大功率永磁同步电机温升研究

本文围绕一台200kW纯电动汽车用大功率永磁同步电机,首先建立电机温升数值计算模型并计算了峰值工况温升时间;其次建立电机温升有限元仿真模型,计算得到峰值工况温度场及运行时间;再次研究了不同热负荷下采用数值计算方法和有限元仿真方法计算峰值工况温升时间差异,并对数值计算方法进行了修正;最后搭建电机温升实验台架,得到峰值工况电机实测温升时间。结果表明,修正后的数值计算方法、有限元仿真方法均与实测误差较小,两种方法具有一定的准确性。     

EPS用永磁同步电机的2自由度内模控制研究

针对电动助力转向用永磁同步电机采用了一种2自由度内模转矩控制方法,通过调整控制参数,可分别设定系统的跟随性和对干扰及噪声的抑制特性,仿真得出的电机控制效果在台架实验中得到了验证。     

逆变器供电下的永磁同步电动机谐波电流的计算

在分析谐波电流工作机理的基础上,提出了一种永磁同步电动机逆变器供电的谐波等值电路及谐波电流计算公式,介绍了谐波等值电路中电阻、电感参数的计算方法。样机计算值与试验测量数据基本吻合,验证了该谐波模型的可行性。     

汽车装配生产线电动伺服螺纹拧紧设备发展现状

中国汽车销量已经连续 14 年居世界第一,螺纹连接为汽车零部件之间的主要连接形式,螺纹拧紧设备市场需求巨大。目前国内汽车生产线上的拧紧设备主要依靠进口,造价高,已经成为卡脖子问题。为此文章针对汽车生产线的电动伺服螺纹拧紧设备的关键技术展开论述：对比了交流永磁伺服同步电机的控制策略;论述了拧紧设备的减速机构方案;对比了不同的扭矩检测方案;最后分析了国内外现有的电动伺服螺纹拧紧设备的特点。通过对电动伺服螺纹拧紧设备关键技术的研究分析,指出了现阶段电动伺服拧紧设备上不同技术方案的优缺点及发展趋势,为国内电动伺服螺纹拧紧设备的研究与开发提供了思路。     

基于电机控制的主动式油气分离器的应用研究

为突破被动式油气分离器的局限性,提高 1 μm 以下的小直径油滴分离效率,文章设计了一种基于电机控制的主动式油气分离器,该油气分离器集成了永磁同步电机电控技术,实现了油气分离器的启停控制、自我诊断、过压过载保护等功能。该主动式油气分离器通过电机驱动分离叶轮高速旋转,并在离心力作用和分离棉辅助下,实现气液两相分离的目的。试验研究表明,主动式油气分离器比被动式油气分离器的分离性能更加优秀;在油气分离器的转速为 12 000 r/min 和进气量为 100 L/min 的工况下,主动式油气分离器的最高分离效率达到了 99.1%,机油携带量仅有 0.149 8 g/h;同时通过试验指出了被动式油气分离器对小直径油滴的分离效果存在明显不足,并验证了主动式油气分离器对直径为 0.5 μm 至 0.6 μm 的油滴的分离效率达到了 85.7%,其在对小直径油滴的分离性能上大幅领先于被动式油气分离器。     

六相电驱重构型车载光伏并网逆变器研究

近年来太阳能电动汽车凭借其较长的续航里程,得到了大家的广泛关注。为了进一步拓展太阳能电动汽车车载光伏板的应用及降低太阳能电动汽车的使用成本,提出一种六相电驱重构型车载光伏并网逆变器,该逆变器可以将车载光伏板的能量传送到电网中,且不需要额外的电力电子器件。文章分析了不对称六相永磁同步电机（ASPMSM）零电磁转矩所具备的条件,通过复用电动汽车电驱系统中的逆变器、电机定子绕组、电流传感器等器件,提出了一种零电磁转矩的六相电驱重构型车载光伏并网逆变器电路拓扑及其控制策略,同时,利用搭建的 660 W 的样机平台,进行了实验研究,对提高电动汽车的续航里程和减少使用成本有着重要意义。     

