基于移相解耦调制的少稀土混合励磁电机驱动性能研究

该文以少稀土混合励磁永磁电机为研究对象,提出一种基于移相解耦调制的平滑扩速控制策略,旨在解决传统开绕组驱动系统中存在的零序电流问题。通过推导移相解耦角对电机开绕组驱动系统运行状况的关系,设计一种积分滑模控制器,从而实现开绕组驱动系统解耦角度的灵活调节,以达到在较小电流零序分量的基础上获得系统平滑的且拓宽的扩速特性。此外,在移相解耦控制策略下,研究开绕组驱动系统任意桥臂的开路故障,通过实施绕组重连,实现电机任意移相解耦角度下的容错运行,且容错运行时系统的扩速范围不受影响。最后,加工少稀土混合励磁永磁电机的原理样机,理论分析与实验测试验证移相解耦调制策略的有效性。

少稀土组合励磁永磁无刷电机设计与分析

基于采用稀土永磁和非稀土永磁组合励磁的磁钢结构,提出了一种并联磁路型的少稀土组合励磁永磁无刷电机。介绍了该电机的拓扑结构及运行原理,并在此基础上结合电机功率尺寸方程和励磁源等效方法,给出了电机的初始设计方法并优化确定了相关的设计参数。利用有限元方法深入分析了电机在空载和额定负载条件下的电磁性能。加工了1台5 k W样机,搭建试验平台进行了相关的试验,结果表明了该电机拓扑结构和优化设计方法的有效性。

基于耦合仿真的少稀土混合永磁电机的性能分析

针对新型少稀土非对称混合永磁同步电机,考虑到不同运行工况下电机实际电磁性能受驱动器以及控制策略的影响,引入场路耦合方法。基于ANSYS Maxwell、Simplorer平台建立了完整的电机本体及驱动控制系统模型,分析计算了全速域内电机的电磁特性及驱动性能,并与MATLAB-Simulink驱动控制仿真结果进行了对比。结果表明因电机电磁特性和驱动控制信息的实时传递,采用场路耦合仿真分析方法的计算结果具有更高的准确性和可信度,为后续该类新型少稀土非对称混合永磁同步电机的进一步系统级优化设计提供了参考。

少稀土非对称永磁电机的分层多目标优化分析

针对传统稀土永磁电机稀土材料用量高、永磁磁场不易调节问题,本文提出了一种少稀土非对称混合永磁电机,采用两种不同永磁材料励磁以降低稀土永磁材料的用量,混合永磁材料的非对称放置结构设计以改善电机的电感性能,提升电机弱磁升速性能。针对该电机相对复杂的结构,提出基于参数敏感度的分层多目标优化设计。对电机进行了参数化建模,建立包含转矩、转矩脉动、反凸极比和铁耗的多优化目标函数。通过参数敏感度分析对众多尺寸参数进行分层筛选,针对主敏感参数采取多目标遗传算法优化,而次敏感参数则采用响应面与多目标自适应优化结合的方法确定电机最优的尺寸参数,并对电机优化前后的电磁性能进行了分析比较,验证了优化方法的可行性,为该类复杂结构电机性能的改善提供了更加丰富的优化设计方法。