开关磁阻电机发电原理与仿真研究

本文介绍了一种新型六相12/10极开关磁阻电机,对发电运行原理进行了分析,并利用Ansoft公司的RMxprt和Maxwell2D瞬态模块对开关磁阻电机发电系统进行建模,对正常和缺相两种运行状态下的发电性能进行了动态仿真分析,通过与三相6/4极开关磁阻电机发电性能进行比较,验证了新型开关磁阻电机在发电运行时具有更好的安全欲度,说明了相数对安全欲度的影响。

绕组周向分布圆筒型初级永磁直线电机结构及静态特性分析

提出一种绕组周向分布圆筒型初级永磁直线电机(tubular primary permanent magnet linear machine,TPPMLM)。与传统圆筒型初级永磁直线电机相比,该电机采用集中式绕组,每相绕组周向分布,初级铁心齿部及轭部由矽钢片一次叠压而成,初级制造工艺简单。同时,永磁体位于初级,次级仅由导磁铁心组成,可降低长距离驱动系统成本。该文阐述该电机的结构特点,给出工作原理,并分别利用磁路法及等效二维有限元法建立单元电机等效磁路模型及仿真模型,对静态特性分析,包括磁场、反电动势、定位力及电磁推力等。三维有限元模型及样机实验结果分别验证等效二维有限元模型的有效性及拓扑结构设计方法的正确性,同时,反电动势测试结果表明该拓扑不存在纵向端部效应导致的各相反电动势不对称问题。

圆筒型反向式横向磁通直线电机定位力补偿二阶自抗扰控制器位置控制

为减小定位力、摩擦力及负载等扰动对圆筒型反向式横向磁通直线电机(TRTFLM)位置控制性能的影响,提出一种定位力补偿二阶自抗扰控制器(ADRC)。首先,给出该电机的基本结构与运行原理,并对其定位力产生机理、数学模型及谐波分量进行分析;其次,基于该电机的数学模型,将位置环与速度环进行并联设计,构建位置环二阶ADRC,提高了TRTFLM位置控制的抗扰性能及跟踪性能;在此基础上,将定位力模型嵌入至扩张状态观测器(ESO)中,实现对二阶ADRC的优化,进一步提高了位置控制跟踪性能;最后,实验表明该控制方案的可行性和有效性。

定子电励磁型磁通切换电机的绕组构成分析与功率密度优化设计

定子电励磁型磁通切换(stator electrical excitation flux-switching,SEEFS)电机由于其定、转子结构简单,制作成本低,调速范围宽,振动噪声小等优点而逐渐被应用到电动汽车、轨道交通等领域,有着广阔的发展前景。以混合动力汽车车载低压直流辅助发电系统为背景,基于24/14极SEEFS电机提出了一种针对定子电励磁型同步磁阻(stator electrical excitation synchronous reluctance,SEESR)电机绕组构成原则的通用分析方法——虚拟绕组磁链法,该方法在SEEFS电机每个定子齿上补充一套辅助分析的虚拟绕组,通过对各个虚拟绕组磁链的分析,归类和组合,准确构成设计所需的三相或多相绕组;此方法可以针对任意极槽配合以及任意励磁绕组排布方式的SEESR电机进行分析,并得出其相应的绕组构成形式。同时,针对低压直流应用场合,采用了一种具有非平行齿槽的电机优化模型,该模型具有更高的功率密度。有限元分析和样机实验证明了设计方案的可行性和正确性。