浅谈物理实验教学中学生创新能力的培养

创新人才的培养是教育改革和发展的主攻方向。教师在物理实验教学中通过改进实验方式,创新实验方法,为学生搭建动手、动脑的平台,积极发挥学生的主体作用,让学生参与物理实验的实践活动,培养其创新精神和实践能力。

混合励磁磁通切换永磁电机初始位置检测方法比较

为实现混合励磁磁通切换永磁电机转子初始位置检测,本文在电机d轴、q轴分别注入高频电压信号来估计转子位置。在电机d轴注入高频电压信号时,通过采集q轴电流来获得转子初始位置;在q轴注入高频电压信号时,通过采集励磁绕组电流来获得转子初始位置。通过比较两种初始位置检测方法,基于d轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,无法直接判断磁极极性,需要额外的方法判断磁极极性;而基于q轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,利用电机励磁绕组和电枢绕组的互感识别转子初始位置,无需额外的磁极极性判断可直接估计出转子位置。最后,在一台12/10混合励磁磁通切换永磁电机的测试平台对两种初始位置检测方法进行了验证。

基于励磁绕组高频信号注入的混合励磁开关磁链永磁电机位置估计

传统的零速或低速位置估计方法是将高频信号注入到永磁同步电机(PMSMs)的电枢绕组中,但该方法应用于具有低凸极比的混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机时,位置检测精度较低。因此,该文提出将高频脉冲信号注入励磁绕组的转子位置估计方法。由于HESFPM电机中励磁绕组产生的磁链在d轴上,因此,励磁绕组中注入的高频脉冲信号可以在d轴上感应出高频电流信号。通过检测q轴高频电流信号,即当q轴高频电流信号为零时,判断转子的实际位置。为了验证所提出的位置估计方法,在一台HESFPM实验样机上进行实验验证。结果表明,所提出的HESFPM电机位置估计方法在稳态与动态响应方面均具有较高的精度。

基于闭环电压反馈的混合励磁电机弱磁控制

为了实现新型混合励磁电机的高速运行,文章提出了一种便于实现的基于相电压反馈的弱磁控制策略。通过电机相电压反馈值和逆变器最大输出电压之间的差值来判断电机弱磁区域的边界。控制算法将电机运行区域分为低速、高速I区和II区3个区域,并给出了在高速区d轴电流、q轴电流和直流励磁电流的具体控制方法,通过对混合励磁电机电枢电流和直流励磁电流的共同调节,实现了混合励磁电机在高转速区域的稳定运行。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

考虑磁链谐波的混合励磁电机硬件在环系统

由于混合励磁双凸极电机存在较大的磁链谐波和非线性,为了实现混合励磁电机精确在线仿真,提出了一种考虑磁链谐波以及励磁电流对磁链大小的影响的混合励磁电机的建模方法。搭建了基于dSPACE的电机模型、逆变器模型,并与DSP构成硬件在环仿真平台。以12/10混合励磁双凸极电机为例,通过实验发现:考虑磁链谐波时,混合励磁电机硬件在环仿真系统中的相电流畸变率与实验样机仅相差0.9%。与传统线性模型相比(相电流畸变率与实验样机相差6.9%),提出的硬件在环仿真系统具有更高的精度和准确性。