电励磁双凸极电机转矩脉动分析与抑制

传统标准角度控制方式下,电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)存在较大的转矩脉动。为减小转矩脉动影响,进一步研究DSEM在风力发电、航空航天等领域的应用,对DSEM转矩脉动产生的机理进行深入分析,并在转矩脉动分析基础上,提出新型转矩内环和新型转矩分配2种控制策略以抑制换向转矩脉动。以2kW、12/8极DSEM为例进行了仿真验证,并对2种控制策略进行比较。结果表明,与传统控制方式相比,采用所提出的新型转矩控制策略可以有效地抑制DSEM转矩脉动。

基于半桥变换器的电励磁双凸极电机角度优化控制策略

电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)采用传统的控制方法在换相时容易产生负转矩,带来较大的转矩脉动。对DSEM转矩脉动产生机理进行了分析,对基于半桥变换器的DSEM主功率电路中分裂电容充放电平衡情况进行研究,在此基础上提出了基于半桥变换器的角度优化控制策略,进行了仿真和实验验证。结果表明,该方法可以有效减小转矩脉动,使电机转速平稳,有利于提高该电机的起动性能。

电励磁双凸极电机九状态控制策略的研究

以三相12/8极结构电励磁双凸极电机(Doubly Salient Electro-magnetic Motor,DSEM)为研究对象,首先分析该电机的电磁特性以及齿槽转矩对转矩脉动的影响;其次分析其电动工作运行原理,在三相六状态控制策略的研究基础上,提出电励磁双凸极电机的三相九状态控制策略,提高平均输出转矩的同时也有效抑制齿槽转矩带来的转矩脉动。以一台18 k W三相12/8 DSEM为例进行有限元仿真和实验验证,结果表明,与六状态控制策略相比,九状态控制策略能够有效减小电机转矩脉动,同时提高输出转矩。

电动汽车集成车载大功率充电器的研究

将电动汽车的电机驱动系统重构成蓄电池充电系统,能够省去车载充电器,同时实现大功率快速充电。研究了一种基于12/10极电励磁双凸极电机(DSEM)的集成化充电系统。驱动模式时,采用前级DC/DC变换器与后级逆变器级联的方式驱动电机;充电模式时,该电机的三相电枢绕组作为三相桥式整流器的三个电感,励磁绕组作为前级DC/DC变换器中的滤波电感,由于该电机各绕组自感较大且保持恒定,易于实现小电流纹波充电,且电机在充电模式下仅产生微小脉动转矩,充电效率相对较高。针对所提系统,搭建了基于ANSYS和MATLAB软件的电机本体有限元模型和变换器模型,采用了正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种控制方式,对比分析了充电模式下的电流、电压等特性,验证了该集成化拓扑结构的可行性。

励磁电流负反馈对双凸极电机调压性能的影响

电励磁双凸极发电机(DSEMG)具有结构简单,可靠性高,控制方便等特点,可通过调节励磁电流大小来维持输出电压恒定。传统的调压器由于仅仅引入输出电压负反馈,稳态性能往往难以满足要求。本文首先简单介绍了电励磁双凸电机的发电原理,提出在传统调压器的基础上再引入励磁电流负反馈,通过Simulink仿真和实验验证,与传统调压方式的结果相比较,来说明这种调压方式比传统的调压方式有较高的调压精度,适合于电励磁双凸极发电机(DSEMG)。

基于反电势电流的电励磁双凸极电机驱动电路单管开路故障诊断研究

故障诊断是高可靠性电励磁双凸极电机驱动控制系统的关键技术。该文对双凸极电机驱动控制系统功率变换器单管开路故障诊断技术进行研究。功率管开路故障按形成原因可分为驱动信号丢失引起的开路故障与功率管损坏引起的开路故障。文中对两种故障类型的特点与危害进行了阐述,并分析其对不同控制方式下反电势电流的影响。提出基于反电势电流的功率变换器单管开路故障诊断方法,实现对两种故障类型的诊断,并及时对控制策略进行调整:在功率管损坏引起的开路故障发生时,不能对故障管同桥臂的功率管进行斩波以避免故障升级。最后通过实验验证了所提方法的有效性。

基于查表法的电励磁双凸极电机建模研究

为了研究电励磁双凸极电机(DSEM)的控制策略,必须建立精确控制模型。DSEM定转子均为双凸极结构,存在明显的边缘效应和高度的局部饱和现象,其磁链和转矩均为电枢电流、励磁电流及转子位置角的非线性函数,难以采用常规方法建立精确控制模型。在深入分析电机电磁特性的基础上,通过有限元仿真分别建立磁链与转矩关于电流与转子位置角关系的数据表。采用Simulink三维查表法,分别对DSEM磁链函数和转矩函数进行建模,并与电压方程一起构成DSEM仿真模型。针对模型各个环节进行了分析验证,以励磁绕组滞环斩波空载反电动势及电枢电流采用不对称控制策略为例,将仿真结果与有限元仿真及试验结果进行了对比,验证了所建模型的精确性、有效性及建模方法的可行性。

12/8极电励磁双凸极电机提前角控制方式的改进

介绍一种基于TMS320LF2407 DSP的电励磁双凸极电机起动系统设计,针对传统的基于CAP中断捕获霍尔位置信号上升沿,从而确定换相时刻的提前角控制方式的不足,提出通过查询方式捕获霍尔信号上升沿,以此确定换相时刻,并通过实验验证了该控制方式的正确性。

四相电励磁双凸极电机静止转子位置检测研究

针对四相8/6极电励磁双凸极电机,在简要分析了电机基本特征的基础上,利用电机自感随转子位置变化而变化的特征,采用低压开关脉冲检测端电压法,实现了静止时无位置传感器的转子位置估计。选择两组不同的开关组合,通过开通和续流阶段非导通相端电压的大小关系,确定转子所处的90°电角度区间;然后根据第一次的结果选择第三组开关组合,同样通过非导通相在开通和续流时端电压的大小关系,确定电机所处的45°电角度区间;在考虑励磁电流产生的齿槽转矩影响的情况下,判断出准确的转子位置。为确保注入脉冲时转子不发生转动,对开关脉冲的作用时间做了理论分析,为四相DSEM八状态无迟滞起动奠定基础。通过实验验证该方法的可行性和理论分析的正确性。