定子永磁型双凸极电机转子设计

双凸极永磁电机转子结构简单,其参数变化对电机的运行性能影响很大。通过有限元计算和仿真,分析了转子极弧宽度和斜槽角度对电机磁链、反电势及电感等静态特性的影响。样机测试结果验证了理论分析的正确性。

定子永磁型双凸极电机的转子设计

目前,对双凸极永磁(Doubly salient permanent magnet,DSPM)电机驱动系统研究时间相对较短,尚有不少技术问题有待进一步深入探讨。但鉴于已了解双凸极永磁电机驱动系统具有的优点、特征以及合理使用该系统,结合实践,对定子永磁型双凸极电机的转子进行了设计,分析了双凸极永磁电机的电流斩波控制和角位置控制方式,阐述了功率变换器的电路结构和信号检测原理。

新型双定子双凸极可变磁通记忆电机设计与性能比较

结合双凸极结构、双定子和混合永磁体的特点,提出了三种新型双定子双凸极可变磁通记忆电机(DS-DSVFMM)。通过采用高矫顽力和低矫顽力两组永磁体,实现了电机的高转矩密度和在线调磁功能。为了充分利用电机的内部空间,高矫顽力和低矫顽力永磁体以及调磁绕组都被放置在内定子中。建立该电机的简化等效磁路模型,并分析其磁通调节原理和特性;对三种不同结构DS-DSVFMM的调磁能力、负载转矩和抗退磁性能进行了研究和比较。对T形DS-DSVFMM进行加工和测试,并通过实验验证了该电机结构及其有限元分析的正确性。

定子永磁型双凸极非稀土永磁电机谐波电流抑制

定子永磁型双凸极非稀土永磁电机(NRE-DSPM)采用剩磁较高的铝镍钴(Al Ni Co)永磁代替传统的稀土永磁,降低电机制作成本的同时也可配合磁化绕组对电机气隙磁场进行调节,使电机获得较好的性能。但受电机本体参数影响,NRE-DSPM在运行时相电流中含有大量的谐波,严重影响电机的效率和稳定性。为解决此问题,采用了一种PI控制器并联谐振调节器的电流环控制方法。该方法结构简单,易于实现,且无需增加硬件成本,可对电流谐波进行有效抑制。一台1.25 k W的NRE-DSPM样机在试验平台上进行了试验,试验结果验证了所用方法的有效性。

新型定子双馈双凸极永磁电机研究

研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的目的。本文介绍了样机的结构特点,分析了气隙磁通调节范围、直流励磁磁势和并联磁分路磁阻三者之间的关系,进行了样机磁场的有限元计算,样机试验与设计吻合。该电机结构新颖,励磁控制简单,调磁效果明显,励磁损耗小,具有较高的研究和实用价值。

考虑电感变化的双三相槽口永磁型混合励磁双凸极电机铜耗监督控制

提出了一种新型双三相槽口永磁型混合励磁双凸极发电机,建立了该电机的矢量空间解耦数学模型,分析了不同工况下电机的电感特性,并提出了一种考虑电感变化的发电稳压铜耗监督控制策略。该策略建立了以最小铜耗为目标,以转矩、电流和电压为约束的非线性规划模型。首先,查找电感响应面,获得电机在当前工况下的实时电感参数;其次,将实时电感代入模型作二次优化,得到适用于电机当前工况的d轴、q轴优化电流及励磁优化电流,在实现系统稳压发电的同时有效减少铜耗;最后,通过Ansys和Simulink的联合仿真,验证所提控制策略的正确性和有效性。

基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析

双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数。采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径。

新型双凸极永磁记忆电机的特性分析

将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极永磁电机的结构特点决定了电枢反应几乎不会影响永磁体的磁化状态,保证了永磁体工作点的稳定性。该文提出一种简化磁滞模型与常规有限元时步法结合的方法,计算分析了电机各项性能,并与样机的试验结果进行比较,验证了该电机的设计思想与分析方法。

新型12/8极双凸极变速永磁电机的设计与分析

提出了一种新型 1 2 /8极双凸极变速永磁DSPM电机 ,它集永磁无刷直流PMBLDCM电机和开关磁阻SRM电机的主要优点于一身 ,加上其独特的转子斜槽和 1 2 /8极结构 ,该电机具有功率密度高、用铜量小、绕组电阻小和转矩脉动小等优点 .用有限元法 (FEM)对该电机的磁场分布、永磁磁链、反电势和电感特性进行了计算和分析 ,计算中考虑了永磁磁场和电枢反应的相互作用 .样机实验结果验证了理论分析的正确性 .

