低速工况车用永磁同步电动机直接转矩控制研究

永磁同步电动机直接转矩控制具有动态响应快、结构简单的特点,但在低速工况存在磁链和转矩脉动,会导致低速性能差的问题。本文以电动汽车用永磁同步电动机为研究对象,在低速工况下通过对传统直接转矩控制策略进行分析和改进,根据电动汽车驱动系统特性,完成了直接转矩控制算法设计、模型搭建及代码自动生成,最后结合电机测试台架,对永磁同步电动机在低速工况下的控制性能进行测试。实验结果表明改进后的直接转矩控制系统在低速工况下具有良好的启动和调速性能。     

计算参数对低速同步电机转矩计算结果的影响

针对准确计算转矩十分困难的问题,系统研究由人为选择的计算参数对低速轴向磁场永磁同步电动机(低速永磁电动机,Ls-A-Pmsm)三维磁场及转矩计算结果的影响.首先从理论上分析影响转矩的因素,然后通过实例计算,分析空间离散采用不同单元类型、不同剖分密度、轴向等效气隙尺寸以及麦克斯韦应力法不同计算路径等计算参数对计算结果的影...     

单相永磁式低速同步电动机谐波转矩的计算

采用ｄ,ｑ坐标系统,建立单相永磁式低速同步电动机的稳态数学模型〉用叠加原理计算稳态运行时由于磁场椭圆而产生的谐波转矩,该方法可推广应用于一般的单相永磁式和反应式同步电动机。     

基于台架实验的电动车用永磁同步电动机设计分析与实验

为提高电动汽车驱动性能,以电动汽车驱动系统要求为目标,进行永磁同步电动机功率、电枢直径、计算长度和转子结构参数设计,并进行场路结合设计计算.利用以上参数设计了电动汽车用永磁同步电动机样机,进行了驱动电机系统台架试验.实验结果表明,永磁同步电动机低速转矩大、恒功率区宽、温升低,满足电动车的需要.     

永磁同步电动机的自抗扰控制研究

为了解决永磁同步电动机(PMSM)低速时控制性能差的问题,提出了用自抗扰控制器代替永磁同步电动机控制系统速度控制环中的PI控制器。根据永磁同步电动机的强耦合性、非线性的特点,研究了直接转矩控制技术(DTC)和自抗扰控制(ADRC)技术,设计了基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统,并构建了其仿真模型。仿真结果表明:在低速时,基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统比基于PI-DTC的控制系统转速响应快且超调量小,转矩脉动小,电流畸变小,有较好的鲁棒性。     

低速永磁直驱同步电动机技术

分析和研究了低速永磁直驱同步电动机的设计及工艺技术。对传统工业系统的弊端及低速永磁直驱同步电动机的优点进行了阐述,对低速永磁直驱同步电动机的研究热点进行分析,其研究热点主要集中在转子磁路结构、定子绕组排布、齿槽转矩抑制、齿谐波消除、永磁体退磁等几个方面。     

永磁低速同步电动机计算机计算的数学模型的选取

1.前言本文论述永磁低速同步电动机的电子计算机计算。永磁低速同步电动机是属于感应子式电机的范畴,这种低速同步电动机可分为两大类,其一是反应式低速同步电动机,另一类是永磁低速同步电动机。本文论述的计算程序虽然是为永磁低速同步电动机编制的,但略加修改亦可用于反应式低速同步电动机的设计或电磁核算。感应子式低速同步电动机又称减速式电动机。电机转轴不需经过任何形式的机械减速装置,就可以直接获得输出轴的低速运转。反应式低速同步电动机的转速n_(?)可以表示为     

用有限元法计算永磁同步电动机的转子损耗

提出了数值分析中高速直接转矩控制的永磁同步电动机(PMSM)的转子损耗，利用DSP基仿真程序模拟实际的直接转矩控制永磁同步电动机的性能，计算空载和额定转矩时的定子电流。结果表明，相同转速下的中、高速直接转矩控制的永磁同步电动机空载运行时的转子损耗要比额定负载下运行时的转子损耗高很多，并将在7500r/min下运行的直接转矩控制的永磁同步电动机的转子损耗计算值与空载损耗测试值进行了对比。     

低速大转矩永磁同步电动机设计

结合一台15kW抽油机用直驱式永磁同步电动机,研究了低速大转矩永磁同步电动机的一般设计方法和相关问题;为消除低速时的转矩脉动,采用了分数槽绕组、合理设计极弧系数、定子斜槽等措施;用Ansoft软件对气隙磁密波形、磁场分布、反电动势波形的仿真结果表明,这些措施可以有效消除气隙磁场的高次谐波,进而消除低速时的转矩脉动;实际...     

单相永磁式低速同步电动机起动性能分析

采用d、q坐标系统,建立单相永磁式低速同步电动机异步起动数学模型,计算起动过程中存在的各次谐波电流和谐波转矩,分析它们对电机起动性能的影响。该方法可以应用于一般的单相永磁式和反应同步电动机。     

Determining electrical efficiency of permanent magnet synchronous machines with different control methods

An algorithm to calculate the electrical efficiency of permanent magnet synchronous machines with four different control methods is presented. The direct- and quadrature-axis stator current components are optimized to find the control method producing the maximum electrical efficiency. The developed computation algorithm was tested with three different permanent magnet synchronous machine applications, i.e., a low-speed high-torque direct-driven wind power generator with rotor surface magnets, a hybrid drive for an energy recovery system and a geared wind power generator with rotor buried magnets. The performance of the developed computation algorithm was verified by comparing the calculated electrical efficiencies with the measurements in the case of the hybrid drive machine.     

