直接转矩控制中新型无传感器技术

剖析了两种典型转速直接估算方法,提出了一种新型的适用于永磁同步电动机直接转矩控制的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解精度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

测量船舶垂向感应磁场的新方法

针对用感固比法或两地测量法获取船舶磁场垂向感应分量Ziz的弊端,提出用地磁补偿线圈模拟地磁场,通过改变补偿线圈的层数和各层之间安匝量之比的方法来提高模拟的准确度.提出了测量船舶磁场Ziz的具体方法,在不同的磁环境下研究了Ziz的变化规律,分析了船舶磁场Ziz分量与地磁场和自身磁化状态的关系,同时给出了准确测量Ziz时地磁补偿线圈磁场和补偿电源必须满足的要求.     

基于MRAS观测器的无速度传感器永磁同步电机模型预测控制

针对三相永磁同步电机驱动系统,提出了一种无速度传感器模型预测转矩控制方法.基于模型参考自适应技术设计了观测器,以精确估算转子速度;为了减小转矩和定子磁链波动、提高系统动态和静态响应特性,采用了模型预测控制策略.仿真结果表明所提方法可以使PMSM驱动系统达到满意的控制效果,从而证明论文控制策略的有效性和正确性.     

表贴式永磁同步电机铁耗计算仿真分析

基于FLUX对某型号表贴式永磁同步电机铁耗进行仿真分析研究,根据电机的传统铁耗Bertottti计算模型,得出电机不同磁密的定子铁心损耗;在考虑旋转磁场影响的条件下,首先利用有限元法改进计算模型,通过对定子铁心仿真分析,得到不同区域特征点磁场分布情况及磁密变化曲线;然后将径向和切向磁密分量叠加得到损耗,计算结果与传统模型进行对比,铁耗增加比例为19.325%,与最新研究文献的研究结果相符.     

舰船磁场测量真值的一种估算方法

针对手提式三分量测磁仪磁探头入水后由于水平坐标与舰船水平坐标关系未知而导致无法测量舰船磁场水平分量的情况,采用遗传算法,通过使舰船磁场建模误差最小来寻找最优的磁探头偏转角度,从而可以根据手提式测磁仪所测得的三分量磁场对舰船的真实三分量磁场进行估计.这改变了以往仅依靠测得的舰船磁场垂直分量来估计舰船磁场的做法,充分利用了所测得的水平分量,提高了对舰船磁场估计的准确度.仿真的结果表明,该方法具有一定的精度和稳定性.     

未知负载和转子电阻的交流感应电机自适应控制

基于自适应观测控制器设计了三相交流感应电机调速系统,该控制器在未知电机转子电阻和负载及不需要测量磁链情况下,可同时且不受限制地单独控制电机转速(转矩)和磁链.控制器只测量转速、电压和电流信号自适应估计磁链和未知参数.用该控制方法设计了两相坐标轴磁场定向电机模型,系统不存在非线性,因此适合离散化和DSP系统的数字实现.     

综合提高感应电机直接转矩控制性能的方法

用参数自适应法设计出定子磁链观测器,并将定子磁链观测器应用于直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器.采用两个有效电压矢量取代传统的一个电压矢量,通过精确计算两个有效电压矢量和一个零矢量的作用时间,控制磁链轨迹在稳态运行中始终保持圆形.仿真结果表明综合提高了感应电机直接转矩控制性能.     

一种新型无速率传感器的直接转矩控制方案

无速度伟感器异步电动机的直接转矩控制系统大多采用模型参考自适应的方法来实现。基于以电机定子电流磁链为状态变量的状态方程的推导,提出了用卡尔曼滤波器方法来实现定子磁链和转速估计,并给出了卡尔曼滤波的算法。     

一种同步电机DTC系统的功率因数控制方法

对电励磁同步电机直接转矩控制系统(DTC)的功率因数控制环节进行理论分析,提出了一种以励磁电流调节为主,配合定子磁链调节的功率因数控制方法.在此控制系统中,励磁电流调节的主要作用是保持励磁电流的稳定性和励磁调节的快速性,系统根据无功转矩微调定子磁链作为励磁电流调节的补充,仿真和试验结果证实了该方法正确有效.     

组合载荷作用下动车牵引电机转子系统弯扭耦合振动特性

为了研究组合载荷作用下动车组用牵引电机转子弯扭振动机理和识别典型故障特征, 依据动车牵引电机结构特点, 将其转子结构离散化为集总质量盘轴系统, 得到了电机转子系统的10自由度弯扭力学模型; 考虑定转子静动气隙偏心引起的不平衡磁拉力、转子质量偏心引起的机械不平衡力、转子重力以及电机驱动转矩和负载转矩等径向和扭转载荷作用, 利用拉格朗日方程法建立了牵引电机转子系统弯扭耦合运动微分方程; 基于Runge-Kutta法求解和分析了不同组合载荷工况作用下的转子系统弯扭振动特性。分析结果表明: 由转子质量偏心造成的系统弯扭自由度耦合关系, 使得牵引电机转子系统的弯扭振动特性受到转子径向和扭转载荷的共同影响, 且影响规律符合转子质量偏心耦合规律; 在全部径向和扭转载荷作用下, 牵引电机转子的径向振动包含零频、转频、二倍转频、弯振固有频率、二倍供电频、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率与转频组合等频率成分, 其中转频成分对应的弯振幅值最大, 而脉动转矩频率与转频的组合频率的振幅非常小, 说明脉动转矩对牵引电机转子径向振动的贡献并不明显; 在全部载荷作用下牵引电机转子的扭转振动包含转频、二倍转频、弯振固有频率与转频组合、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率等频率成分, 其中脉动转矩频率成分对应的扭振幅值最大, 其次由重力和不平衡磁拉力引起的转频成分对应的扭振幅值也较大, 且基本具有同一数量级, 表明它们对扭振的贡献均不能忽略。      

基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究

针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型.在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究.研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持.     

