DSPMVM电机的温升预测与研究

以DSPMVM电机为对象,基于电磁学与传热学理论通过等效热路法与有限元法对目标电机进行温度场分析。首先,介绍了DSPMVM电机的拓扑结构与参数;其次,对目标电机的各热源损耗进行计算分析;然后,提出目标电机的五热源等效热路计算模型,引入闭环反馈对目标电机在不同工况下的稳态温度场进行仿真计算,并与有限元法计算结果进行对比。两种方法结果基本吻合,证明预测温升计算方法的准确性与DSPMVM电机设计的合理性,为新型DSPMVM电机的热设计提供了依据。

分裂齿集中绕组永磁游标电机电磁转矩特性分析

为了研究分裂齿集中绕组永磁游标电机(PMVM)的电磁转矩特性,基于磁场调制原理建立PMVM的磁动势磁导模型,给出永磁体和电枢绕组单独作用下气隙磁密谐波的次数和转速表达式,分析产生平均转矩和转矩脉动的谐波次数。采用麦克斯韦应力张量法计算各主次谐波产生转矩的大小,确定各主次谐波对电磁转矩的影响。通过有限元分析对结果进行了验证。结果表明:PMVM的电磁平均转矩绝大部分由16次谐波产生,占比98.83%,转矩脉动主要由16、34、48次谐波产生,占比52.29%。PMVM电磁平均转矩的来源主要为永磁体产生的气隙磁密基波,因此可改变永磁体的用量和形状增大其产生的气隙磁密基波以提升PMVM电磁转矩性能。

基于改进超螺旋滑模观测器的游标电机无传感器控制

针对游标电机的无位置控制,本文通过对磁场进行分析,指出游标电机经过调制作用产生多个工作次谐波,需根据合成反电势,采用矢量控制。同时,由于游标电机转子为多极对数的结构,使其在运行时,对于位置信号的准确性要求更为严苛,较小的位置信号误差便会引起较大的控制角度的差距,如何保证游标电机在无位置传感器控制时的观测精度,对其运行性能起着至关重要的作用。本文以一台外转子分裂齿游标电机为对象,分析其运行原理,建立基于合成反电势的数学模型,并采用基于改进超螺旋滑模观测器的无位置控制策略,保证了游标电机无传感器控制的稳态及动态性能。

永磁游标电机转矩特性研究

永磁游标电机具有转矩密度高、结构简单等优点,在电动船舶、风力发电等低速大转矩驱动领域应用广泛。为进一步提高永磁游标电机的转矩密度,采用气隙磁场调制理论研究永磁游标电机的转矩特性。通过分析永磁磁场和电枢反应磁场谐波的有效耦合过程,揭示永磁游标电机转矩产生机理。根据电机结构参数与磁动势、磁导分布的关系,确定待优化参数,结合响应面法和遗传算法对电机转矩性能进行多目标优化设计。采用麦克斯韦应力张量法定量分析气隙磁场各次谐波对电磁转矩的贡献。结果表明,永磁游标电机电磁转矩仅由单一气隙磁场工作谐波产生。在此基础上,研究关键结构参数对气隙磁场调制效应和电机转矩性能的影响,为该类电机的拓扑结构创新及其转矩性能提升提供了理论依据。

基于田口法的分裂齿式永磁游标电机转矩优化设计

油田用抽油机驱动电机需在低速下具有较大的输出转矩和较小的转矩波动。以24 kW分裂齿式永磁游标电机为例,通过选择合适的极槽配合,初步确定电机模型;在初始设计参数的基础上,确定电机的参数选择范围。采用基于田口法的多目标优化方法分析电机的结构参数,选择最优的结构参数方案。针对优化前后的目标参数变化用有限元分析进行验证,证明该方法的合理性,得出能够指导工程实践的有益结论。

双定子同极内嵌永磁游标电机转子永磁体极弧系数优化

进一步对双定子同极内嵌永磁游标电机(DS-CP-PMVM)进行讨论,旨在优化同极内嵌永磁转子结构,以保证转子永磁体用量减少的情况下,不降低电机的转矩能力。分析了DS-CP-PMVM的磁力线分布,提出当转子内外侧永磁体中心轴线夹角与内外定子A相轴线夹角相同时,转矩能力最优;讨论了永磁体极弧系数对转矩的影响,当转子内外侧永磁体极弧系数分别为0.62和0.66时,输出转矩最大,与相同永磁体厚度的表贴式结构相比,在定子电流为6 A时,转矩提高了6.4%。

混沌系统参数估计结果的不确定性分析

针对混沌系统参数估计研究中由于随机观测噪声影响而导致的参数估计结果不确定性问题,基于贝叶斯定理提出了一种客观评价混沌系统参数估计结果不确定性的统计方法;进而以典型的Lorenz系统为例进行了数值仿真,分析了不同大小噪声背景下各未知参数估计结果的不确定性;最后基于仿真结果提出了一种在有噪声干扰时估计混沌系统参数的有效方法——后验均值法。相同仿真条件下与前人方法的比较结果表明,该方法可有效抑制噪声影响、约束参数估计结果的不确定性,是一种有噪声情形下估计混沌系统参数的稳健方法。

新型双定子永磁游标电机电磁性能研究

提出一种在结构上由内、外双定子以及中间转子构成的新型永磁游标电机拓扑结构,永磁体采用内嵌的方式安装在转子内部。在该电机内、外定子上设计有起磁场调制作用的调磁齿,实现对内、外双重气隙磁场的调制作用,提高磁场的利用率,使电机能够输出较大较平稳的转矩。详细阐述该新型双定子永磁游标电机的工作原理,给出具体的设计参数以及二维、三维结构示意图,并运用电磁有限元软件完成对该电机模型的建立,针对其电磁性能进行仿真分析,结果显示该新型双定子永磁游标电机具有有效的谐波调制作用,并能实现较大较平稳转矩输出。