船用永磁同步推进电机齿槽转矩分析研究

齿槽转矩是高性能永磁同步电机设计和制造中必须考虑和解决的关键问题[1]。如何有效削弱齿槽转矩,使指标在合理的范围内,对于永磁电机的设计至关重要。现针对船用永磁同步推进电机,基于ANSYS有限元利用三种方法分析了该电机的齿槽转矩。

永磁同步推进电机电磁振动分析

依据Maxwell应力方程推导了永磁同步电机径向电磁力的解析表达式,分析归纳了电机内各阶次、各频率径向电磁力的来源。以一台45槽10极永磁同步推进电机为例,分别建立了电机电磁有限元模型和结构有限元模型,并进行了模态分析;将电磁有限元模型中得到的径向电磁力耦合到结构有限元模型中,对电机进行了电磁振动谐响应分析;最后将样机实测加速度频谱与有限元仿真结果进行对比,验证了径向电磁力解析式及电磁振动有限元仿真结果的正确性。

船舶电力永磁同步推进电机空间电压矢量DTC

为能更好地控制船舶推进电机的动态和静态性能,在传统直接转矩控制的基础上提出基于空间矢量调制的直接转矩控制算法。通过空间矢量控制、磁链控制和转矩控制,介绍空间矢量调制直接转矩控制算法的基本原理;结合船舶永磁同步推进电机的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的仿真模型;结合试验电机参数,对船舶的额定负载起动性能、转速转矩突变及低速性能进行仿真分析。仿真结果表明,基于空间矢量调制的直接转矩控制技术在船舶电力推进系统中具有良好的调速、调矩和低速性能,能很好地满足船舶电力推进系统的需求。通过搭建基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制硬件试验平台,进一步验证基于空间电压矢量的直接转矩控制策略的正确性和可行性。

对转鱼雷永磁同步推进电机直接转矩控制系统设计

为了提高鱼雷电机的效率和转矩密度,介绍了对转永磁同步电机的结构,探讨了对转永磁同步电机的直接转矩控制技术,推导了对转永磁同步电机的数学模型,建立了电机仿真模型,分析了电机设计原理。为了保持双转子的等速,设计了一种新型对转永磁同步电机的直接转矩控制系统,提出了电机扰动情况下的双转子转速跟随方案,并进行了仿真。仿真结果和理论分析吻合,证明了直接转矩控制技术可以很好地实现对转永磁同步电机的调速,且控制过程简单,转矩响应迅速,鲁棒性强。

带阻尼绕组的多相同步推进电机空载特性及其绕组参数的计算研究

凸极式同步推进电机的空载特性及其绕组参数与电机结构、定转子齿槽、磁场饱和等紧密相关.文中通过对多相同步推进电机电磁场数值计算,得到了电机反电势表达式,提出了相绕组参数的计算方法.并对十八相同步推进电机的绕组参数及其空载特性进行了计算和测量,结果表明。

对转永磁同步推进电机的Matlab建模与仿真

文章探讨了对转永磁同步推进电机的结构和工作原理,推导了电机的数学模型和电磁关系。利用Matlab/Simulink软件建立了对转永磁同步电机的仿真模型,详述了模型的实现过程,提出了扰动下的双转子转速跟随方案,并进行了仿真。仿真结果与理论分析相吻合,验证了模型的有效性。模型的建立,为对转永磁同步电机优化设计和控制策略提供了依据。

基于PSO-RBF优化的船舶六相推进电机缺相故障新型自适应滑模容错控制研究

为提升船舶永磁同步推进电机的容错能力与故障条件下的输出能力,针对船舶电力推进系统中推进电机缺相故障,提出一种基于PSO-RBF优化的新型自适应滑模容错控制方法,利用神经网络的学习能力对滑模控制器中的切换增益进行实时调节,并通过粒子群算法对神经网络参数进行寻优,随后采用容错控制策略对缺相后其余健康相电流的相位和幅值进行调节,实现船舶推进电机在正常运行和故障状态下系统的快速收敛和抖振削弱,提高推进电机的容错控制性能。仿真结果表明:笔者方法较传统滑模控制在缺相故障下,转速恢复时间缩短了1.7 s,转速稳态误差降低了0.17%,削减了7%的转矩稳态误差,船舶推进电机运行更稳定,故障后控制性能更优良。

UUV推进电机在线参数辨识自适应控制方法研究

针对水下无人航行器(UUV)的推进电机矢量控制系统中电流控制器性能因参数变化而下降的问题,提出一种基于智能在线参数辨识的电流环自适应控制方法。以离散型永磁同步推进电机动态模型作为被控对象,采用动态惯性权重粒子群算法对永磁同步推进电机的定子电阻和dq轴电感进行在线辨识,根据电流控制器工程设计方法,将辨识所得的电机参数实时用于计算电流控制器的PI值,实现电流环的自适应控制。最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性,结果表明该方法可以有效地克服水下快速洋流对推进电机的负载扰动,进而实现永磁同步推进电机的快速、高精确度电流控制性能。

十二相同步电机空载特性及其绕组参数计算

针对凸极式同步推进电机的空载特性及其绕组参数与电机结构、定转子齿槽、磁场饱和等紧密相关的问题,分析了在不同励磁电流下同步推进电机相反电势的数值计算方法,提出了采用电机磁场能量微动法计算相绕组的参数,并对一台十二相同步推进电机的绕组参数及其空载特性进行了计算和测量。结果表明,提出的方法适用于分析多相同步推进电机的空载特性和绕组参数。

水下探测器的推进电机损耗和温升分析

水下永磁同步推进电机的电磁参数、损耗、温升等制约电机性能水平。本文以2 kW永磁同步推进电机为例,给出了电机参数。对于不同相邻磁极间距结构的电机进行多物理场仿真计算,对比交、直轴电感,凸极率,电磁转矩,损耗和温升等计算结果,结果表明相邻磁极间距标幺值k^(*)的值为0.5时,内置V型电机具有较好的运行性能。最后用有限元对该电机进行温升仿真计算。为水下永磁同步推进电机降低温升和优化设计提供参考。

舰船推进电机设计发展展望

论述了舰船推进电机的发展概况及其主要设计要求和发展趋势,并介绍了舰船推进电机的关键技术和设计手段的发展。提出在舰船推进技术中,电力推进系统将逐步取代直接推进,交流电力推进系统将逐步取代直流电力推进系统,交流永磁电力推进系统势必成为最具竞争力的发展主流。