车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真研究

永磁无刷直流电动机的转矩与转速会对电机的控制精度造成影响,导致电机弱磁控制效果差。为了提升整体控制性能,提出车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真方法。分析车用永磁无刷直流电机弱磁转矩特性,获取电机电磁转矩关系。根据获取结果建立永磁无刷直流电机弱磁控制系统,利用该系统控制电机弱磁的电磁转矩与运行效率,以此实现整体控制。实验结果表明,通过对所提方法开展电机运行效率测试、电机运行稳定性测试,验证了上述方法的有效性。

微型离心叶轮流动损失分析与削弱

为了研究削弱微型离心叶轮内损失、提高其性能的方法,采用S-A湍流模型对微型涡喷发动机离心叶轮流动进行了三维数值模拟。分析表明流场中存在的三个主要涡流区是显著的损失源,它们的形成机理与通道内展向静压分布不均匀性造成的压力梯度有关。因此,从改善展向压力分布的角度对叶轮进行了改进设计以削弱流动损失。结果表明通过改进叶轮轴向长度、分流叶片前缘的位置和形式以及主叶片的叶片角分布可改善子午流道、分流叶片吸力面和通道内S2流面等处的展向静压分布,使之变化减缓、梯度降低,从而削弱了涡流的损失,使堵塞流量增加了约15%,叶轮峰值效率提高约7%,压比提高约6%。

基于分布式光纤的松散含水层失水沉降规律研究

煤矿开采扰动间接引起的地下水散失会使松散层压缩,造成地表沉降,威胁煤矿安全生产。为深入分析此类非采动因素对松散含水层失水沉降的影响,根据已有的地质水文资料将研究区松散层自上而下划分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含。利用分布式光纤监测技术、水文观测技术和土力学实验对研究区域松散含水层进行全面观测,分析了非采动情形下各层位的形变特征,探究了深层隔水层的黏土弱化规律,明确了深层含水层形变量和该层位水头高度变化之间的关系。结果表明:①四含及上部部分隔水层持续压缩是造成研究区域地表沉降的主要原因。对地层形变贡献最大的两个层位分别为四含和一含,其中一含形变具有季节性特征,春季夏季抬升,秋季冬季沉降,而四含则在观测周期内呈持续沉降态势。②结合布设水文孔、分布式光纤和土力学实验,实现了对目标层位黏土弱化程度的监测,研究区四含上覆黏土层受四含地下水的影响产生黏土弱化,其弱化程度与埋深成反比,与地下水流通性成正比,黏土层弱化将导致含水层顶部隔水层压缩,加剧地表沉降。③四含形变与四含层位水头高度变化的趋势一致,两者呈线性关系,观测结果与理论计算结果相符,表明四含失水是造成四含压缩形变的主要原因。

混合励磁同步电机铜耗最小化弱磁调速控制研究

混合励磁同步电机(hybrid excitation synchronous motor,HESM)具有调磁方便、调速范围宽等优势,在工业、军事领域应用前景广阔。该文在矢量控制和速度分区控制的基础上,针对HESM提出了一种铜耗最小化弱磁调速控制方法。该方法以电机铜耗最小化为目标,自适应地调节弱磁基速系数,在满足电枢端电压限制的条件下,对q轴电流、d轴电流与励磁电流进行最优配置。在深入分析弱磁基速系数对电机运行性能的影响的基础上,应用自适应控制方法对其进行调节以提高电机的调速范围、效率及动态特性等综合性能。最后,通过仿真和电机驱动实验验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。结果表明,所提出的HESM弱磁控制方法,可实现电机综合性能的最优化控制。

异步电机弱磁区转矩最大化策略

异步电机工作在弱磁区时,转矩随着转速的升高急剧下降,在转子磁场定向系统中,充分利用电机和逆变器的最大电压、电流限制,无需d轴电流控制器,通过调节q轴分量,稳定高速失步状态,实现弱磁区转矩最大化。异步电机在电压极限状态遇到干扰时,通过旋转定子电压矢量产生动态电压边缘,提高系统的瞬态响应。当异步电机运行在弱磁区,铁损增大,影响电机的磁链水平和转矩输出,引入铁损补偿机制,确保弱磁区的转矩最大化。仿真和实验证明,该控制系统能实现异步电机弱磁区转矩最大化,且具有很强的鲁棒性。

