12/10极混合励磁磁通切换电机的快速设计

为探讨混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitation machines,FSHM)的快速设计方法,以简单磁路法为蓝本,结合了磁网络法中关键磁路细分和迭代求解计算铁心磁导率技术,建立了某相电枢绕组磁链最大位置的单元电机非线性磁路解析模型。据此给出了电励磁绕组安匝数以及磁桥初始磁密的设置推荐值,并采用组合性试探法,对比分析了定子轭高对永磁体尺寸与调磁系数的影响规律;设计了一台1.5 kW、12/10极结构FSHM样机,进行了实验研究。有限元计算与实验结果验证了设计方法的正确性和有效性,为FSHM电机永磁与电励磁配置以及调磁系数等参数的确定提供了参考。

混合励磁磁通切换电机等效磁路模型

混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与控制,而引入导磁磁桥可提升气隙磁场调节范围。以建立电枢绕组磁链最大位置的等效磁路模型为切入点,推导了峰值磁通表达式,探索了磁桥段相对磁导率的估算方法,结合有限元仿真分析了磁桥厚度变化与磁桥式FSHM初始气隙磁密、磁桥磁密、气隙磁场调节能力、磁力线路径转移等特性的关系。样机的有限元仿真及实验结果与等效磁路模型预测趋势基本一致,验证了建模方法与理论分析的正确性,可用于指导磁通切换电机的设计与性能分析。

磁桥式磁通切换型混合励磁电机电感特性分析与建模

混合励磁磁通切换电机是一种新型可调磁的交流无刷电机,为拓宽气隙磁场范围而引入的导磁磁桥给电感参数计算及电机建模增加了不确定因素。分别在定子坐标系和旋转坐标系下搭建了电机模型,探讨励磁电流和电枢电流变化对电感特性的影响规律。依据电感曲线对电枢反应敏感性的差异,采用二维拟合与分段双三次多项式拟合相结合的方法构造了电感与多重激励电流的曲面方程,并据此搭建了MATLAB/Simulink仿真模型。有限元仿真与实验结果验证了分析方法的正确性和有效性,为进一步研究该类电机奠定了一定的理论基础。

混合式高频交流配电系统的实验研究

在混合式高频交流配电系统仿真研究的基础上 ,通过分析选择负载特性好 ,输出波形质量高的串并联谐振变换器作为混合式高频交流配电系统中产生高频正弦交流电的源变换器 ,对其进行了参数设计及电路仿真。在理论分析与仿真计算的基础上 ,设计并制作了一台配电系统样品。通过不同工作模式下的负载试验验证了该配电系统 ,结合了正弦电压型和电流型配电结构的长处 ,具有非电接触式有限功率传输、负载端无须短路保护、可热插拔负载。

混合励磁磁通切换电机定子单元结构比较

混合励磁磁通切换电机(FSHM)是一种新型可调磁的交流无刷电机,在航空航天、风力发电、电动汽车等领域具有潜在的应用前景。在综合已公开FSHM电机定子单元结构特征的基础上寻求可能存在的永磁体、电励磁绕组和导磁磁桥的组合关系,按照永磁磁动势、电励磁磁动势单独与共同作用的激励方式,基于有限元法对8种FSHM电机定子单元就初始磁密、磁链正弦度、调磁机理、调磁能力和发生不可逆退磁可能性等指标进行了比较,为科研与实际场合选用该类电机提供了参考。

基于电力电子的虚拟综合实验设计与实践

结合实践教学改革,以提高学生分析、解决问题能力,融合相关课程的关键知识点,建立并逐步完善"自主学习"教学模式为目标,本文探讨了电类专业设置基于电力电子技术的虚拟综合性实验的必要性,分析了实验设计过程中需要遵循的四个原则:综合性、先进性、系统性和开放性,最后介绍了已开发的仿真实验和实施效果,并提出进一步完善的建设性意见。

永磁磁通切换电机的单位功率因数整流研究

永磁磁通切换电机是一种新型定子励磁型电机,在无刷直流发电领域具有潜在应用前景。为解决脉宽调制整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策略。针对传统单周期控制策略存在的反电动势与电枢电流基波相移问题,采用了一种基于双积分器注入虚拟滞后电流的改进控制策略,并详细推导了核心控制方程。结合简化小信号模型给出的电压开环传递函数,直接采用相位裕度分析法得到了电压控制器参数,较常用的根轨迹设计法更为直观、便捷。750 W样机的仿真与试验结果验证了分析方法的正确性和有效性。

混合式高频交流配电系统的仿真研究

介绍了一种可用于电信、航空航天等领域的新颖的配电系统。这种混合式配电系统结合了正弦电压型配电系统和电流型配电系统的优点 ,具有诸如非电接触功率传输 ,无须熔断丝保护、正弦电压和电流配电 ,整体高效率等优点。文中分析了该配电系统的工作原理 ,并对其不同负载情况下的工作状态进行了详细的分析与仿真。

磁通切换型无刷直流发电机的单周期控制研究

混合励磁磁通切换电机(FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机。针对PWM整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用对频率、相位和电机参数变化不敏感的单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策略,并给出了系统实现方案。在建立FSHM外电路等效数学模型的基础上,从控制系统稳定性和快速跟踪性能两方面探讨了将电机等效合成电感用作变换器储能电感的可行性;结合简化小信号模型给出的电压开环传递函数,采用符号化相位裕度分析了电压控制器参数的选取依据。最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。

