电动拖拉机PC-DSPM电机电子变极策略与分析

针对田间作业和转场运输等不同工况时的行驶速度需求,该研究提出使用双凸极变极永磁(pole-changing doubly-salient permanent magnet,PC-DSPM)电机作为电动拖拉机的驱动电机,通过变极获得驱动电机的多种机械特性。基于气隙磁场调制理论,将PC-DSPM电机气隙磁场中的主要工作谐波分为2组,采用电子变极改变电枢绕组连接方式,从而选择不同组别的气隙磁场谐波参与机电能量转换,形成PC-DSPM电机3种运行模式。根据不同模式下的转矩-转速曲线,选取电机在恒功率区的2个变极切换点,并据此将拖拉机的运行速度划分为0~7.7、7.7~10.5和10.5~32.7 km/h共3个区间。为实现平滑变极,构建自抗扰控制和跟踪微分器的PC-DSPM电机变极策略。与采用自抗扰控制的阶跃响应变极相比,虽然2个切换点处的变极时间分别延长至400和600 ms,但变极过程中dq轴电流过渡平稳,转矩波动分别下降8.5%和11.8%,转速恒定在920和1 250 r/min。研究结果可为实现电动拖拉机多工况高效运行及变极永磁电机平滑切换提供理论参考。

反向与换相混合连接的不断电切换变极电机

在特殊的换相法变极——无环流2△/3△不断电切换变极的基础上,结合普通反向法变极,加以混合连接,使电机变极前后两种极数下的磁密比值得到调节,且保持不断电切换变极的功能,从而提高电机变极前后各极下的出力及性能。

双层远极比变极方案及单、双层远极比变极方案的比较

本文以72槽4/32极绕组为例介绍了远极比变极绕组的双层结构方案,并把它与单层结构进行了比较。结果表明,双层结构的谐波含量比单层结构的要低,双层结构的磁密比值比单层结构的稍低。

变极距直线感应电机控制系统建模仿真分析

由于物体弹射过程极短,传统型直线电机通过变频控制推力输出,需高性能逆变器配合,变极距长初级短次级双边直线感应电机不同弹射位置的电机极距不相等,可以保持供电电源电流频率恒定情况下,产生恒定电磁推力输出,简化直线电机控制方式,更高效地完成弹射指标任务。设计极距变化型长初级直线感应电机,完成待加速物体弹射任务,计算机建模分析恒频电流供电时的控制方式。推导在q-d-0坐标系下的电机电压、电流和磁链方程,搭建电机数学仿真模型。利用Simulink构建仿真分析模型,在不考虑外界因素的影响下,完成由变极距直线感应电机提供电磁推力的控制分析。变极距直线感应电机采用恒定电压、恒定频率电源供电,控制方式较传统电机更为简易,更有利于控制短时间弹射任务。

变极永磁电机研究综述与展望

变极永磁(pole-changingpermanentmagnet,PCPM)电机通过直接改变低矫顽力永磁材料的极性进行变极或变极弱磁调速,既具有变极感应电机的宽调速优点,又具有永磁电机的高效和高功率因数特性。因此,它在要求宽速和高效的运行场合具有广阔的应用前景。在研究PCPM电机变极调速原理和工作特性的基础上,按永磁体在电机内部位置将PCPM电机分为转子永磁型和定子永磁型2类,分析比较现有PCPM电机结构特点,归纳其共性规律和个性特点。阐述PCPM电机关键共性技术,对该类电机变极绕组设计、分析方法和磁极保护方法及控制技术等进行分析。最后,对PCPM电机后续研究和发展方向进行展望。

一种新的交流电机换相变极法-2△/3△变极

该文在分析 3Y/3Y 换相变极局限性之后,提出一种新的交流电机换相变极法-2△/3△变极,并阐述了其换相原理。这种变极法用于稍宽极比变极电机较 3Y/3Y 变极优越;文中分析了 2△/3△网络接法时的感应电势、负载电流、相电压的分布以及激磁的合成;并以常用风机变极方案为例,把 2△/3△变极方案与 3Y/3Y 变极方案作了比较。

风机电动机高效率变极的设计原则

从风机电动机的特点出发,以效率最高为优化目标,建立气隙磁密、转差率、极对数在高效率变极运行时的互相约束关系。以此约束关系作为选择变极方案、变极接法的依据,得出风机电动机高效率变极设计原则。

基于变极绕组的异步起动永磁同步电动机起动性能研究

异步起动永磁同步电动机(line-start permanent magnet synchronous motor,LSPMSM)因具有较高的效率、功率因数和转矩密度,因此在很多应用场合中远优于感应电机,但其应用又受限于较差的起动转矩和牵入同步能力。该文中设计了一种变极式异步起动永磁同步电机,其定子绕组采用新型的6/8变极绕组结构。通过对常规8极异步起动永磁同步电动机和变极异步起动永磁同步电动机工作原理的分析,以及利用二维有限元法比较分析起动过程中两电机的发电制动转矩、波动转矩、空载反电势及堵转转矩,其结果表明,6/8变极异步起动永磁同步电动机能够从根本上有效抑制发电制动转矩和波动转矩,显著提高了电机的起动能力。