间接矢量控制系统中磁场电流的优化选择

对感应电机弱磁过程中磁场电流的选择进行了优化,同时考虑高速区铁耗的影响,对其进行线性化补偿。磁场电流大小的选择在间接矢量控制系统中具有非常重要的意义,尤其在弱磁过程中,磁场电流的不合理选择会降低电流的利用率,使系统输出转矩减小,带载能力减弱,在弱磁区的恒功率运行范围缩短,对升速的快速性也有影响。根据电流、电压利用最大化的原则,对磁场电流进行优化选择,同时,对铁耗在高速区的影响进行了分析,并且提出了线性化的补偿方法。最后,通过基于DSP的全数字主轴驱动器进行了物理试验,试验证明磁场电流的优化和对铁耗的补偿是可行的,而且对主轴驱动系统性能的提高是非常显著的。

混合励磁同步电动机分段弱磁控制

针对混合励磁同步电动机在高速区的弱磁运行特点,首先推导出其弱磁调速过程中保持平稳运行的电流变化关系,然后在此基础上提出了一种采用模糊控制与粒子群优化算法分阶段电流调节的效率最优控制方法。该控制方法的基本思想是,当电机处于弱磁调速过渡阶段时,通过模糊控制器对电流进行初步调节,使其迅速起动或进行状态调整,获得较高的动态性能;当电机进入稳态运行阶段后,以铜耗最小化为目标,采用粒子群优化算法对电流进行进一步调整,使其实现效率最优化控制。最后,通过仿真与实验结果分析验证了上述控制方法的有效性。

新型交替极混合励磁电机宽速域电流高效协调控制

混合励磁同步电机(hybrid excitation synchronous motor,HESM)具有磁场调节方便可靠的特点,适合航空航天、电动汽车等宽速域应用场合。新型交替极无刷混合励磁(consequent-pole brushless hybrid excitation,CPBHE)电机是一种具有交替极、双定子结构的交流调磁混合励磁电机,适合电动汽车驱动应用。该文在分析其调磁机理的基础上,提出等效气隙模型及多d-q轴数学模型,解决其气隙磁链不对称无法建立d-q轴数学模型问题。针对传统二维电流矢量id-iq平面无法追踪电励磁电流轨迹问题,提出一种三维电流矢量id-iq-if空间中分析电磁约束的方法。针对电动汽车宽调速、高可靠、广域高效的运行需求,提出一种结合最小铜耗控制与混合超前角弱磁控制的宽速域电流高效控制策略,实现CPBHE电机宽调速电流高效协调控制。进行样机实验与仿真对比,结果验证所提控制策略的有效性与鲁棒性。

在恒转矩和弱磁控制状态下的各种永磁同步电机负载铁耗

研究了四种不同转子结构的永磁同步电机,即表面安装式、表面埋入式、径向内置式和切向内置式永磁同步电机,在不同的控制模式下,电机铁心内各典型部位的磁场波形变化。利用有限元法和实测结果,分析和计算了这些电机在各种运行模式下的负载铁耗变化,即在恒转矩区域和弱磁控制区域下负载铁耗的变化,并具体比较分析了弱磁性能和磁钢保护性能优越的各类内置式永磁同步电机负载铁耗明显高于表面安装式永磁同步电机具体原因。

华莹山溪口滑坡的形成机制及其旁侧变形体的整治方案

华莹山溪口滑坡是八十年代末期我国最大的地质灾害事件。与溪口滑坡一沟之隔的北侧斜坡，具有与溪口滑坡区相似的地形地貌特征，且在坡体后缘发现有多处弧形裂缝，其是否具失稳的可能性及是否会产生类似的溪口滑坡的灾害性破坏成了人们关注的焦点。本文在运用多种数值模拟方法详尽阐述溪口滑坡形成机制的基础上，对其旁侧变形体进行了综合对比分析，并提出了变形体的工程整治方案。

磁场削弱的永磁同步电动机的磁通畸变和铁损失

在弱磁环境中,铁损失是由电子金属和计算通量分布在四极永磁同步电动机的核心特性决定的,总的电机铁损失由滞后、经典涡流和超额损耗的总和决定。场变化的一个完整周期中使用静态二维有限元软件进行磁场条件下的数值模拟,得到磁感应强度B(T)在电机的所有部分的分布。

并列式混合励磁磁通切换型电机及其电流矢量控制策略研究

为解决永磁磁通切换式电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型并列式混合励磁磁通切换型(parallel hybridexcited flux-switching,PHEFS)电机,该电机继承了永磁磁通切换电机功率密度高、反电势正弦等优势,且具有较强的对称调磁能力。结合磁路仿真对该电机电感特性和弱磁性能进行了理论分析,建立了PHEFS电机的数学模型,提出了id 0最大转矩铜耗比电流矢量控制策略,通过对励磁电流和电枢电流的合理分配,在保证静态特性的同时,达到最大转矩铜耗比,以提高电机的运行效率。原理样机的实验结果证明了该电机良好的调磁性能及所提算法的合理性与有效性。

