内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构对电机性能的影响分析

为了研究不同转子拓扑结构对8极48槽内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁性能和噪声性能的影响,分别建立了单层无隔磁桥、单层有隔磁桥、双层无隔磁桥以及双层有隔磁桥转子拓扑结构的内置式永磁同步电机的有限元模型。除转子拓扑结构以外,四种电机的定子拓扑结构、永磁体使用量等其它条件完全相同。首先,对电机电磁性能和噪声性能进行相关的理论分析。其次,建立四种电机的有限元模型,对四种电机的凸极率、输出转矩、转矩脉动以及空载反电势谐波畸变率等电磁性能进行比较分析,并对四种电机进行模态分析。最后,比较了四种电机的振动响应和噪声特性。结果表明,双层有隔磁桥转子结构的内置式永磁同步电机电磁性能最好,并且其噪声削弱效果也最好。

多维度能量熵提取的不同负载下电机轴承故障诊断

为了提高电机轴承故障诊断的准确率,针对电机轴承故障不稳定的振动信号及故障特征提取困难问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)能量熵与卷积神经网络(CNN)相结合的电机轴承故障诊断方法。为了使故障的特征更精确地体现出来,采取三维度的能量熵提取办法,将轴承故障分为内圈磨损、外圈磨损和保持架断裂三类,然后每个类别再细分为负载为0%、25%和50%三种情况,共9种情况。利用VMD方法将故障信号分解得到内禀模态函数(IMF)的分量并提取各个维度IMF的能量熵值从而构成特征向量。结果表明该方法可以有效提高故障诊断正确率。

应用集中参数热模型的高密度IPM电机运行过程的热仿真

应用集中参数热模型对高密度IPM电机运行过程进行热仿真。集中参数热模型直接逼近电机的热性能,可以快速评估IPM电机运行过程的热性能,便于IPM电机及其冷却系统设计方案的论证和比较研究。比较仿真结果和实验测试结果,绕组温度的仿真曲线与实验测试结果相吻合,证明了该方法的有效性。

变频器供电的异步电机节能控制运行的研究进展

现有工程中广泛应用的异步电机变频控制具有算法简单、动态特性好的优点,但未顾及电机的节能控制运行。实际应用中异步电机经常处于轻载运行状态,效率非常低,这对缓解能源紧张和控制污染非常不利,因此引起了学术界和工程界的广泛关注。根据压频比的变化说明了电机节能运行的原理,介绍和分析了近几十年来异步电机节能控制研究中的常用实现方法及其优、缺点,同时指出工程应用中存在的问题和今后的研究趋势。

三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机铁心的优化设计

Halbach磁铁阵列和集中绕组的分数槽绕组应用于永磁同步电机可提高输出转矩并降低转矩波动,满足伺服系统快速性和高精确度的要求,但需要对电机铁心进行再设计。依据Halbach磁铁阵列的理论建立了每极三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机磁场的模型,并分析了气隙磁场特点,提出采用集中绕组的分数槽绕组削弱齿谐波。分析电机铁心的结构特点,确定多个关键尺寸为设计变量,以一定电流的最大转矩平均值和最小转矩波动为主要优化目标,采用Taguchi方法简化优化设计的计算,并建立了双层的优化模型。以一台8极9槽的伺服电动机为例,采用有限元计算,阐述了每极三段Halbach磁铁阵列永磁电机多变量、多目标的优化过程。

考虑负载不确定的异步电机反馈线性化的最小损耗控制

研究异步电机负载变动时基于反馈线性化的最小损耗控制的实现问题。首先分析了异步电机的损耗特性,建立了受电机温度时变参数影响小的最小损耗磁链控制模型,揭示了通过转矩的实时估计对磁链进行控制可实现最小损耗控制。应用微分几何精确线性化的理论,建立了考虑负载转矩不确定性的异步电机反馈线性化模型,实现了转速和磁链的线性化解耦控制,电机转矩的实时估计依据参考模型在电动机反馈线性化控制中实现。异步电机的反馈线性化控制既提高了动态时的响应速度,又实现了稳态时的轻载高效率运行。合理选取控制参数,实现转速、磁链以及转矩估计的渐进收敛。仿真实验表明所提控制方法的可行性和有效性。

标量控制的感应电机高效节能运行的实现

从感应电机高效节能运行出发,依据三相感应电机的等效电路推导出电机高效率运行的供电条件,揭示了电机高效率运行时电机输出的转速和负载转矩与输入的电源电压和频率之间存在的确定关系。在此基础上,提出实现电机高效节能运行的标量控制方案,并通过与恒压频比控制方式运行效率的比较及控制系统转速调节和转矩变化过渡过程的仿真实例,验证了电机高效节能控制运行方案的可行性。

考虑铁耗的永磁同步电动机矢量控制系统的优化

工程中永磁同步电动机矢量控制系统基速以下广泛应用单位电流最大转矩的控制策略,由于忽略了电机的铁耗,控制系统的动态调速性能和效率都有一定程度的下降。本文根据永磁同步电动机的结构特点建立考虑铁耗的永磁同步电动机的数学模型和等效电路,分析了铁耗产生的机理和特点,使模型和等效电路的铁耗符合电机的实际运行,在此基础上提出基于最小损耗的优化控制策略。仿真结果表明控制系统在动态调速性能和效率两方面比单位电流最大转矩控制策略都有一定程度的提高,具有矢量控制中进行工程推广应用的必要性。

