多相永磁同步电机在舰船推进系统中的容错控制研究

多相永磁同步电机因其供电相数不受限制、容错性良好和变频调速等特性,近几年引起了各行各业的广泛关注。随着控制算法和电子技术的发展,多相永磁同步电机在舰船推进系统中逐渐应用起来。本文主要针对舰船推进系统的多相同步电机容错控制问题,建立多相永磁同步电机和舰船推进系统的矢量数学模型,并对电机的容错控制进行理论分析和仿真实验。     

双三相永磁同步电机矢量控制研究

多相电机是一个多维系统,它与传统三相电机有较大差异。目前对多相电机尤其是双三相电机控制策略,只是简单采用了三相电机控制方法,忽略多相电机本身特点,导致谐波电流增加,系统性能较差,没能发挥多相电机优势。本文首先建立了双三相永磁同步电机数学模型,针对多相电机特点,采用矢量空间解耦控制,并新提出一种新的SPWM调制方法实现多相电机多维电流控制,有效抑制谐波电流。通过仿真及实验验证,证明该方法有效性。     

双Y移30° PMSM串联系统独立解耦控制

双Y移30?永磁同步电机(PMSM)双电机串联系统是一种新型的多电机传动系统,其中电机1运行在?-?平面上,电机2运行在x-y平面上。本文研究了该串联系统一种新的串联方式,通过坐标变换建立起两台六相永磁同步电机串联驱动系统的数学模型,用数学方法证明了该系统的可行性,并进行了仿真验证。     

六相永磁同步电机三电平变频调速控制策略研究

六相永磁同步电机具有转矩脉动小、振动噪声低、可靠性高、容错性能好等优点,能够满足高性能的远洋船舶电力推进系统的要求。传统六相永磁同步电机变频调速系统大都采用两电平变频技术,在降低功率开关器件开关频率、抑制电机电流谐波、提高变频调速系统功率容量等方面具有局限性。文章分析建立了六相永磁同步电机的数学模型,设计了六相永磁同步电机矢量控制策略,并结合三电平调制技术进行研究。通过Matlab/SimulinK搭建六相永磁同步电机三电平变频系统的仿真模型,模拟六相永磁同步电机运行的不同工况。仿真结果表明,六相永磁同步电机三电平变频调速控制策略的可行性,且在不同工况下能稳定运行,适合具有低噪声低振动要求的现代远洋渔船电力推进系统。     

异步起动永磁同步电动机基于多阻尼回路的建模及仿真

为了更准确、更全面地分析异步起动永磁同步电动机的起动性能,本文建立了异步起动永磁同步电动机基于多阻尼回路的非线性数学模型,并根据数学模型和电机的参数编写程序,仿真计算分析了电机的起动情况。     

基于SVPWM算法的船用永磁同步电机建模及仿真

永磁同步电机结构简单、可靠性强,已经得到了广泛应用,但是其控制系统与电机参数、外部扰动有关,为了提高其控制性能,扩大调速范围,需要设计有效的控制策略。本文以船用永磁同步电机为研究对象,建立其数学模型,并研究分析了其矢量控制原理和SVPWM技术。在此基础上,设计了电机调速系统的双闭环调节器,最后利用MATLAB/Simulink仿真平台,对SVPWM算法和永磁同步电机进行仿真验证,仿真结果符合实际情况。     

表贴式永磁同步电机削极技术的研究

影响永磁同步电动机振动噪声的主要是电磁震动,一台好的电机应是气隙磁场谐波小,产生的齿槽转矩及转矩脉动小。通过对电机转子表面永磁体削极,使得电机气隙磁场接近正弦可显著减小永磁电机气隙磁场谐波及径向力谐波,减小永磁同步电机齿槽转矩。用解析法研究了电机气隙磁场优化方法和齿槽转矩的削弱方法,对表贴式永磁交流电机几种主要的削极方式进行了理论研究,总结了各种削极技术的优势和特点,通过有限元验证本次理论研究的正确性,对改善永磁交流电机性能有十分重要的实用价值。     

基于集总热网络法永磁同步电机温度场分析

为了解永磁同步电机发热情况，建立一种在水冷下外转子永磁同步电机热网络模型。首先，建立了电机等效热网络模型，然后对热阻和水道对流散热系数以及材料导热系数进行计算，最后通过热平衡方程式分析其在额定工况下电机各部件温度及温升情况。并与有限元软件计算结果进行比较分析，验证所建立热网络模型准确性，为水冷条件下外转子永磁同步电机温升预测提供参考依据。     

基于Simulink的双三相永磁同步电机外部短路影响研究

双三相永磁同步电机内有两套绕组,形成两个余度,在单余度故障时,另一余度可继续工作,保持一定性能。短路故障是电机系统中较为严酷的一种故障形式,本文使用电路仿真的方法基于Simulink搭建双三相永磁同步电机的模型并进行几种外部短路情况的分析,避免了传统分析方法在直观性、便捷性方面的不足,得到双三相永磁同步电机在单余度引出线短路与开关管短路的故障下运行的状态。并分析了故障余度的控制系统,切断控制系统可减小输出性能下降,而主动构造三相完全短路可减小输出波动。最后总结双三相永磁同步电机外部短路对电机运行状态的影响。     