计及时变扰动下永磁牵引电机无传感器滑模控制

针对永磁同步牵引电机因参数摄动不确定因素造成控制性能下降以及速度传感器存在成本高、环境要求严格、估计精度不足等问题,提出了一种基于自适应广义高阶平方根容积卡尔曼滤波算法（ASRGHCKF）无速度传感器的永磁同步电机（PMSM）自适应非奇异快速终端滑模控制算法。首先,建立参数摄动下PMSM数学模型;其次,基于扩展滑模扰动观测器（ESMDO）设计自适应非奇异快速终端滑模转速控制算法（ANFTSMC）,选择新型指数趋近律可随系统距离滑模面的远近自适应调整趋近速度,同时ESMDO实时精准观测系统的未知扰动部分;最后,结合ASRGHCKF实时精准估计电机的转速和转子位置。通过与PI和传统SMC算法进行仿真和半实物试验对比,验证了该算法在电机参数摄动下暂稳态性能更佳,有利于改善PMSM的无速度传感器控制效果。     

宁波地铁4号线车辆永磁同步牵引系统能耗性能研究

文章采用试验为主、仿真为辅的方法,分析地铁车辆不同工况下的能耗数据,对永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的牵引吸收、再生反馈、惰行能耗、再生率等能耗性能进行了解耦分析,通过解耦的方法,尽可能令边界固定和变量单一,以保证计算精度。根据不同边界条件,对宁波地铁4号线永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的能耗表现进行数据统计。根据相同目标速度、惰行工况、巡航工况下的能耗具体表现,对其规律进行归纳,分析永磁同步牵引系统在能耗方面的优势。通过惰行实测试验数据,对永磁同步牵引系统和感应异步牵引系统数据进行修正与拟合,结合辅助系统的能耗数据分析,经数据统计和规律归纳,验证理论分析的正确性,并将定性推断转化为定量描述。在理论结合数据的基础上,提出了永磁牵引系统冷却风扇运行优化、牵引特性曲线优化、惰行励磁弱磁优化等牵引系统能耗优化的观点。     

长沙市轨道交通永磁牵引系统能耗分析

文章简要介绍了长沙市轨道交通5号线列车永磁同步电机的特点和应用现状,并选取长沙市轨道交通1号线1列采用永磁同步牵引系统的试验列车,进行牵引系统能耗的线路仿真及现场节能测试,并结合长沙市轨道交通1～4号线采用异步牵引系统的列车和5号线采用永磁同步牵引系统的列车空载能耗分析情况,针对效率和能耗与采用异步牵引系统的列车进行了详细的对比与分析,得出正线接触网安装有再生电能吸收利用装置的线路,排除列车载客影响,5号线空载列车能耗相比1号线、3号线、4号线空载列车平均能耗节能率达到29.56％,相比正线接触网未安装再生电能吸收利用装置的2号线,空载列车能耗节能率达到39.21％.列车能耗作为运营成本的重要组成部分,永磁牵引系统节能效果明显,与国家要求的节能低碳经济发展要求相吻合,永磁牵引系统的应用有利于降低地铁列车运营成本,并有助于实现快速绿色交通的目标.     

Vehicle suspensions with a mechatronic network strut

This paper applies a novel mechatronic network strut to vehicle suspensions and discusses the benefits of system performance. The proposed mechatronic strut consists of a ball-screw inerter and permanent magnet electric machinery, such that the system impedance can be realised through a combination of mechanical and electrical networks. Applying the mechatronic strut to vehicle suspensions, we evaluate the improvement of system performance using passive electrical networks. Furthermore, a prototype mechatronic strut is constructed for properties verification. Finally, nonlinearities of the mechatronic strut are taken into account to modify the suspension design. From the simulation and experimental results, the proposed mechatronic network strut is shown to be effective.