感应电机压频比调节的模糊节能控制

根据三相感应电机的等效电路,推导出电机的损耗和输出功率与压频比之间的关系,提出了压频比调节的节能控制方法。考虑电机不同负载时损耗曲线的变化特点,引入基于电机转速和输入功率的比例算子,对电机输入功率的变化进行量化;电机稳态运行时进行模糊自寻优控制,动态调速时进行较高的恒压频比控制,提高了电机的效率并保持了一定的动态响应特性。仿真结果验证了运行控制方案的可行性和有效性。

电磁因素引起的无刷直流电动机转矩波动与抑制

对由电磁因素引起的无刷直流电动机转矩波动的原理分析和理论探讨的基础上,以两相无刷直流电动机为例给出了相应转矩波动公式的推导过程,提出了一种通过控制电机电流抑制电磁转矩波动的策略和实现方法,并通过仿真计算验证了该方法的可行性和有效性。

一种用变频调速装置的电参量有效值测量算法

针对变频器供电时交流电动机的输入电压和电流波形严重偏离正弦波的问题,提出一种电参量有效值测量的算法,在交流电动机变频调速系统的基础上提出电参量有效值测量的实现方法,通过计算机仿真验证了算法的有效性和可行性,具有在交流电动机变频调速系统中进行推广应用的必要性。

永磁式双转子电机的理论与实践

根据电机学的基本理论,分析了永磁式双转子电机的原理和结构特点,结合其特点,指出这类电机生产和使用中存在的关键问题,为进一步的工程应用做好准备。

基于磁场饱和的IPM电动机的磁路仿真

提出一种磁场饱和的IPM(Interior Permanent Magnet)电动机的磁路模型,该模型利用材料的磁化曲线为基础,考虑电枢反应磁场对永磁磁场的影响,可对电机的性能指标进行计算,便于设计变量的及时调整。仿真结果与有限元计算的结果接近,证明了该饱和磁路模型的有效性。

汽车用牵引电机性能的比较

根据近几年汽车用牵引电机的发展概况及其性能要求,对几种主要的汽车用牵引电机及其驱动控制系统的性能进行了比较分析,并分析了其发展趋势。

调压运行的同步电动机功率因数的调节分析

变频器供电条件下,同步电动机的定子绕组电压可以方便地进行调节,电机的电压、电流、功率因数及功率角之间存在内在联系。论文首先在恒定负载和恒定励磁电流情况下,对调压的同步电动机通过相量图进行稳态分析,建立功率角、定子电流及功率因数的计算模型,揭示了电压调节时它们之间的相互关系及其变化规律。最后通过实验验证模型的正确性,指出通过调节同步电动机的定子电压,可对功率因数及功率角之间进行调节,对同步电动机功率因数的调节有一定的指导意义。

永磁同步电机热保护的简化二阶模型

根据永磁同步电机的结构和发热机理,提出永磁同步电机的简化二阶动态热模型及其在电动机伺服控制系统中的热保护的方案和策略。仿真结果表明:二阶热保护模型可根据不同的工矿条件,提高电机的利用率,实现有效的热保护。

小型并网运行的单相永磁同步发电机的设计

单相永磁同步发电机在民用发电系统中有一定的应用,然而单相电机的理论和工程应用主要集中在单相异步电动机。本文设计了并网运行的10 KW单相永磁同步发电机,首先根据电磁负荷确定基本尺寸,应用磁路法对转子永磁体进行了设计,根据电机的相量图分析了移相电容的选取,对电机的两相绕组和谐波抑制进行分析设计,分析了斜槽对减小电压波形畸变率和负载转矩脉动的作用,最后通过场路耦合有限元方法计算了样机的运行特性。

控制电机在技术本科课程教学中的实践探索

控制电机是本科电气工程自动化专业及其相关专业的重要课程，近年来控制电机的技术含量高，材料、加工和使用要求高。文章在分析控制电机课程教学现状的基础上，从教学内容和体系、教学方法和手段、实验教学几个方面对本科课程教学进行实践探索，以促进卓越工程师培养和工程教育专业认证工作的有序推进。

浅谈Déjà vu现象的研究进展

Déjà vu是一种法语表达,即似曾相识的意思。多达97%的人口在一生中至少经历过一次Déjà vu,67%的人经常经历这种情况。Déjà vu现象考虑可能是一种残存的记忆,在某种程度上是大脑功能的“小故障”,类似于视觉错觉,其实是大脑工作中产生的错误记忆。为了理解Déjà vu是如何发生的,我们拟从神经解剖、临床表现特点、脑电图模式、基因分析以及相关治疗来更详细地探索Déjà vu。

单相永磁同步发电机的结构原理和运行特性分析

近年来单相永磁同步发电机在新能源发电系统中有一定的应用,阐述了单相永磁同步发电机的结构原理和输出特性,运用相量图理论分析了移相电容的选取,在并网运行和接入不同功率因数负载的独立运行两种运行状态下,对发电机的输出电流、输出功率、效率、输出电压、移相电容等运行特性进行了仿真分析,并与三相同步发电机进行了性能比较,研究对相同类型的发电机设计和运行有一定的指导意义,推动了单相永磁同步发电机的工程应用。