单相自起动永磁同步电动机综述

单相自起动永磁同步电动机由单相电源供电,具有自起动能力和很高的运行效率,在家电行业有广阔的应用前景。本文对单相自起动永磁同步电动机的结构、原理和研究现状进行了综述。

单相自起动永磁同步电动机仿真与分析

采用磁路计算与有限元分析相结合的方法,设计了一台220 V、55 W、额定转速3 000 r/min的单相自起动永磁同步电动机。借助电磁场有限元分析软件,对电机空载磁场、反电势、电机负载性能及电机起动过程进行了仿真分析。设计达到预期效果,对单相自起动永磁同步电动机的设计与仿真具有一定的参考价值。

高效节能单相自起动永磁同步电动机的设计研究

利用对称分量法和双反应理论分析了单相永磁同步电动机的稳态运行过程,建立了正、负序旋转磁场等效系统模型,对电机的负载特性进行分析计算,为电磁设计提供了依据。分析了单相永磁同步电动机的异步自起动过程及其各转矩对起动性能影响,提出改善起动性能设计的方法措施。样机对负载特性和起动转矩进行了试验,实测结果与理论计算值相吻合,验证了设计方案的可行性。

单相自起动永磁同步电动机的设计与仿真

采用磁路计算与有限元分析相结合的方法,对单相自起动永磁同步电动机进行了设计和仿真。详细介绍了基于磁路计算和Ansoft有限元分析相结合的电机设计过程及方法,重点介绍了用Ansoft建模,进行空载静磁场有限元分析和负载稳态分析的详细步骤,并且给出了Maxwell2D空载静磁场有限元分析和负载稳态有限元分析的结果。

异步起动永磁同步电动机齿槽转矩的削弱

由于异步起动永磁同步电动机的定转子双边开槽,增加了其齿槽转矩的特性分析及削弱措施研究的难度,现有针对该类电机齿槽转矩的削弱措施效果有限。首先,基于永磁体单独作用时的气隙磁密分布、定转子开槽引起的气隙磁导函数分布的解析模型,建立了齿槽转矩的解析分析模型;然后,研究了能有效削弱齿槽转矩的电机结构参数确定方法;最后,以一台18.5 kW样机为例,确定了能有效抑制电机齿槽转矩的定子齿宽、转子齿宽。结果显示,与现有削弱措施相比,确定的定子齿宽、转子齿宽能进一步将齿槽转矩削弱46.64%、65.98%,并且不会对电机的运行性能产生显著影响。

U型铁芯单相永磁同步电动机起动特性

单相电源难以产生旋转磁场,是否具有自起动性能成为电动机设计的关键技术问题.针对该问题采用基于电动机磁场有限元分析的方法,对比分析了具有不同气隙结构U型单相永磁同步电动机的定位转矩,得出采用不均匀气隙和定子铁芯表面不对称开槽产生起动转矩的方法.结果表明,对于定子铁芯内圆不同半径构成的不均匀气隙,不对称程度越大,起动能力越强;对于定子铁芯表面开槽的不均匀气隙结构,气隙越小,起动能力越强.应用M atlab软件对起动特性进行了动态仿真,通过对一台定子铁芯表面开槽U型单相永磁电动机进行的起动试验,验证了理论分析与仿真结果的正确性.

高压自起动永磁同步电动机的设计及实验研究

该文主要探究高压自起动永磁同步电动机的设计要点,并对其性能进行实验探究。定子设计主要包括合理选择定子冲片以及确定定子槽数,同时将定子绕组的端部连接形式改为“Y”接形式,避免谐波在定子绕组之间产生环流。转子设计主要包括选择合理的转子槽型,以及采用内置式磁路结构,并通过加装隔磁磁桥的方式,避免磁路结构发生漏磁现象。结合设计方案改造电动机,并进行温升实验和振动实验。结果表明,该电动机在满载时效率稳定在98%左右,功率因数达到0.997,在稳态时的设计性能较好。在风机正常工作情况下,绕组与轴承等可以很快达到热平衡状态,热稳定性良好。电动机振动较小,运行平稳,综合性能良好。

自起动稀土永磁单相同步电动机起动性能分析

运用绕组变换、坐标变换和状态变量法,建立单相永磁同步电动机在d-q-o坐标系中的数学模型,并对电机起动过程进行计算机仿真,分析不同参数对起动过程的影响,为优化单相永磁电机的电磁设计和改善调速系统的动态性能提供了理论依据。

单相永磁同步电动机变频起动性能分析

对采用三相逆变器供电的单相永磁同步电动机变频起动过程的转矩进行了深入分析,提出了用于单相永磁同步电动机变频起动分析的简化等值电路,分别用似稳态法和简化等值电路法计算了单相永磁同步电动机变频起动过程中的异步起动转矩,两者计算结果一致,证明了该简化等值电路法的正确性,并根据简化等值电路法推出了变频起动时保证最大异步转矩保持恒定的完全补偿法,用似稳态法计算了采用完全补偿法变频起动时的异步转矩和平均转矩,验证了完全补偿法的正确性。

基于滑模控制的永磁同步电动机DTC仿真研究

针对传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动大的问题,在转矩和磁链控制中引入超螺旋滑模变结构,并采用基于莱维飞行的改进粒子群(PSO)算法对其可调参数优化整定。为加快系统动态响应速度,采用速度滑模控制器代替传统PI调节器。使用Matlab/Simulink对引入滑模变结构的DTC系统进行了仿真研究,分别对空载和带载条件下的转速、转矩以及磁链进行分析。仿真结果表明,滑模变结构的引入可有效抑制转矩和磁链脉动,降低转速超调,缩短过渡时间。仿真研究有助于学生更好地理解与应用滑模理论,并增强学生理论结合实际与自主创新意识。

空调风机单相永磁同步电动机起动过程仿真研究

针对空调室外机风机叶片惯量导致单相永磁同步电动机起动困难的问题,在建立永磁单相同步电动机数学模型和仿真模型的基础上进行仿真分析,研究了不同参数对单相永磁同步电动机起动过程的影响,为空调风机单相永磁同步电动机电磁设计提供了依据.

