开式绕组无刷直流电机导通模式研究

三相无刷直流电机(BLDCM)广泛应用在电驱动领域。传统星形连接和三角形连接的BLDCM绕组之间存在中性点,导致电机转矩脉动和可靠性较差。提出一种将开式绕组应用于三相BLDCM的系统,介绍了开式绕组BLDCM的电路拓扑结构和8种导通模式,分析了开式绕组三相BLDCM的电磁方程,建立开式绕组BLDCM的MATLAB仿真模型,仿真开式绕组BLDCM在8种导通模式下的电流、转矩、转速波形。加工样机并设计试验平台,测试开式绕组BLDCM在两相导通六状态运行模式下的性能,与星形连接BLDCM相比,开式绕组BLDCM调速范围更广、换相转矩脉动减少、机械特性曲线相近。

开式绕组无刷电动机换相转矩脉动抑制研究

开式绕组无刷直流电动机无中性点,各相绕组电气隔离,可实现各相绕组的独立控制。介绍了开式绕组无刷直流电动机的数学模型,分析了互感作用下各相电流变化之间的影响,以及同一母线供电时续流对非换相相电流的影响;对开式绕组无刷直流电动机的换相过程电流进行分析,得出在理想反电势下关断相和导通相电流变化速率相等可保证非换相相电流不变,从而保持电磁转矩不变。提出了采用重叠换相相电流闭环控制方法来抑制换相转矩脉动,推导出重叠换相法关断相施加电压和延迟关断时间公式,利用滑模观测器观测反电势并计算得到电磁转矩。Matlab仿真和试验结果验证了重叠换相相电流闭环控制可以有效抑制开式绕组无刷直流电动机换相转矩脉动。

1.2MV脉冲变压器设计及实验研究

介绍了1.2 MV脉冲变压器的设计方法,采用螺旋渐开式绕组逐渐增大绕组对磁芯的绝缘距离,用ANSYS程序模拟脉冲变压器中的场强分布情况,最大场强不超过18 kV/mm。通过实验研究有效解决了绕组对绝缘支撑的局部放电现象,得到了1.2 MV的高压脉冲输出,单次运行时间达到1 min,重复频率100Hz,验证了所采用的设计方法的可行性。