考虑定子斜槽及转子运动永磁推进电机反电势及定位力矩的数值计算

定子的齿槽效应影响着推进电机的反电势波形及定位力矩等,进而也影响推进电机输出转矩的低速平稳性．文中采用有限元法对多相永磁推进电机电磁场进行数值计算．分析了斜槽系数与反电势波形及定位力矩的关系,提出了采用滑动边界处理定转子相对运动、利用矢量叠加计及定子斜槽的方法．计算和实验结果表明所采用的方法是有效的．     

电涡流缓速器使用维护与故障排除

电涡流缓速器工作时,定子线圈内通电产生磁场,转子与定子保证一定的间隙随传动轴一起旋转,转子切割定子产生的电磁场,从而任转子盘内部产生涡旋状的感应电流（电涡流）并在转子上产生一个一与转子运动方向相反的力,及产生制动力矩,同时涡流在县有一定电阻的转子盘内部流动短路,会产生热效应忻导致转子发热,这样,年辆行驶的动能就通过感应电流化为热能,并通过转子盘上的叶片产生强劲的风力将热量迅速散发出去。     

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.     

一种基于PLL的牵引电机速度辨识算法

提出一种基于PLL的速度辨识算法,在此算法中引入闭环转子磁链观测器和幅值归一化环节,弥补PLL本身在抗干扰能力上的不足.通过闭环转子磁链观测模型抑制了转子磁链中可能出现的直流偏置,引入幅值归一化环节抑制了可能出现的转子磁链幅值波动.在仿真软件中搭建模型进行验证,结果表明在电机速度指令突变以及负载转矩突变的情况下可以保持较好的辨识效果.通过仿真结果验证了所研究速度辨识算法的正确性和有效性.     

鼠笼式同心磁齿轮结构设计与有限元分析

针对同心式永磁齿轮机械强度低、振荡严重以及生产成本高等问题,基于磁力传动原理及电磁感应定律,提出一种鼠笼式同心磁齿轮结构,将鼠笼替换内磁圈不仅节约了成本、提高了机械强度,而且增大机构磁阻,降低了运行时振荡幅度;根据静磁场理论,阐述了鼠笼式同心式永磁齿轮的运行机理,建立了转速及转矩模型,并经有限元算例证明了所建模型的正确性;基于动量矩定理,分析了转动惯量与负载能力的影响关系,越大,CPMG负载能力越弱,鼠笼式CPMG减小了内磁圈转矩惯量,可有效提高负载能力;通过对鼠笼导条数与运行稳定性的数理分析,得出当增大鼠笼导条数时,即增大磁阻k可有效减小转速波动的幅值;通过对转矩数理分析,鼠笼式CPMG通过电磁感应产生耦合磁场,与内、外磁圈相对位置无关,降低了CPMG启动难度.     

鼠笼式同心磁齿轮结构设计与有限元分析

针对同心式永磁齿轮机械强度低、振荡严重以及生产成本高等问题,基于磁力传动原理及电磁感应定律,提出一种鼠笼式同心磁齿轮结构,将鼠笼替换内磁圈不仅节约了成本、提高了机械强度,而且增大机构磁阻,降低了运行时振荡幅度;根据静磁场理论,阐述了鼠笼式同心式永磁齿轮的运行机理,建立了转速及转矩模型,并经有限元算例证明了所建模型的正确性;基于动量矩定理,分析了转动惯量与负载能力的影响关系,越大,CPMG负载能力越弱,鼠笼式CPMG减小了内磁圈转矩惯量,可有效提高负载能力;通过对鼠笼导条数与运行稳定性的数理分析,得出当增大鼠笼导条数时,即增大磁阻k可有效减小转速波动的幅值;通过对转矩数理分析,鼠笼式CPMG通过电磁感应产生耦合磁场,与内、外磁圈相对位置无关,降低了CPMG启动难度.     

用于模拟螺旋桨负载的双馈电机矢量控制研究

螺旋桨负载模拟是舰船电力推进系统中的重要研究内容.文中利用双馈电机四象限运行以及通过转子侧控制能降低变频器容量的特性,提出了双馈电机能量反馈系统模拟螺旋桨负载特性的方案.采用定子磁链定向的矢量控制策略,利用MATLAB/SIMULINK建立双馈电机模型和控制系统模型,实现不同工况下的稳态和动态特性模拟.仿真结果表明,转矩响应迅速、准确、稳定,采用矢量控制的双馈电机能量回馈系统具有良好的四象限负载特性模拟性能.