人体动能收集的发电装置研究

传统的化学电池已不能满足现代便携式电子设备快速发展的要求,由此出现了收集人体动能用于发电的技术。借助电场、磁场和压电转换材料,通过直接驱动或振动驱动的方式,将人体动能转换为电能,对便携式电子设备进行充电或构成自供电系统。文章对人体动能收集技术的各类微型发电装置的基本工作原理、发展现状以及微电源管理等进行了综述,探讨了相关的研究方向。

磁通切换电机研究现状与展望

磁通切换电机继承了无刷结构的双凸极电机转子上既无永磁体也无绕组,结构简单、坚固耐用,适合宽转速范围运行等诸多特点,而且每相电枢绕组匝链的磁链为双极性,因此反电动势常数和输出转矩高于磁链为单极性的电机,具有广泛的工业应用前景。文章分别阐述了电励磁、永磁和混合励磁切换电机的基本原理、工作特性、电机设计和分析方法,针对磁通切换电机研究现状和存在的不足,探讨了磁通切换电机技术的发展趋势和研究方向。

电类综合性仿真实验的设计与实践

以复合和交叉为学科特征的电力电子与电力传动为主线,并将仿真技术引入到综合实验教学中,进行虚拟综合性实验的探索,可以突出知识点之间的相互联系,加强学生对电类核心知识的掌握,加深对理论的理解与认识,激发学生的学习积极性,为学生自主学习、个性发展、培养动手能力和创新能力创造条件。文章探讨了电类专业设置基于电力电子技术的虚拟综合性实验的必要性,介绍了已开发虚拟综合性实验的设计方法和实施效果,并提出进一步完善的建设性意见。

EWB在数字电路教学中的应用

介绍了仿真软件EWB(Electronics Workbench)的数字逻辑电路仿真功能与实现方法。四个典型数字电路仿真分析表明了EWB为数字电路分析设计提供了实用、高效的仿真环境,EWB的应用改善了数字电子技术教学手段。

串并联谐振高频交流电源研究

介绍了高频交流配电系统的电源——高频串并联谐振变换器电路,分析了其工作原理,介绍了参数选择方法,并针对稳态分析了输出电压的有效值,总谐波含量以及变换器的效率。

IGBT模块的开关暂态模型及损耗分析

总结了绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块的功率管及反并联二极管开关暂态过程的主要特征,建立了相应的开关模型,并在此基础上得到了损耗分析模型。建立的开关模型充分考虑了导通电流对开关暂态过程的影响,利用该模型可准确再现任意一个开关周期的开关暂态电压、电流波形,为功率变换器的损耗分析奠定了基础。该模型不仅适用于DC/DC变换器,而且适用于相邻开关周期内开关管导通电流不相等的变换器,如AC/DC和DC/AC变换器。采用Simulink/Stateflow对开关暂态过程及损耗模型进行了仿真,仿真与实验结果对比证实了所提出的开关模型和损耗模型的正确性。

混合式高频交流配电系统研究

介绍了一种可用于电信等领域的新颖的配电系统。这种混合式配电系统结合了分布式电压型配电系统和电流型配电系统的优点,并且具有诸如非电接触传输功率,无须熔断丝保护,正弦电压和电流配电,整体高效率等优点。本文分析了该配电系统的工作原理,并对其不同负载情况下的工作状态进行了详细的分析与仿真。

单周期控制PFC变换器电流相位滞后及其补偿

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时开关管端电压应满足的幅值及相位条件;在此基础上,结合单周期控制功率因数校正变换器的数字控制方案,给出了补偿方案的实现方法及设计实例,并研究了采用补偿方案时系统的稳定性。论文建立的输入等效电路能更准确地反映单周期控制功率因数校正变换器的输入特性;实验验证了提出的电流相位滞后补偿方案能够减小基波相移量,提高基波位移因数。

开关频率与电源频率比值较小时单周期控制PFC变换器的建模及稳定性

针对运行于开关频率与基波频率比值较小条件下的单周期控制功率因数校正(PFC)变换器,通过建立其大信号和小信号模型,并进行分析,揭示了单周期控制PFC变换器存在的基波相移问题、功率极限问题,在此基础上推导了系统稳定运行的必要条件,分析了系统的稳定工作区;给出了滤波电感值的选定方法和电压控制器的设计方法;仿真和实验验证了理论分析的正确性。建立的分析模型及得出的系统稳定运行的必要条件,对应用于较高基波频率场合的单周期控制PFC变换器的设计具有重要参考价值。

磁轴承滑模控制研究综述

磁悬浮轴承是一个不稳定的强非线性系统,滑模控制方法适合于非线性强、参数不确定的磁轴承系统,对滑模控制在磁轴承中的研究进行综述。首先,对国内外的研究现状进行了阐述;然后,通过对滑模控制方法在磁轴承中的应用方式进行总结,研究表明,滑模控制主要用于提高鲁棒性,观测系统状态量,抑制转子不平衡振动和转子陀螺效应,而解决滑模控制的抖振问题是研究重点;最后,通过综合磁轴承控制和滑模控制的特点,推断出滑模控制的抖振、自适应能力、控制精度、高速控制以及多自由度的整体控制是今后研究的发展趋势。

积分给定在恒张力变频调速中的应用

本文从卷绕传动的工艺过程出发,分析准恒线速度控制的原理和方案的可行性。