大功率永磁直驱电力机车牵引电机散热研究

文章介绍了大功率永磁直驱电力机车牵引电机直驱传动结构和电机风路结构设计,对永磁电机散热仿真和温升试验进行对比分析,在有无联轴器的试验条件下对电机进行温升试验,以证明联轴器传动结构对电机散热具有向好改善;重点对试验中轴承温升偏高的问题进行研究和试验验证,开展不同转速和有无联轴器条件下电机温升试验,经过分析研究给出电机轴承温升与转子永磁体发热的关系;通过转子永磁体磁钢分段技术减少转子磁损耗,经过理论分析和试验证明磁钢分段电机轴承温升比非磁钢分段电机明显下降。通过对永磁直驱电机散热技术研究,证明大功率永磁直驱电力机车电机转子采用磁钢分段技术能够有效降低电机损耗,采用直驱电机连接联轴器传递结构可进一步降低电机温升,为后续轨道交通行业大功率永磁直驱电机散热设计和大功率永磁直驱技术的可靠应用奠定基础,提供有益的设计经验。     

永磁同步电机的气隙磁场研究及电机特性仿真

提出了一种永磁同步电机特性的计算方法,并以2004 Toyota Prius驱动电机系统永磁同步电机为例,通过有限元方法计算静态气隙磁场、对比空载状态和负载状态气隙磁场的分布情况,确认负载状态时气隙磁场由定子电流主导,据此进行特性仿真。根据定子和转子的相对位置影响电机输出转矩的特点,采用瞬态场计算一个周期的堵转转矩曲线和电磁转矩曲线,通过后处理得到电机的时空矢量图和其它参数。结果表明,采用该方法能大大提高永磁电机特性和参数的计算精度。     

轨道交通车辆门系统高品质永磁无刷直流电机的设计与实现

根据轨道交通车辆门系统电机体积小、质量轻、力矩大、效率高、低速性能好、过载能力强、可靠性高等要求,提出了一种独特的永磁无刷直流电机定转子结构,确定了极槽配合,并根据磁路计算初步确定了电机的主要参数;对电机进行仿真分析和参数优化,仿真结果表明电机力矩大、效率高,完全能满足额定点工作要求。对试制样机进行了试验验证,与目前使用的某进口品牌电机相比,自研电机从性能上全面超越了该进口品牌电机,完全可满足轨道交通车辆门系统电机的使用要求。     

新型永磁直驱驱动单元技术的设计和分析

为实现轨道交通关键技术的提升,研制了一种新型永磁电机直驱驱动单元.介绍了新型直驱驱动单元的技术参数和结构特点,同时分析了既有轨道交通永磁直驱技术的特点,总结了新型驱动单元主要部件的结构设计和技术特点.     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

电动汽车用永磁同步牵引电动机设计

从电动汽车对牵引电机的要求、电机磁路结构、主要参数的选取等方面介绍了永磁同步牵引电动机的设计方法.样机试验结果证明了设计方法的正确性.     

内置式永磁同步电动机无传感器速度控制和转子初始位置估计方法的应用及实验研究

针对内置式永磁同步电动机传动提出了一种新的无速度传感器控制和转子初始位置估计方法.在内置式永磁同步电动机旋转过程中,采用扩展卡尔曼滤波方法,仅需测量电机定子的电压和电流,便可得到转速和转子位置的估计值.对内置式永磁同步电动机,采用扩展卡尔曼滤波方法的主要困难在于在静止坐标系中其动态模型的复杂性.由于磁路的不对称性,在静止坐标系中建内置式永磁同步电动机的模型比建表面式永磁同步电动机模型更复杂.在无传感器的传动系统中,电机的起动过程是一个问题,因为在起动之前没有任何信息可以获得.转子初始位置估计是在电机静止时,在瞬间对定子绕组施加合适的电压脉冲序列,通过测量峰值电流获得转子位置信息.利用磁饱和效应对凸极性的影响来区分南北磁极.给出基于浮点数字信号处理器TMS320C31平台得到的内置式永磁同步电动机实验结果.     

新型永磁同步电动机离线电感测量方法

提出了一种永磁同步电动机电感离线测量新方法,通过对电机电压、电流和转子位置进行同步实时采样,并将所采集的电压和电流信息进行傅立叶变换,提取其基波信息;利用永磁同步电机电压稳态数学模型推导出电机电感计算公式,并利用Matlab软件离线计算电感,将电感计算值代入转矩方程计算。通过转矩计算值与实际测量值的比较,验证了本方案的有效性。     

车用永磁同步电机性能仿真及斜极优化

为了降低电机振动,优化电机性能,以某物流车用内置式50 kW永磁同步电机为例,分别分析电机在空载和额定负载2种工况下的运行特性,对电机的齿槽转矩、线反电势、输出转矩进行斜极优化,提高了电机的运行特性,并对电机矢量控制中的电流控制角进行参数化求解得到最优控制角,为改进设计提供理论依据.     

永磁同步电机转子分段斜极的分析研究

转子分段斜极能有效削弱齿谐波,改善永磁电机齿槽转矩和转矩波动。文章提出了转子分段斜极最佳斜极角度的计算方法;基于有限元分析,对一台样机在不同斜极分段数时的空载反电势、齿槽转矩及负载转矩进行了计算比较,得出了转子分段数的选择原则。试验结果验证了结论的正确性。