弱磁调速永磁同步电动机基速点设计分析

为了提高永磁同步电动机弱磁控制时的负载能力,通过改变绕组匝数来改变电机电感,设计了4台尺寸相同但基速点不同的电机。采用有限元软件搭建了4台电机的模型,分别仿真了包含弱磁调速在内的机械特性,比较了不同电机的负载能力以及电磁损耗。仿真结果表明,在电源电压受限而逆变器电流容量充裕的情况下,适当降低绕组匝数,不仅可以提高电机的负载能力还可以降低电磁损耗。

浅谈维吾尔语对偶词

分析了维吾尔语对偶词的语音、语义、语用特点，阐述了对偶词的产生、发展过程，并着重就对偶词的结构做了分析。

基于场路耦合的永磁同步电机性能分析

在伺服控制系统中,控制器对内置式永磁同步电机(IPMSM)的性能影响较大。采用时步有限元分析方法,通过在Maxwell中搭建IPMSM三维和二维瞬态电磁场有限元模型,在Simulink中搭建了电机控制算法的模型。经由Simplorer软件接口技术将有限元模型和电机控制算法模型相结合,构建了永磁同步电机的场路耦合仿真模型。分析了电机在不同控制策略和工况下的转矩、电流、损耗、弱磁调速范围等数据,为IPMSM伺服调速系统的计算及优化设计提供了合理的方法。

永磁同步电机不同工况下定转子铁耗分析

永磁电机在不同的工况下产生的铁耗大小不尽相同。采用采样得到的驱动器供电下永磁电机实际电流作为激励,对电机进行二维有限元计算,分别获得了工作于空载、最大转矩电流比控制及弱磁不同工况下的磁密波形,进而计算铁耗。分别计算了12槽8极(分数槽)的试样永磁电机及24槽8极(整数槽)电机工作在不同工况下铁耗。通过二者比较分析铁耗产生的原因,经过与试验对比,结果表明该计算方式有较高的准确性,可以用于分析电机铁耗产生的原因及指导高效率电机的设计。

轴向磁通永磁轮边电动机设计与研究

轮边电动机提高了电动汽车的运动性能,但对电动机本身技术要求高,提出一种轴向磁通永磁轮边电动机,采用双定子单转子结构。围绕降低反电势THD、减少转矩脉动和转子涡流损耗的目的,对轴向磁通永磁电动机的定子槽型、极槽配合、永磁体斜极和分块、绕组层数和每槽导体数进行分析。为实现高过载能力,对机壳进行了螺旋水道散热设计;为降低电动机质量,对电动机前后端盖、机壳和转轴进行了局部减重设计,并对其进行了强度分析和模态分析。最后生产样机、搭建试验平台,对轴向磁通永磁轮边电动机进行了效率特性测试、弱磁性能测试和温升测试,试验结果验证了设计方案的合理性。

无刷直流电动机弱磁运行效率优化控制

针对无刷直流电动机弱磁高速运行时损耗大的问题,研究最小损耗电流控制。通过分析基于瞬时无功功率的无刷直流电动机弱磁控制理论,计算d-q轴电枢反应电感,提出一种考虑铁损的电机Γ型近似等效电路,结合状态方程,推导出满足电磁损耗最小的励磁电流表达式。仿真和实验结果表明,在整个弱磁运行区间内,最小损耗电流控制能够降低电机电磁损耗,提高电机运行效率,扩大电机恒功率调速范围。

基于场路耦合的调速永磁同步电机损耗及温度场分析

基于Ansys/Maxwell、Simplorer和Matlab/Simulink仿真平台搭建了调速内嵌式永磁同步电机(IPMSM)场路联合仿真模型,进行了最大转矩/电流(MTPA)和弱磁调速控制策略下电机场路耦合仿真,得到了不同控制策略及不同负载状况下电机动态特性;采用三项铁耗分离模型,计算了不同工况下考虑谐波时的定子铁耗、转子铁耗、永磁体涡流损耗;搭建样机三维温度场有限元模型,通过有限元电磁场与温度场双向耦合仿真,分析了电机在不同工况下的温度场分布;实验结果验证了损耗及温度场分析结果的正确性。

漏磁式机械调磁外转子永磁同步电机损耗分析

提出一种基于离心运动的新型漏磁式机械调磁外转子永磁同步电机,利用ANSYS Maxwell软件,对电机的调磁效果进行有限元分析,获得了电机在不同弱磁程度下的参数,并对电机损耗进行分析。结果表明,借助漏磁式机械调磁装置,能有效地调节外转子永磁同步电机的气隙磁场,弱磁效果较好;在弱磁工作状态下,电机的损耗有所降低,从而可提高电机的平均效率。