高速高功率密度风洞电机磁—热特性的研究

基于新阶段风洞测试系统的对高速电机体积小、质量轻的指标要求,研制一种高速高功率密度永磁同步电机。提出采用极限电磁场—温度场综合分析的方法,实现永磁同步电机高功率密度下的高转矩性能。极限电磁场—温度场综合分析方法是利用有限元软件分析电机的电磁性能和损耗特性,在此基础上进行高功率密度电机的热负荷分析,在考虑温度分布的情况下,充分利用电机定转子各个部件所承受的极限温度,使电机达到一种极致使用的状态。在分析设计的基础上,制造一台样机并进行相关实验研究,利用电涡流测功机和温度传感器测量电机在额定状态下的机械特性及温度,对比试验和仿真结果验证了该设计方法的准确性。

基于气隙磁链模型的大功率永磁同步电动机速度控制

大功率永磁同步电动机相比普通大功率电机,具有功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。但是由于电流大气隙磁链极易发生畸变,因此保持气隙磁链的磁场恒定尤为重要。分析了永磁同步电动机气隙磁链形成的原理,建立了一种沿气隙磁链定向的永磁同步电动机数学模型,该模型实现了气隙磁链和电磁转矩的解耦。针对气隙磁链和电磁转矩分别设计了控制器。数值仿真表明,所设计的控制器在实现电机转速控制的同时,能够保持气隙磁链的恒定,有效地抑制了畸变,具有很好的工程应用前景。

SPWM电源供电下低速大扭矩永磁同步电动机设计研究

从低速大扭矩驱动系统最佳组合的角度出发 ,对SPWM电源供电下永磁同步电动机(PMSM )的设计问题进行了研究。提出了消除PMSM低频转矩脉动的关键是使其内电势波形正弦化。通过对影响内电势波形主要因素的分析和优化 ,给出了具体的设计方法。介绍了对试验样机所进行的实验和分析结果。

舵机用大功率永磁同步伺服电机电磁设计

针对舵机用大功率永磁同步电机转动惯量低、转速高、功率密度高和短时工作制的特点,对定子绕组形式和槽极数配合的合理选择做了介绍,并确定了电机基本尺寸。电机采用18槽4极分数槽双层短距分布绕组,电磁场有限元分析和试验结果表明,电机永磁电动势波形正弦度高,电机齿槽转矩低,转矩脉动低,输出转矩高,转动惯量低,具有较高的动态响应性能。

无电解电容逆变器永磁同步电机驱动系统控制研究

在单相交流输入逆变器永磁同步电机驱动系统中,母线侧通常采用大电解电容使母线电压稳定。然而大电解电容体积大、寿命有限,而且为了改善网侧电流质量,还需要增加功率因数校正(PFC)电路。为了解决这些问题,分析了母线无电解电容的电机驱动系统的特性,提出了一种基于"平均电压裕度"的网侧高功率因数的dq轴电流分配策略。仿真实验结果验证了所提出的控制方法的正确性和可行性。

钕铁硼永磁电机永磁体涡流发热退磁研究

为了研究永磁体涡流损耗发热对永磁体磁性的影响,应用有限元分析软件对一台发生退磁的500 kW永磁同步电动机的永磁体进行涡流损耗分析.在600 kW永磁同步电机的研制过程中,采取了一些结构改进措施,并对样机永磁体进行了涡流损耗分析和稳态温度场计算.仿真结果表明,涡流损耗发热会导致永磁体退磁,而采取的结构改进措施能够有效减小涡流损耗.样机实验结果表明,新结构永磁同步电动机运行可靠,可为相关电机的设计提供经验.

临近空间环境下高功率密度电机组件设计及仿真

介绍了一种永磁同步电动机的设计及仿真,产品用于平流层飞艇螺旋桨驱动系统中。电动机采用了分数槽绕组降低齿槽转矩,转子采用嵌入式磁钢结构;减速器采用斜齿行星齿轮设计。同时采用电磁及热仿真设计,确保高功率密度电机组件在临近空间环境下的可靠运行。

高速大功率永磁同步电机转子涡流损耗分析

针对抑制在谐波磁场作用下高速大功率永磁同步电机(PMSM)产生转子涡流损耗的问题,开展了削弱转子涡流损耗具体方法的研究,采用"时步"有限元法分析了电机定子槽口宽度、气隙长度、转子保护套材料和厚度等对转子涡流损耗的影响规律;研究了不同保护套材料下转子应力分布。结合转子机械安全性、绕组嵌线工艺性、制造成本等因素,提出了通过优化结构参数抑制转子涡流损耗的具体策略。结果表明:优化方案可大幅度降低转子涡流损耗,且电机优势性能并未被削弱。

永磁同步电动机变频调速系统

提出了具体变频器主电路和控制电路的设计方案,利用输出电流完成了永磁同步电动机转速自动跟踪,采用高功率因数控制,实现了永磁同步电动机自适应U/f曲线控制.对永磁同步电动机的并网控制进行了研究,根据负载情况估测永磁同步电动机定子电压相位,实验测试曲线表明并网过程定子电压曲线过渡平滑,基本无冲击.对永磁同步电动机的变频器进行了样机实验,结果证明性能良好,完全能满足抽油机永磁同步电动机的要求.

