考虑磁链谐波的混合励磁电机硬件在环系统

由于混合励磁双凸极电机存在较大的磁链谐波和非线性,为了实现混合励磁电机精确在线仿真,提出了一种考虑磁链谐波以及励磁电流对磁链大小的影响的混合励磁电机的建模方法。搭建了基于dSPACE的电机模型、逆变器模型,并与DSP构成硬件在环仿真平台。以12/10混合励磁双凸极电机为例,通过实验发现:考虑磁链谐波时,混合励磁电机硬件在环仿真系统中的相电流畸变率与实验样机仅相差0.9%。与传统线性模型相比(相电流畸变率与实验样机相差6.9%),提出的硬件在环仿真系统具有更高的精度和准确性。

电动增压系统高速永磁无刷直流电机研究

由高速驱动电机与压气机组成的电动增压系统,空气经系统压缩进气缸参与燃烧以提升动力输出。但高速电机的高损耗密度和高频特性会引起永磁体高温退磁和绕组阻感变化,不利于系统长时间稳定工作。基于受阻感影响小的基波/三次谐波磁链复合信号设计了新型高速电机无位置控制策略。同时在电机设计时将提升三次谐波信噪比,减小转子径向力和涡流损耗作为优化目标,对极弧系数等电机结构参数进行了设计优化。采用三维温度场方法分析电机温升,发现不同阶段热量传播路径存在不同。样机性能实验显示系统负载运行动态响应迅速,有效降低动力迟滞;温升实验结果表明热平衡时永磁体温度远低于极限温度,可靠性提升;亦验证了热量传播路径的观点。

适用于多模式脉宽调制的通用切换策略研究

在大功率牵引传动系统中,广泛采用多模式调制策略,例如,中间60°调制、SHEPWM、CHMPWM等,以在有限的开关频率下实现牵引电机的全速度范围运行。在采用不同的多模式脉宽调制(pulse width modulation,PWM)策略时,通常需要研究相应的切换策略以保证不同调制方式之间的平滑切换。对多模式调制下的谐波磁链轨迹、谐波磁链幅值以及磁链幅值偏差的计算方式和变化规律进行研究。通过对谐波磁链和定子磁链轨迹的分析计算,可以更加直观地对不同PWM策略的性能进行对比。在此基础上,提出一种通用的基于谐波磁链和磁链幅值偏差的不同PWM策略之间的切换方法。该方法不需要复杂的理论计算,不受限于具体的调制方式,只需根据调制比画出切换前后两种调制方式的谐波磁链幅值偏差和实际磁链幅值偏差即可准确判断出最优切换点,具有很好的通用性。仿真和实验结果证明了该切换策略的有效性。