开关磁阻起动发电机静扭矩特性仿真与试验验证

开关磁阻起动发电机(SRM/G)的静扭矩特性表征了其扭矩输出能力,在设计阶段需进行较为准确的计算,以优化电机性能和降低后续试验成本。为快速获得比较准确的SRM/G静扭矩特性,提出了一种基于ANSYS有限元法求解电机磁化曲线族和磁共能的非线性模型。相比于传统常用的线性或非线性模型,该模型无需对磁化曲线进行反演,不规避微分计算,既能提高计算速度也能获得较好的计算结果。设计了静扭矩特性试验台,并通过试验测定了实际静扭矩特性,验证了该模型的准确性,为SRM/G静扭矩特性计算及优化设计提供了重要参考。

基于LabVIEW的开关磁阻起动发电机控制演示系统

开关磁阻起动发电机是一种新型航空高压直流起动、发电一体化机,具有容量大、功率密度高、可靠性好、容错性高,结构简单、成本低等优点,能够方便地实现起动和发电双功能。作为新一代航空起动发电机,是未来同类系统的教学重点。LabVIEW前面板能够方便地实现控制开关、电流电压表和显示转矩转速等功能,对于演示性教学系统具有很好的辅助性教学功能。

一种双定子型磁悬浮开关磁阻起动/发电机的运行原理与实现

针对开关磁阻起动/发电机中存在的机械磨损问题以及传统磁悬浮开关磁阻电机中存在的强耦合问题,该文研究一种新型的双定子磁悬浮开关磁阻起动/发电机。就其基本机构、起动/发电原理、电磁特性等方面,与混合定子磁悬浮开关磁阻电机进行了比较,验证了其主绕组与悬浮力绕组以及两自由度悬浮力绕组之间具有的自解耦特性,并且推导了系统的数学模型,介绍了悬浮和起动/发电系统的控制方法。该起动/发电机采用内–外双定子结构,由内定子上的悬浮力绕组实现悬浮功能,由外定子上的主绕组实现起动和发电功能,主绕组与悬浮力绕组的导通区间不存在彼此制约,可提高绕组导通区域选择的灵活性,增强控制策略选择和研究的灵活性。

开关磁阻起动/发电机设计方法研究

开关磁阻起动/发电机是电动机与发电机的结合体。提出一种将经典电机设计与最新有限元设计相结合的电机设计方法,该方法将传统设计方法的快捷、简便与有限元设计方法的精确、直观等优点相结合。并且采用以发电机性能为主,兼顾起动性能的设计方式;在多场有限元联合仿真的基础上,设计并试制了一台循油冷却开关磁阻起动/发电机。实验证明,该设计方法适合于该类型电机。

混合动力车用皮带驱动式分块转子开关磁阻起动/发电机的稳态热分析

热分析是设计电机的重要环节之一,因为绕组及定转子铁心温度过高将导致绕组绝缘层的破坏,进而使得电机运行失败,缩短电机使用寿命.以一种混合动力车用皮带驱动式分块转子开关磁阻起动/发电机为对象,研究此电机在峰值功率、额定功率和最高转速等3种不同工况下的稳态温度分布情况.首先利用电磁场有限元软件ANSOFT,计算电机定转子铁损以及绕组铜损,然后将其转化为生热率加载到ANSYS Workbench的稳态热分析模块中.为了更加精确地模拟电机温度场分布情况,给出了绕组的等效导热系数及电机各部件的表面对流换热系数.通过对有限元计算结果的分析,得出一些有益结论,为设计安全可靠的皮带驱动式分块转子开关磁阻起动/发电机奠定了一定理论基础.

基于多场耦合的开关磁阻起动/发电机油冷结构设计

目前,开关磁阻起动/发电机散热方面的研究仍然是一个薄弱环节,同时也是限制电机功率密度提高的一个重要因素。利用有限元软件Ansoft和有限体软件Fluent,提出采用电磁场、温度场、流体场多场联合仿真的方式来设计开关磁阻起动/发电机油冷结构,并对电机温度场进行仿真。在以上多场有限元联合仿真的基础上,设计并试制了一台循油冷却开关磁阻起动/发电机。通过试验证明,基于多场耦合的温度场仿真结果与试验结果吻合度较高。

开关磁阻电机起动/发电状态切换控制策略研究

在分析开关磁阻电机(SRM)起动/发电状态切换原理的基础上,针对切换过程的建压和调压控制问题,设计一种基于遗传算法寻优的滑模变结构控制器。该控制器由原动机转速、负载电流、相电流以及输出电压等多闭环回路组成的反馈控制系统构成。在控制器中,设计了基于遗传算法的参数寻优模块,对开通角、关断角以及斩波电流幅值进行解算和筛选,从而保证切换过程的平稳度和快速性。建立基于有限元电磁分析的SRM模型,进行滑模变结构控制器的设计与仿真实验,并通过2k W的SRM原理样机进行实验验证。仿真和实验结果证实,与传统PID控制策略进行比较,该控制器可以有效提高SRD/G切换过程的动态特性。

开关磁阻起动/发电机数字控制系统设计

介绍了开关磁阻起动/发电机系统的构成及其工作原理。在此基础上,设计了以数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)为核心的数字控制器,包括硬件和软件。该系统利用DSP的强大运算能力实现对系统的实时控制,采用CPLD芯片实现信号的逻辑处理,输出驱动信号控制开关管的通断,仿真波形验证了CPLD逻辑设计的正确性。通过DSP和CPLD的相互配合,从而达到准确控制开关磁阻起动/发电机良好运行的目的。

基于Ansys的开关磁阻起动/发电机转子槽型设计

分析了开关磁阻起动/发电机双凸极结构的优缺点。在有限元仿真分析的基础上,提出了开关磁阻起动/发电机两种槽型结构:填充型转子槽型和流线型转子槽型。利用有限元分析软件Ansys对此两种槽型优化方案与传统电机槽型进行了应力、形变、热场等分析,并对仿真结果进行了对比分析。在不同槽型的热场分析中首次提出了多场联合有限元仿真的温度场分析方法。为开关磁阻电机槽型的设计提供了参考,并对两种槽型的适用场合提供了理论依据。