基于精确子域模型的双定子磁通反向电机磁场解析计算

双定子磁通反向电机是一种基于磁场调制原理的新型永磁电机,适用于船舶推进、风力发电等低速大转矩的应用场合.相较于传统的磁通反向电机,双定子拓扑能够解除单定子磁通反向电机永磁体和绕组的空间冲突问题,但同时也会增加其边界条件的复杂度.准确计算双定子磁通反向电机的磁场分布是设计、优化电磁性能的关键,而建立精确的数学模型则是求解...     

低速永磁直线同步电动机电磁场数值计算与分析

简要介绍了一种新型直线电机的结构和原理,用MAGNET软件对具有不同结构的电机的电磁场进行了数值计算。通过计算得出了低速永磁直线同步电机的二维磁场分布和气隙磁密的变化波形。为设计新型低速永磁直线同步电动机提供了一种方法。     

低速大转矩永磁同步电动机研究综述

电动机作为现代工业的重要动力来源,在目前“双碳战略”的政策背景下,探究如何改善其节能环保和稳定工作的性能是一个重要的课题。目前广泛使用的重载机械传动装置是感应电机+减速器的模式,由于感应电机本身的特性,难以实现变频控制,且在低速下运行不平稳,而减速器的存在既降低了传动的效率,又增大了整个机械装置的维护工作量。综上所述,这种重载装置不能适应节能环保的需要。而低速大转矩永磁同步电动机能够在低速时稳定运行,并且输出的转矩足够大,加上高效率、维护工作量小、尺寸设计灵活等特点,使用低速大转矩永磁同步电动机替代传统重载传动装置将是工业的一个重要发展方向。     

串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

Dual-stator Interior Permanent Magnet Vernier Machine Having Torque Density and Power Factor Improvement

—An improved topology for a low-speed permanent magnet vernier machine, called a dual-stator interior permanent magnet vernier machine, is introduced to significantly increase torque density and power factor. A dual-stator is adopted in the design for more torque and improving space utilization. An interior spoke-type magnet array in the rotor is designed for magnet flux focusing, which can effectively increase useful flux and force flux lines to pass through the entire machine during operation as opposed to two separate torque components as in a normal dual-stator permanent magnet machine. To clearly place the advantages of the proposed topology in perspective, the proposed dual-stator interior permanent magnet vernier machine is compared to a well-known dual-stator surface-mounted permanent magnet vernier machine. This article discusses the operation principle and magnetic field analysis of the proposed machine and reports comparison simulation results taken from the finite-element method. In addition, the stator tooth is optimized for further better performance on torque density and power factor.     

低速永磁电动机转矩特性的三维有限元分析

针对轴向永磁减速式同步电机在设计与计算过程中存在的几个突出问题,诸如定转子所具有的特殊结构使齿槽效应很明显而导致用解析方法难以进行转矩的准确计算,以及磁场分布沿轴向变化导致二维有限元方法已不适用等,通过采用将三维有限元计算与实验研究相结合的研究方法,首次获得其转矩特性即电磁转矩与定转子相对位置及电流相位之间的关系曲线....     

内置式永磁同步电机磁体涡流损耗研究

采用气隙磁位分布函数作为边界条件取代定子磁场,建立计及磁路饱和及齿槽效应影响的永磁同步电机磁体涡流损耗计算的二维有限元模型。对内置式钕铁硼永磁同步电机各次谐波磁场引起的永磁体涡流损耗进行分析计算。结果显示:磁路饱和对涡流损耗的影响很大,各次谐波中具有一阶齿谐波特征次数的谐波磁场是引起永磁体涡流损耗的主要因素。     

永磁体内涡流场对同步电机电枢电流的影响

从永磁同步电机结构的实际出发,利用有限元法进行了磁场模拟和计算,分析了在端电压不变的条件下,由于永磁体内涡流产生的磁场和电枢电流产生的变化磁场的相互作用,电枢电流产生非正弦的变化,并且画出了电流的畸变波形。通过简化实验测量出的电流波形证明了计算的正确性。最后分析和讨论了电枢电流变化对电机性能的影响。     

A Cost-Effective Design Approach for Permanent Magnet Brushless Machines

Small-power electric machines that use permanent magnets for providing field excitation are becoming increasingly attractive for use in various industrial applications, including those with high-torque requirements andspace limitations. There exists a wide range of designs based on different topologies and different types of magnetic materials. The cost-effectiveness of permanent magnet (PM) machine designs couldbe affected to a great extent by the choice of the magnet material, the overall size of the machine, and the selection of the most appropriate materials, taking into consideration their relative costs and properties. This paper presents an analytical approach to design a surface-magnet electric machine with optimum use of materials on cost basis. Influence of major design parameters is examined, as well using sensitivity analysis. The results show that the optimum split ratio is inversely related to the remanence of the chosen magnet. Also, the impact of the core saturation level on the overall machine cost is investigated.