大功率永磁同步电机技术的研究与应用

电机技术在快速发展,永磁同步电机在各类产品上的应用效果不断突出,使得应用面更加广阔。本文通过研究大功率永磁同步电机的特点,对于大型船舶的应用很有意义。设计一种大功率电机的控制器,控制核心处理器采用TMS320F2812 DSP处理器,然后进行软件编程,在软件CCS的Code Composer Studio 3.3平台上实现对该控制器的仿真,验证控制器的稳定性。

基于DSP和FPGA的高功率密度交流伺服驱动控制系统设计

针对当前工业数控系统高功率密度的发展需求,提出了一种基于DSP+FPGA体系结构的新型多轴交流伺服驱动控制系统设计方案。首先详细介绍了系统硬件驱动与控制电路的设计,包括控制电路、信号检测及保护电路、功率驱动电路、通信电路等,其次分析了软件实现及信号采样时刻点选择方法。该系统采用空间电压矢量控制策略,运用集中控制及分层处理的设计思想,实现具有位置、速度、电流控制的数字化高性能伺服控制系统。实验结果表明,该系统具有实时性好、精度高、动态响应快等优点。

SiC基和Si基永磁同步电动机驱动器的比较

SiC MOSFET比Si IGBT具有更快的开关速度和更高的结温工作能力,有利于减小永磁同步电动机(PMSM)驱动器的开关损耗、缩短死区时间和提高开关频率。针对1kW PMSM,对功率器件分别采用Si IGBT和SiC MOSFET的PMSM驱动器进行了功率损耗计算分析,并对死区效应的影响进行了阐述和仿真分析。设计制作了基于两种功率器件的PMSM驱动器,对损耗、效率、散热器温升以及低速下死区效应的影响进行了实验对比,研究表明,SiC MOSFET可使PMSM驱动系统获得更高的效率、功率密度和更好的动态性能。

多路隔离输出全数字伺服系统开关电源设计

根据设计全数字永磁交流伺服系统的需要,使用Power Integration公司生产的开关电源专用集成芯片TOP224Y,设计了单端反激式多输出辅助开关电源。使用该芯片设计的小功率开关电源,可大大减少外围电路,降低成本,提高可靠性,同时,可以改善电源的电磁兼容性能。重点论述了开关电源的电路设计及高频变压器的设计。本辅助电源稍经改动也可以直接用在其他电机控制系统中。

空间机械臂用低功耗高精度永磁同步驱动系统

介绍一种用于空间机械臂关节控制的永磁同步驱动系统的设计及仿真。电动机采用了优化极槽配合实现电机在有限重量下低功耗运行;同时采用特殊的位置误差补偿技术,确保驱动系统在空间环境下的高精度运行。

混合式永磁同步电机转子磁路结构研究

针对电动汽车用驱动电机高成本、高温工况条件性能下降及永磁体退磁等问题,开展了双层“C”+“V”形磁障结构、采用钕铁硼永磁体与铁氧体永磁体的混合式永磁同步电机的相关研究。利用有限元方法,重点研究了包括形状、深度、宽度与磁障间隔比例等转子磁路结构关键参数,对电机最大输出转矩能力的影响。研究结果表明,混合式永磁同步电机可以在明显降低成本的前提下,满足当前电动汽车驱动电机的使用要求。

无电解电容永磁同步电机驱动系统控制策略综述

永磁同步电机驱动系统在家用电器中有着广泛应用,电解电容是系统中最薄弱的部分,制约着系统的寿命。近几年无电解电容永磁同步电机驱动系统成为主要的研究热点,国内外很多学者针对无电解电容电机驱动系统提出各种各样的控制策略。无电解电容电机驱动系统的控制策略主要目的是实现高功率因数,抑制输入电流谐波。分析了无电解电容电机驱动系统实现高功率因数的基本思想,对实现高功率因数的功率控制策略进行归纳和分类。最后,综合比较不同控制策略的优缺点,给出了无电解电容电机驱动系统的研究建议。

基于高功率因数控制的永磁同步电机无电解电容驱动系统控制策略

永磁同步电机无电解电容驱动系统因其成本与寿命的优势,在白色家电领域逐步得到广泛的应用。然而,由于使用小容量的薄膜电容取代大容量的电解电容,母线电压会以两倍工频波动,在母线电压处于波谷时,逆变器输出电压容易饱和,导致控制性能恶化,网侧电流畸变。因此,提出了一种基于高功率因数控制的转矩控制环和电压矢量修正策略,能够有效提升网侧功率因数,抑制网侧电流谐波并符合IEC61000-3-2标准。该算法的有效性通过仿真得以验证。

永磁电机无电解电容驱动系统研究综述

永磁同步电机无电解电容驱动技术可以提高系统可靠性、降低成本以及减小体积,成为了现代电机驱动系统的一个重要发展方向,目前已在航空航天、工业传动和家用电器等领域得到了成功应用.本文主要围绕高功率因数控制技术、网侧输入电流谐波抑制和稳定性控制方法三个方面对永磁同步电机无电解电容驱动系统的发展现状进行介绍,针对这三个方面的关键技术和已取得的研究成果进行归纳和总结,指出了相应解决方案的优缺点,并进行了对比分析.最后针对永磁同步电机无电解电容驱动系统目前亟需解决的问题和发展趋势进行了分析和展望.