单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态滑模控制

单定子双转子盘式对转永磁同步电机在不平衡负载及扰动情况下运行时会出现运行不稳定、鲁棒性差的问题。针对此问题,该文在双转子两边不同负载的情况下,分析了电机运行的稳定性,提出一种实时切换参考坐标系的动态滑模控制策略。该控制策略通过实时比较转矩角的大小以切换控制所需的坐标系来实现双转子的动态控制。同时,针对动态控制系统易受到负载扰动影响的问题,构建非奇异快速终端滑模速度控制器以提高系统的鲁棒性。实验结果表明,该文所提出的动态滑模控制策略能够使系统运行稳定可靠。

并轴式双转子永磁同步电机齿槽转矩分析

为有效分析和削弱并轴式双转子永磁同步电机的齿槽转矩,首先给出并轴式双转子永磁同步电机并接区气隙尺寸确定的一般原则,其次在计及并接区特殊结构参数的情况下给出各部分等效磁导的计算公式,进而建立并轴式双转子永磁同步电机等效磁网络模型,并通过能量差分法建立该电机齿槽转矩的解析表达式,然后以一台双8极54槽并轴式双转子永磁同步电机为例,建立其2D有限元计算模型,综合分析电机并接区气隙、永磁体、槽口宽度等不同结构的尺寸参数对齿槽转矩的影响,得到削弱并轴式双转子永磁同步电机齿槽转矩的有效方法,最后使用田口法以电机齿槽转矩为优化目标,以并接区气隙尺寸、永磁体尺寸、定子槽口宽度等不同参数作为优化变量进行优化分析,有效提高电机的性能。

盘式对转双转子永磁同步电机的设计和特性分析

针对一种对转螺旋桨驱动用盘式对转双转子永磁同步电机进行了分析,提出了该电机的基本设计方法,得到了电机主要尺寸参数的设计方程;利用有限元软件对该电机进行了三维建模和动态仿真分析,得到了其磁路特性和主要性能参数,并重点分析了两个永磁转子存在位置差时电机总反电动势波形的特点,利用有限元结果对永磁转子所受的轴向磁拉力进行了计算和分析;最后对所设计的2.2 k W电机样机进行了试验验证。

双转子盘式对转永磁电机同步控制策略

对一种具有双转子的盘式对转永磁同步电机进行了讨论、分析与实验验证。双转子电机因具有高效与结构简单等特点成为研究的热点,然而,在实际应用中,当两侧转子负载转矩不平衡时,在一套逆变器装置供电的前提下难以保证双转子电机系统的稳定运行。为确保不同负载转矩下的双转子电机系统能够稳定运行,该文提出了动态主从控制策略来解决两个转子如何保持同步旋转的问题;并对双转子电机起动及负载转矩不平衡时的绕组电流进行了分析讨论;最后在以DSP TMS320F28335为主控器件的实验平台上对样机进行了实验验证,实验结果表明该文所提控制策略能有效地保证双转子同步旋转。

对旋风机用对转永磁同步电机双转子同步技术

矿井风机性能直接影响着煤矿的安全生产,为了保证双转子对转永磁同步电机(CDPMSM)维持等速,研究了对旋风机用CDPMSM的同步技术。通过特殊的永磁材料和双转子尺寸配合方法,保证稳态时2个转子的同步。分析了定子耦合磁场的变化特点,引入定子铁心法向磁阻和切向磁阻,建立了基于并联磁路的等效磁网络模型。建立了偏差耦合控制系统,保证双转子动态同步能力。研究结果表明,该电机在不对称负载时能保持较好的转速同步能力。

双转子永磁同步电机的运行特性仿真分析

建立了双转子永磁同步电机的仿真模型,介绍了模型中各个仿真模块在MATLAB/Simulink中的建模方法。使用矢量控制系统和空间矢量控制系统对所建立的电机模型进行了仿真,测试了模型的正确性。比较了矢量控制和空间矢量PWM控制的转矩、转速和电流响应曲线,并且深入分析了双转子永磁同步电机稳定运行和瞬态运行时的特点,结果表明选用不同的控制策略时,动、静态响应有所区别,适用于不同场合,为双转子电机的实践应用提供了技术参考。