船用异步起动永磁同步电动机起动性能的分析方法研究

为了更准确、更全面地分析异步起动永磁同步电动机的起动性能,建立异步起动永磁同步电动机基于多阻尼回路的非线性数学模型,用MATLAB根据插值法和龙格库塔法编写了仿真计算程序.根据气隙磁场法计算得到的电机电感参数对电机的起动情况进行了仿真计算分析,并用样机的试验来验证了仿真计算的准确性,从而验证数学模型的准确性.     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

基于预测电压空间矢量的永磁同步电动机直接转矩控制

本文以永磁同步电动机的数学模型为基础,分析并推导了基于预测电压空间矢量的永磁同步电动机直接转矩控制,利用Matlab对传统滞环控制的直接转矩控制和基于预测电压空间矢量的直接转矩控制进行了对比仿真研究。结果表明,本文推导的预测电压控制方法能在降低开关频率的前提下,改善电流波动和转矩脉动。最后在通过实验验证了本文所提方法在减小电流波动方面的效果。     

六相双Y异步电机的数学模型及仿真研究

本文建立了六相异步电机在静止abc坐标系和旋转dqn坐标系下的数学模型,并给出了用Simulink实现的仿真模型.对样机的仿真结果证明了该模型的有效性,为研究六相异步电机及其系统的动态性能奠定了基础.     

六相永磁无刷直流电动机的仿真研究

根据六相永磁无刷直流电动机的数学模型,利用仿真软件PSIM建立了六相永磁无刷直流电动机的通用仿真模型.并以一套20kW、6相永磁无刷直流电动机系统为对象进行了仿真研究.通过仿真实验验证了模型的正确性.     

无刷直流推进电动机动态性能的仿真

建立无刷直流推进电动机的动态仿真数学模型,利用系统矩阵的特征值和特征向量,以及对称性边界条件确定初始状态,对起动等动态过程进行了仿真和分析。仿真结果对于船舶永磁同步推进系统的设计具有重要的指导意义。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

内置式永磁同步电机电磁性能及电感仿真分析

针对某内置式180 kW永磁同步电机,运用Ansys Maxwell仿真软件,建立了电机的二维有限元仿真模型。在空载、额定负载、弱磁三种工况下分别进行了仿真分析,得到了各工况下电机的电磁性能数据,验证了永磁电机电磁设计的合理性。针对交直轴电感参数的计算,在瞬态场中采用增量法,计算得到了电机各相电感随电角度变化的曲线,然后再通过坐标变换得到电机的交直轴电感随电角度的变化曲线,并对各工况下的电感曲线进行了对比分析。     

基于三电平逆变器的永磁同步电动机直接转矩控制新方法

在永磁同步电动机数学模型和三电平空间矢量调制法的基础上,提出一种基于三电平逆变器拓扑结构的永磁同步电机直接转矩控制新方法。该方法采用bang-bang控制器对电机进行控制,通过新型合成矢量开关表对固定合成矢量的选取,有效地抑制了三电平逆变器直流侧支撑电容中点电位波动、限制了输出电压变化率dv/dt并降低了开关损耗,同时系统还具有良好的稳态响应特性及动态响应特性。通过理论分析与仿真结果证明了该控制方法的可行性。     

基于电压补偿的六相永磁同步电机三电平驱动系统与两电平变频驱动系统的比较

六相永磁同步电机及其驱动系统具有诸多优点,对其研究具有重要意义。然而六相永磁同步电机相间的耦合较为严重, d-q电流存在扰动。为了减小扰动现象,本文提出基于电压补偿的控制策略,与六相永磁同步电机三电平变频调速系统相结合,进行仿真论证。本文建立六相永磁同步电机双dq模型,设计基于电压补偿的控制策略,与不进行补偿的控制策略进行对比分析,仿真研究结果论证了基于电压补偿的控制策略优于无补偿的控制策略.。此外本文基于电压补偿的控制策略,结合六相永磁同步电机三电平变频驱动,本文还对六相永磁同步电机三电平变频驱动与两电平变频驱动的性能进行了仿真分析。仿真结果表明六相永磁同步电机三电平变频驱动系统较两电平变频驱动系统谐波畸变率更低,转矩的抖动更小。基于电压补偿的六相永磁同步电机具有更好的工程使用价值。     

多相逆变系统数学模型及仿真研究

建立了多相逆变器的电路模型，并以此为基础，分别建立3相和6相逆变器——异步电机的matlab仿真模型，在不同的开关频率下，分别对三相逆变系统和六相逆变系统进行了仿真。仿真结果表明，在开关频率较低的情况下，多相逆变系统转矩脉动减小，系统效率和功率因数也有所提高。