提高永磁体电阻率对降低高速永磁交流电机转子涡流损耗的有效性分析(英文)

导电的永磁体暴露于谐波磁场时,会产生涡流及损耗。提高永磁体的电阻率是减小其涡流的最直接方法。但是,在高速永磁交流电机中,涡流不仅存在于永磁体中,也存在于转子的金属保护套及铜屏蔽层中。在此条件下,提高永磁体的电阻率是否仍然有效?本文将通过有限元分析与对比研究,来探讨这个问题。

永磁交流电机驱动系统控制器的自整定策略

针对永磁交流电机驱动系统的控制器参数整定问题,设计了一种永磁交流伺服驱动器的参数辨识和自整定方案。伺服电机驱动器通常包含电流、转速和位置控制回路,首先,确定电机的电气参数,如电阻和电感等,以实现电流闭环参数整定,然后确定电机的转矩常数和机械参数来整定转速和位置闭环参数。利用永磁交流电机驱动试验平台对控制器自整定策略进行了测试,实验结果表明,该方案能在短时间内准确设置控制器参数,并实现预期的系统动态性能。

某永磁交流电机专用装配工装设计

针对永磁交流电机中转子组件与定子组件装配时容易导致磁钢划损、轴承受损等从而对电机性能产生较大影响的问题,设计了电机专用装配工装(安装平台),在保证定子组件和转子组件中心重合的前提下最终实现两组件的无损对接,达到快捷、安全、精确装配的目的。

表贴式永磁交流伺服电机齿槽转矩优化分析

齿槽转矩由永磁电机中的永磁体和有槽电枢铁心相互作用产生。基于能量法和有限元仿真分析了永磁体极弧系数对电机齿槽转矩的影响,计算选取出最优极弧系数,通过调整磁极偏心距离进一步降低齿槽转矩,将仿真结果与样机测试数据进行对比证实了优化方案的可行性。结果表明,合理选取极弧系数并结合磁极偏心的方法可以有效降低齿槽转矩。

永磁交流伺服电机齿槽转矩抑制技术研究

为有效解决永磁交流伺服电机齿槽转矩导致电机可靠性低和控制精度差等现实问题,需要对电机齿槽采用抑制技术,通过降低齿槽转矩,使电机整体性能显著提升。文章基于实际案例探讨了永磁交流伺服电机齿槽转矩抑制技术,在深入分析齿槽转矩产生机理的基础上,提出开槽+斜槽的处理方式对电机齿槽转矩进行抑制的技术方案。研究对象为10极12槽永磁交流伺服电机,充分利用有限元法对电机关键结构等内容进行系统分析,并通过仿真方法验证了分析结果。所述内容具有现实意义,对于永磁交流伺服电机的开发和利用有显著的促进作用。

永磁交流直线电机直接驱动伺服控制技术

以高效率和高精度为基本特征的高速加工技术促进了直线电机直接驱动技术在高速加工中心中的应用。文章分析了高速加工与直线电机的关系,以及国内外的直线电机及其伺服控制技术的发展状况,提出了直线电机及其全数字化直接驱动伺服控制器的设计方法。

交流永磁同步电机伺服系统的线性化控制

提出了交流伺服系统自适应反馈线性化的控制方案 ,通过将在线估计的参数应用于坐标变换和非线性状态反馈 ,达到了线性化控制的目的 ;讨论了增强参数收敛性问题。

永磁交流同步直线电机位置伺服控制系统设计

分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求 ,对 4种典型的位置控制器进行了比较研究 ,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上 ,提出基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明 ,此控制系统适于永磁交流同步直线电机的控制。

利用扩张状态观测器的交流永磁同步电机控制

为了提高交流永磁同步电机控制系统的控制品质,保证系统在内外各种扰动的影响下仍能保持快速、无超调、高精度的控制品质,提出了一种改进的控制方式。首先,根据电机模型的特点,分析了影响系统控制品质的因素,包括电流环的动态耦合、速度环的未知扰动等。然后,在介绍扩张状态观测器的原理及功能的基础上,设计了三个扩张状态观测器分别估计速度环和电流环的总扰动,进而设计出具有扰动前馈补偿和误差反馈律相结合的复合控制器。最后仿真和实验均证明了改进的控制策略的有效性。实验结果表明,使用同一组控制器参数,改进的控制策略能够同时实现高低速的高品质动态响应。设定速度为600 r/min时,与传统PI控制器相比,调节时间从0.54 s缩短为0.09 s,速度稳态误差RMS值从2.2 r/min降为1.6 r/min;设定速度为0.01 r/min时,改进的控制策略仍能够保持电机平稳运行,且位置误差在±1码。该控制策略能够满足交流永磁同步电机高精度控制的要求。

永磁交流同步电机驱动的电动螺旋压力机研究

转矩的快速响应和稳定输出是电动螺旋压力机稳定运行的关键。本文介绍了齿轮传动的电动螺旋压力机工作原理,讨论了永磁交流同步电机矢量控制技术的基本原理,提出了大功率永磁交流同步电机驱动的电动螺旋压力机交流伺服系统控制方案。通过实验,显示了其在转矩控制方面的优越性能,并有效控制了电机的启动电流和温升,实现了电动螺旋压力机的长期稳定运行。所研究的成果已应用于实践。

内埋式永磁交流发电机低电压调整率的条件分析

采用相量法分析了内埋式永磁交流发电机带纯电阻负载且考虑电枢电阻、电压调整率等于零及负值时所具备的条件,得到了相应的负载变化范围,总结了电压调整率随电机参数变化的规律.采用场路结合方法设计了一台低电压调整率的电机,利用有限元计算了负载场,得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率.计算和测量结果证明了理论分析的正确性.这为设计额定负载时,其电压调整率低甚至为零的永磁交流发电机提供了依据和有效途径.

