多相自励磁同步电机零低速域高频电流相位优化策略

多相自励磁同步电机通过在定子侧注入高频谐波电流励磁实现零低速域无刷励磁。然而已有的研究对所注入高频电流的相位尚未充分探讨,限制了在零低速域励磁电流和转矩的进一步提升。针对上述问题,首先基于分数槽集中绕组磁动势原理推导数学公式,分析注入高频电流进行励磁的机制;其次,探讨了高频电流的相位对励磁效果的影响,并提出相位优化策略;最后,采用Maxwell建立了自励磁电机模型,并进行有限元分析对所提策略进行验证。研究结果表明:高频电流相位优化策略在100 r/min时,感应电势增强了17.5%,励磁电流上升了7.5%,转矩增大了6.6%,转矩脉动同比减少71.58%。

多相自励磁同步电机稳态下高频励磁建模与分析

多相自励磁同步电机具有起动转矩大,无需永磁体,且气隙磁场可调的优势,广泛应用于低速爬坡等短时特殊工况下的大转矩需求。作为一种新型电机,其励磁机理数学模型尚不明确,直接制约了该电机控制系统的发展。为此,针对该电机稳态下励磁展开研究,对自励磁同步电机的结构和高频励磁原理进行分析,研究了稳态下定子绕组中注入高频电流与转子励磁绕组上产生励磁电流之间的数学关系。基于此,获得电磁转矩表达式,并建立了该电机在静止和旋转两种坐标系下的运动方程。在旋转dq坐标系下搭建了MATLAB/Simulink仿真模型与ANSYS Maxwell有限元仿真模型,并进行对比分析,其结果验证了该数学模型的正确性。