双转子永磁同步电机模型预测转矩控制

为了减少传统模型预测转矩控制(MPTC)计算复杂、权重因子选择对最优矢量的选取影响较大等问题,研究了一种改进的控制方法。该方法利用转矩与磁链对双转子永磁电机的参考电压矢量进行了预测,并通过对参考电压矢量所在扇区的判断将备选矢量由传统的7个减至2个,减少了计算量;同时,构建了无权重因子的电压目标函数,进一步提高了系统的运算能力。仿真与实验表明,采用改进的MPTC控制时,双转子永磁电机系统转速波动会有所减少,验证了控制方法的有效性与可行性。

双定子／双转子永磁同步电机电压矢量确定方法

首先基于直接转矩控制原理提出了双定子/双转子永磁同步电机双转子运行时,内部电机控制电压矢量的确定方法,然后考虑到内部电机特点与Matlab所提供永磁电机模型的差别,建立了电机等效仿真模型。仿真结果证明本文所提出的方法有效。其结果对在混合动力电动汽车中开发双定子/双转子永磁同步电机的直接转矩控制系统具有意义。

双转子永磁同步电机的磁路建模和磁场分析

为了研究双转子永磁同步电机的设计方法,对电机定子中异向旋转的耦合磁场进行了分析。引入定子铁心径向磁阻和切向磁阻,建立电机的等效磁网络模型,将双转子异向旋转产生的并联磁路和串联磁路交替问题简化为单一的并联磁路问题,得到电机的磁场分析方法。在内外转子上采用不同材料的永磁体,通过优化内外转子半径比,使两个转子产生等大反向的转速和电磁转矩。最后通过有限元分析方法验证了这种设计方法和等效磁网络模型的有效性。

双转子永磁同步电机控制的建模与仿真

针对传统PID控制方法对双转子永磁同步电机进行控制时参数摄动、抗干扰能力差等缺点,提出一种单神经元模糊PID控制方法。首先建立双转子永磁同步电机的数学模型,设计了单神经元模糊PID控制器,然后利用MATLAB实现了系统设计与仿真。最后通过传统PID和单神经元模糊PID控制的仿真结果进行对比分析,仿真结果表明,单神经元模糊PID控制可以显著提高系统的鲁棒性,使双转子永磁同步电机控制系统具有更好的动、静态性能和抗干扰能力。

基于空间矢量调制的双转子永磁同步电机速度控制

为了能使双转子永磁同步电机(Anti-rotary permanent synchronous motor,Anti-rotary PMSM)能在负载变化情况下仍能保持同步运行,提出一种空间矢量调制下的速度控制方法。在原理分析的基础上,对双转子永磁同步电机的定子磁链和转矩进行分别计算,从而实现电机的有效控制。同时,为了验证本文所提方案的有效性,利用Matlab对方案进行了仿真研究。仿真结果表明,本文所提的控制方案可以有效控制好双转子同步旋转的问题,说明了该控制方案是有效的。

永磁/磁阻混合转子双定子同步电机转矩解耦矢量控制

本文介绍了一种新型永磁/磁阻混合转子双定子同步电机。该电机与常规电机相比具有转矩密度高、体积小的优点,非常适合于低速大转矩电力传动系统。本文提出了一种永磁/磁阻混合转子双定子同步电机的矢量控制方法,并提出了一种转矩解耦算法来分配内外定子的输出电磁转矩。仿真结果验证了该控制策略的有效性。

基于双锁相环的永磁同步电机转子初始位置估算方法

针对永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制中转子初始位置难以精确估算的问题,提出了一种基于注入变频方波电压的双锁相环结构转子位置估算的方案。首先对电机施加振幅相同方向相反的低频方波电压判别转子极性。然后提高方波电压频率至3 kHz,使用一种新型的双锁相环结构对转子位置估算值进行适应性误差补偿,以提高估算精度。最后保持高频信号注入进行电机空载、负载启动,全程无需中断和改变注入信号。实验表明,该方法对转子初始位置估算误差最大不超过3.73°,平均估算时间为0.18 s,估算过程中电机保持静止。当电机启动时,双锁相环结构比传统锁相环结构估算时间缩短18 ms,最大补偿角度为38.39°。估算过程未引入电机敏感参数,系统具有良好的稳定性和快速性。