永磁式双凸极电机新型调速系统

在用有限元法对6/4极永磁式双凸极电机内电磁场计算分析的基础上,详细分析了转矩脉动的形成机理。针对目前转速电流双闭环控制方式,提出了转矩内环的新型调速控制方式,设计了转矩观测器,构造了永磁式双凸极电机新型调速系统。该控制方式可减少因自感和磁链非线性畸变产生的换相转矩脉动和稳态转矩脉动,并将其与电流控制方式进行了比较,验证了新型调速系统的正确性。和传统电流控制方式相比,新型转矩内环控制方式在低速时转矩脉动较小,转速比较平稳。

新型直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机

提出了直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机方案,对双凸极永磁(DSPM)风力发电机进行了设计和有限元分析。为减小发电机尺寸和重量,采用了外转子结构。由功率方程推导得出发电机主要结构尺寸,给出了铁心直径、轴向长度、永磁体尺寸、绕组匝数等主要设计参数的选取原则与方法,并设计了一台24/16极20kW外转子DSPM风力发电机,运用有限元方法分析了发电机特性。分析结果验证了设计方法的有效性和设计方案的正确性。

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机,在换相时三相同时导通或关断,产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算,分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动,提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管,对一个周期内的导通模式进行细分,通过换相前后,两相和三相导通方式的切换,提高换相时刻输出转矩,减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较,验证了新型控制策略的正确性。

一种新型的双凸极永磁电机

本文介绍一种新型双凸极永磁电机———磁通反向电机 (FRM)。该电机的永磁体放置在定子齿的表面 ,永磁体安装简单且适于高速运转 ;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化 ,其功率密度比传统的DSPM电机要高。文中对其基本结构。

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的电流比研究

在永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的基础上,对换相期间的电流控制模式进行研究,结合理论推导,得出换向相的最优电流比。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,对不同电流比在不同负载情况下进行大量仿真研究,给出不同负载下电流比与转矩脉动率的变化曲线。通过仿真和实验验证了理论推导的正确性。与电流比较小时相比,最优电流比下新型开通关断角控制在低速时出力大,转矩脉动较小,转速比较平稳。

短磁路E型定子铁心电励磁双凸极发电机电磁特性分析

传统电励磁双凸极发电机励磁绕组跨多个定子极绕制,存在励磁磁路较长、铁损耗大、各相磁路不完全对称等问题。为了提高故障隔离能力并实现各相对称,提出一种由E型定子铁心组成的短磁路模块化电励磁双凸极发电机。针对所提出的集中绕组E型定子铁心,在分析转子极弧系数对各绕组电感影响规律的基础上,推导出三相发电机的定/转子极数比,励磁定子极、电枢定子极和定子槽口对应的极弧角度的约束公式,为电机进行电磁设计奠定基础。利用有限元软件对三相9/10极和三相18/20极电机的各相电动势、电感等瞬态特性进行建模分析。根据Bertotti分离铁耗模型计算出新型三相18/20极与传统三相18/12极电机的铁损耗值,并通过仿真验证了新型三相18/20极具有较低的铁损耗。最后,试制一台三相18/20极的样机并进行了实验,实验结果验证了理论分析和电机结构的合理性。

永磁式双凸极电机系统稳态运行模型研究

以一台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,以有限元法对电机内电磁场分析结果为基础,对双凸极电机系统在不同控制方式下的稳态运行过程进行分析,得到与之相应的一阶非线性常微分方程。在Mat- lab编程环境下对各微分方程进行求解并结合电机的数学模型,建立永磁式双凸极电机系统稳态运行仿真模型,并将仿真得到的电流波形和机械特性曲线与实测得到的相关波形对照,二者间有很好的一致性。表明提出的双凸极电机系统研究方法具有一定的实用价值。

两相整距绕组双凸极永磁电机等效磁路模型

整距绕组双凸极永磁(FMDSPM)电机具有空间利用率高、功率密度高、成本低和扭矩波动小的特点。由于绕组结构为分布式,FMDSPM电机相绕组等效磁动势与集中绕组存在很大不同。以一台6/4极FMDSPM电机为例,提出了将气隙分为五段的磁等效电路模型,并给出了各段的磁导率公式。通过迭代求解该模型,得到相绕组磁链、电枢反电动势和齿槽扭矩等特性,与有限元分析结果对比,验证了该模型的有效性。

新型双凸极永磁电机的发展及研究现状

新型双凸极永磁电机的永磁体放置在定子齿表面,永磁体安装简单且适用于高速运转;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的DSPM电机要高。目前对该电机参数计算、模型建立、分析方法、控制策略等问题有待探讨和研究。文中简单介绍该电机的基本原理和特点,概述该电机的发展及研究现状。

双凸极永磁电机新型控制策略研究

在对双凸极永磁电机数学模型和静态参数分析的基础上,该文分析了其转矩脉动的产生原因。针对常规转速电流双闭环控制策略转矩脉动大的缺点,提出了一种新型转速转矩电流三闭环控制策略。基于Matlab/Simulink搭建了电机和控制器模型,仿真结果表明了控制策略的正确性和有效性。

一种用于双凸极永磁发电机的电容储能型变换器

提出了一种用于双凸极永磁发电机(DSPMG)的电容储能型变换器(CERC)。通过分析DSPMG的电磁特性和发电原理,提出了一种针对CERC的控制策略。与传统的三相全桥整流电路(FBR)对比,在相同的负载条件下,采用CERC电路的DSPMG发电系统的输出功率有明显提升。仿真和实验均证实了所提出的拓扑和控制策略的正确性。