交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制

运用变结构控制理论 ,分析和设计永磁同步电机磁场定向交流伺服系统 ,并采用了基于观测器重构状态的控制方案。仿真实验表明 ,采用变结构控制的伺服系统响应速度快 ,控制精度高 ,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性 ,其调速和定位性能明显优于传统的控制方法。

电动助力转向系统用永磁无刷交流电机伺服系统的若干问题

探讨高端电动助力转向(EPS)系统用永磁无刷交流电机伺服系统的若干问题,包括电机与传感器的选型和设计、可靠性和容错性设计等,也介绍了一种采用可变减速比系统(VGRS)的新型EPS产品概况。

大功率盘式交流永磁同步电机电磁场分析

针对应用于石油钻井平台的510kW盘式交流永磁同步电机进行了建模,并分别从空载、负载、电感角度进行了三维电磁场仿真。建模中考虑了模型的对称性和周期性,将整体模型简化成1/4模型,从而显著减少了仿真的计算量。在电机空载状态下,得到了空载磁通密度分布,分析了永磁体极弧系数、槽口宽度和极槽配合对齿槽转矩的影响,通过优化,在永磁体极弧系数取0.85、槽口宽度取5mm、极槽配合取18槽16极时,得到了最小的齿槽转矩30.64N·m,这将有利于降低转矩波动,从而减小电机的振动和噪声,提高系统的控制精度和品质。在电机负载状态下,分析了不同电流激励源和内功率因数角下的电磁转矩波形:在恒转矩区,当相电流为550A、内功率因数角为22°、额定转速为1 600r/min时的电磁转矩为3.115kN·m;在恒功率调速区,当相电流为550A、内功率因数角为41°、转速为2 000r/min时,电磁转矩为2.577kN·m;在过载工作区,当相电流为1 140A、内功率因数角为47°、额定转速为1 600r/min时,电磁转矩为4.756kN·m,电机达到1.5倍过载。与同体积的其他电机相比,该电机的电磁转矩密度有显著提高,内功率因数角调整裕度也较大,能满足过载能力要求。此外,结合电机空载和负载求得的参数,绘制了盘式电机矢量图,求得同步电感值为0.31mH。

低电压调整率交流永磁发电机的设计

根据内置式永磁同步发电机带纯电阻负载时,取得低电压调整率的条件,提出了设计低电压调整率交流永磁同步发电机的方法,并场路结合进行计算,设计了一台低电压调整率的交流永磁发电机。通过有限元计算负载场,得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率,并与相量法得到的电压调整率进行了比较。分析结果表明本文的设计和计算方法是正确有效的。

交流永磁同步电机伺服系统模糊PID控制

分析了永磁同步电机(PMSM)在d-q轴的数学模型,结合传统PID控制和模糊PID控制的优点,根据永磁同步电机伺服控制系统随着负载变化或干扰因素影响,引起其对象特性参数或者结构发生改变,从而建立PID参数自调整的推理规则,设计了PMSM伺服控制系统的模糊PID参数自适应控制器。仿真结果表明,模糊PID控制器与传统PID控制器相比具有更好的动态稳定性,对外界干扰具有较强的鲁棒性。

永磁交流伺服电机控制系统的研究

近年来,永磁交流伺服电机发展迅速并得到了广泛的应用。本文对永磁交流伺服电机的电压空间矢量控制(SVPWM)方法进行了研究,设计了一个基于STM32F103的永磁交流伺服电机控制系统,实现了电压空间矢量脉宽调制控制算法,并设计了速度电流双闭环的积分分离式PI调节器。实验结果表明,永磁交流伺服电机控制系统具有良好的转速伺服性能。

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键。基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通。在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法。在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究。实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能。

大功率盘式交流永磁同步电机温度场流场耦合分析

根据510 k W盘式电机的电磁设计参数及热物性参数建立了三维温度场流场流固耦合模型,分析了额定工况下电机发热部件的温度分布,接着对样机进行了温升试验。针对温升试验电机温度偏高进行了改进性研究探索,从主动降低损耗和被动降低损耗两方面,研究了影响盘式电机温升的因素。主动降耗方面,建立了等效的二维直线电机模型,从铁耗理论模型和电磁仿真模型角度分析了不同牌号硅钢片在空载和负载工况下,铁耗瞬态变化趋势。对于供电频率较高的电机,尤其在弱磁区,铁耗往往成为影响电机温升的主要因素,对于卷绕定子铁心,建议采用沿着卷绕方向易于磁化、高磁感应强度、低损耗的晶体取向超薄硅钢片来降低高频铁耗。被动降耗方面,基于建立的三维耦合模型,分析了水道不同入口流速对电机定、转子最高温度影响、额定负载和过载工况下的定子绕组最高温度随入口冷却液流速变化趋势,最后将端盖端面水道流体单独建模,通过以上温升影响因素的分析,为之后盘式电机热管理的改进设计提供理论依据。

交流永磁同步电机全数字伺服控制器设计

介绍了一种交流永磁同步电机全数字伺服控制器的软硬件组成及设计方案,系统采用TIDSPTMS320LF2406A组成核心控制电路,以智能功率模块构成主电路,具有通用紧凑的系统结构。