基于自适应迭代学习控制的永磁同步电动机稳态转速脉动抑制策略

为了提高永磁同步电动机转速控制的性能,抑制其稳态下的转速波动,设计了一种并联于传统速度PI控制器的自适应迭代学习控制器,用于对转速波动进行补偿。针对传统迭代学习控制器对非周期信号抗扰能力差的问题,提出了Fal函数与迭代学习控制器结合的方法,保证了系统在调速时仍具备良好的响应特性;针对迭代学习控制器迭代增益系数的整定问题,提出了一种控制参数自适应的迭代学习控制方法。实验结果表明,所提出的Fal函数与迭代学习控制器结合的方法能有效提升系统的抗扰能力;同时,提出的参数自适应方案也能提升迭代学习控制器对转速波动抑制的能力。

基于模糊排序的永磁同步电动机模型预测电流控制

针对永磁同步电动机模型预测电流控制的成本函数中权重系数不容易确定的问题,提出一种基于模糊排序法的模型预测电流控制策略。首先,通过排序法对不同电压矢量所对应的电流误差及切换时的开关频率进行排序,从而无须再对权重系数进行设计。由于控制目标重要性并不完全等同,设计一种带有变增益系数的排序优化方法,调节控制目标的重要程度。传统的权重系数有着连续的取值范围,而变增益系数的取值范围有着离散性和分段性的特点,相比较之下,后者的调整和设计过程更加的简易。再通过模糊控制,对变增益系数进行动态优化,从而更好地适应电机不断变化的运行状态。最后,仿真和半实物实验结果证明了所提方法的有效性和可行性。

单相永磁式低速同步电动机起动性能分析

采用d、q坐标系统 ,建立单相永磁式低速同步电动机异步起动数学模型 ,计算起动过程中存在的各次谐波电流和谐波转矩 ,分析它们对电机起动性能的影响。

单相永磁同步电动机起动过程的运动方程及相关分析

基于达朗贝尔定律的起动过程运动方程,分析了单相永磁同步电动机起动时的各种转矩的特性与相互关系,以及一些结构参数对其性能的影响。

永磁同步电动机无位置传感器全速域控制仿真实验设计

为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算法的模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法,通过增加反馈校正环节加快误差的收敛;采用FSTSM算法替代比例-积分(PI)环节,并引入双曲正切函数代替FSTSM算法中的符号函数。仿真实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

单相三绕组永磁同步电动机的起动性能分析

推导出永磁同步电动机的定子侧绕组的电压约束方程式,建立三绕组永磁同步电动机在d-q-0坐标系下的动态数学模型,对电机的起动瞬态特性进行分析;运用对称分量法分析三相永磁同步电动机的电路系统,计算起动和运行时需要的电容值;根据牵入同步判据,计算不同负载下所能牵入同步的最大转动惯量。通过实例对三绕组永磁同步电动机牵动负载的起动过程进行仿真分析,结果表明在单相电源供电系统下,可以选择合适的电容值使其起动和运行。

永磁同步电动机的分层多目标优化研究

为保证电动机运行过程中有更大的输出转矩、更小的转矩脉动及齿槽转矩,以输出转矩、转矩脉动及齿槽转矩为优化目标,以电动机的8个基本参数为优化对象,研究了一种基于灵敏度分析的分层多目标优化方法,针对灵敏度指数高的参数采用BBD设计配合进化算法进行多目标优化,其余变量采用DOE法配合进化算法进行优化。仿真结果表明:基于此优化方法,齿槽转矩和转矩脉动得到大幅削弱,验证了该永磁同步电动机优化方案的合理性。

改进扩张状态观测器下永磁同步电动机滑模控制

为了提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的鲁棒性,提出了一种基于改进扩张状态观测器(expanded state observer,ESO)和滑模控制(sliding mode control,SMC)相结合的复合控制器。首先,提出了一种基于新型趋近律的SMC,该新型趋近律中引入系统状态变量,使趋近速度变得与系统状态相关,同时能够保证系统状态在有限时间到达滑模面并收敛到零;其次,利用ESO估计系统状态并抵消外部扰动,且针对传统的fal函数易引起系统抖振和误差较大时引起系统增益大的问题,提出了一种新的fal函数;最后,在Matlab/Simulink中进行仿真。仿真结果表明:相比于使用传统SMC的系统,使用了该新型控制器的系统其响应时间快0.042 s,加入负载扰动时有更好的抗扰动性能,故在使用新型控制器下的系统有更好动态性能和控制精度。

永磁同步电动机速度伺服系统最优输出反馈控制器设计

针对永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)模型参数未知以及电枢电流和负载转矩无法直接测量的问题,设计一种基于自适应动态规划(Adaptive dynamic programming,ADP)的输出反馈控制方案,实现PMSM最优速度跟踪控制.首先,根据PMSM内部特性确定其数学模型的结构,构建与原始系统相对应的辅助系统,引入新的线性二次指标来实现速度最优跟踪调节.其次,设计一种嵌入式观测器,该观测器能够在系统模型未知情况下用可测量数据重构系统全部状态.此外,提出一种离线策略的ADP方法逼近最优控制增益的解.最后,仿真结果验证所提控制方案在模型参数未知以及电枢电流和负载转矩不可测量的情况下,实现了精确的速度跟踪性能和良好的瞬态响应,同时降低了电压的冲击.