用准对称反向变极法实现12/8极比的研究

研究了12/8特殊极比的变极绕组在普通定子槽数条件下加以实现的各种方案。经对样机的性能测试表明,采用准对称的反向变极方案是可行的,能获得满意的效果。

多相感应电机的电子变极技术

传统感应电机构成的交流传动系统恒功率运行区间是有限的,为了使交流传动系统具有宽广的恒功率调速运行范围,在多对极多相系统变换理论的基础上,提出通过多相电机的电子变极实现宽范围恒功率调速。利用多相电机具有多个控制自由度的特点,通过多相电机转差频率控制产生不同平面的谐波电流,使电机在不同极对数的旋转磁场下运行,实现了在不停电情况下的电子变极。给出了9相感应电机3对极和9对极的变极实验,实验结果表明多相电机能够在不停电的情况下实现变极,从而可有效地拓宽恒功率调速运行范围。

基于矢量控制的多相感应电机电子变极调速技术

为了拓宽交流传动系统的恒功率调速运行范围,在研究多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于转子磁场定向矢量控制的多相感应电机电子变极调速方法。该方法不需要额外增加电机的容量或电流,通过转子磁场定向矢量控制产生不同平面的谐波电流,驱动电机旋转,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,而且变极过程平滑,无大的转矩波动。本文以九相感应电机为例,对提出的方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的3对极和9对极之间相互电子变极的实验结果。实验结果表明,所提出的方法能够在不停电的情况下实现电子变极调速,有效地提高了电机恒功率调速运行范围。

交流电机变极绕组设计 Ⅰ:理论基础──概念和法则

论述与交流电机变极绕组设计有关的一些基本概念和法则。首先，提出交流电机的无统组概念，给出其定义及多数求法;其次，论述最小时称槽号组概念，给出其定义、性质及参数水法;最后，论述t参数条件。元绕组概念为交流电机绕组的设计提供了一个基本的分析途径;最小时称槽号组概念是设计交流电机变极绕组非正规对称方案的关键概念;t参数条件为变极绕组非正规方案的存在性提供了判别法则。

多相感应电机指数响应电子变极方法研究

为了拓宽多相交流传动系统的调速范围,在多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于指数响应的多相感应电机电子变极调速方法。该方法通过转子磁场定向矢量控制产生不同极对数的谐波电流来驱动电机旋转,不同极对数的转矩电流按照指数曲线进行切换,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,解决了变极过程中转矩和速度波动大的问题。该文以五相感应电机为例,对提出的变极方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的1对极和2对极之间相互电子变极的实验结果,实验结果表明所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速,使转矩和转速波动减弱。

雷达极化问题和铁氧体变极化技术

描述了雷达极化问题的基本概念 ,提出了两类铁氧体全 (变 )极化器的机制。从理论上解决了这种器件的收发功能 。

不断电新型变极绕组设计原理

本文提出了一种基于延边三角形接法的新型变极绕组，采用这种单绕组的双速电动机用简化的开关来实现变速且变速时不需切断电源、变速切换的可靠性较高。该绕组基波分布系数较高、磁势高次谐波含量较低、双边下有合理的气隙磁赛比，有着广阔的应用前景。文中着重论述新型绕组的设计原理与方法。

一种转子绕组采用变极法设计的新型无刷双馈电机

无刷双馈变频调速电机的转子结构,目前研究的有磁阻和特殊笼型两种类型。其中特殊笼型转子被认为最有可能应用于大容量电机。但是,这种特殊笼型转子绕组是依据“共轭”原理设计的,导体利用率低,谐波含量大,因而性能还达不到实用要求。为解决这个问题,提出了一种不同于上述两种转子结构的新型转子绕组,即根据“变极法”设计的绕线型转子绕组。这种新型绕组利用其中两种不同极对数p和q对应感应电势在理论上可以有不同电回路的特点,对转子导体进行“重复利用”,从而具有较高的利用率和低的谐波含量。采用这种绕组的双馈电动机可以如同常规电机那样运行, 只是在需要时才进入变频调速 态工作,变频器可采用普通变频器。文中列出了这种新型绕组几种可能的连接方式,并对其工作原理进行了说明,最后,给出了应用这种绕组双馈电机空载下的调速实验结果。

基于对称块图法和遗传优化算法的反向法变极

:基于变极绕组设计的双极对数槽号相位图和对称块图法 ,将当前求解离散优化问题最有效的方法—遗传算法引入变极绕组的自动设计中 ,并以常用的反向法变极为例 ,提出了基于遗传算法的数学模型 ,研制了相应的计算机软件。实现了在变极绕组设计中完全排除设计者主观经验的因素 ,从而实现了变极绕组设计的计算机自动化 ,并通过实例证明了该理论及方法的先进性及实用性。

多相感应电机电子变极电流控制策略

针对多相感应电机斜坡响应电子变极过程中,电机转速跌落和转矩波动较大的问题,采用了基于滑模变结构电流控制的多相感应电机电子变极方法。文中对PI和滑模变结构控制两种电流控制策略进行了比较分析,在多相感应电机矢量控制基础上,用滑模变结构电流控制器替代传统的PI控制器分别控制d轴和q轴电流,解决了电子变极过程中PI电流控制跟踪电流斜坡输入存在的滞后性问题。并以五相感应电机为例,对提出的方法进行验证,实验结果表明提出的方法能有效改善多相感应电机电子变极过程中的转矩和转速波动。

三相交流电机变极绕组结构的梳理和综述

本文对迄今为止已开发和应用的三相交流电机变极绕组的结构进行了梳理和综述 ,描述了各结构的相带宽度、出线根数和适用情形等特征 ,预期了三相交流电机变极绕组结构的发展前景。