对转双转子永磁同步电机的耦合磁场建模与分析

为分析对转永磁同步电机(DRPMSM)的磁场特性,针对该类电机的反向自旋磁场进行研究。通过引进电枢铁心的切向磁阻和法向磁阻两个分量,复杂的串联磁路及并联磁路交替出现被有效简化,并建立对转DRPMSM的等效磁路模型。电机设计上通过对不同材质永磁磁钢的合理选择运用,对内外两个转子直径比进行优选,使得两个机械转子可以产生相同电磁转矩并同速反向旋转,有限元仿真结果有效证明了该设计理论的正确性。

双定子盘式永磁同步电机控制策略

对一种具有双定子的盘式永磁同步电机进行了讨论、分析与试验验证。双定子电机因其具有的高转矩密度、控制灵活等特点受到了越来越多的关注,然而在实际应用中,如何进行双定子的能量分配以使系统效率最优也成为了一个难点。因此,提出一种基于MAP图的转矩分配策略,并在以TMS320F28335为主控芯片的试验平台上对电机进行了试验验证。试验结果表明所提出的控制分配策略能有效地保证双定子电机系统高效运行。

双转子永磁同步电机的磁路建模与磁场研究

为了研究双转子永磁同步电机的设计方法,本文对电机定子中异向旋转的耦合磁场进行了分析。引入定子铁心径向磁阻和切向磁阻,将双转子异向旋转产生的并联磁路和串联磁路交替问题简化为单一的并联磁路问题,建立了电机的等效磁网络模型。在内外转子上采用不同材料的永磁体,通过优化内外转子半径比,使两个转子产生等大反向的转速和电磁转矩,最后通过有限元分析方法验证了该方法的有效性。

基于永磁双转子电机调速的新型风力发电系统设计

提出一种新型风力发电系统,风力机与发电机之间采用永磁双转子电机调速,与电网连接的最后一级采用常规同步发电机,它克服了双馈和直驱风力发电系统的缺点,具有常规同步发电机的电能质量和优秀的并网能力。永磁双转子调速电机具有双机械端口、单电气端口,从而可以实现电能和机械能的同时传递与调节。详细介绍了永磁双转子电机的工作原理,依据永磁电机的基本电磁关系,推导并建立了双转子电机的数学模型。根据在风力发电系统中风力机的工作状态,提出了双转子电机的控制策略。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性和设计的可行性。

对转永磁同步电机直接转矩控制

针对对转永磁同步电机在双边转子负载不平衡情况下运行时易出现双转子失步的问题,本文在分析对转永磁同步电机数学模型和空间磁链矢量关系的基础上,提出一种基于转矩角的双转子直接转矩控制策略。所述方法以转矩角控制为出发点,在双边转子负载不平衡时,通过观测双边转子转矩角并加以限制,实时调节定子磁链位置,控制转矩角在限定范围内,实现对双边转子转矩的分时调控。仿真与实验结果表明,本文提出的控制策略能保持双边转子转速同步跟踪给定转速,有效防止系统受到不平衡负载扰动时出现双边转子失步的现象。

双定子锥形永磁同步电机的弱磁研究

提出一种新型的双定子锥形永磁同步电机方案,该电机由外内两个电机定子和锥形转子构成。通过控制内电机定子电流,实现锥形转子的轴向移动以增大气隙长度,同时减小定转子的耦合面积,从而实现永磁同步电机的弱磁扩速运行。论文给出了几种常见的双定子锥形永磁电机结构方案并阐述了其工作原理;建立了锥形永磁电机的等效磁网络和三维有限元模型,对其磁场分布及气隙磁通密度随锥角及转子轴向位移的变化进行了仿真分析,研究该类电机空载反电动势变化及弱磁扩速能力。研制了双定子锥形样机,对空载反电动势随锥角和轴向位移变化趋势进行了实验验证;理论分析和实验研究一致性良好。本文研究表明双定子锥形电机不仅具有良好的弱磁扩速性能,还具有宽恒功率区等优点,可为永磁电机弱磁扩速提供借鉴。

盘式无铁心永磁同步电机矢量控制技术分析

盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低速性能好、响应速度快、过载能力强的场合。同样,因为无铁心结构,电机定子绕组电感很小,很小的电感导致通以绕组内的电流不连续,从而产生电磁转矩脉动。该文提出一种电机外部串电感的方法,增大定子绕组回路的电感值,设计了基于转子磁场定向的盘式无铁心永磁同步电机调速驱动系统。仿真和实验结果证实了控制方法的有效性,电机转速平稳且无静差,超调量小;能够获得较大启动转矩,响应速度快。