双余度无刷直流电动机建模与热损对比分析

建立了绕组隔槽与同槽嵌放两种结构的双余度无刷直流电机(DR-BLDCM)数学模型,运用MATLAB软件研究了两种双余度无刷直流电机内外部特性,主要分析和计算两种电机额定负载运行时的铜损以及铁损,特别针对电机容易出现的绕组断路故障进行电机本体发热分析。仿真结果表明,电机正常运行和绕组断路故障状态下隔槽嵌放结构发热量比同槽嵌放分别小3.32%和14.87%,运行效率较高。     

永磁无刷直流电机电枢反应综述与分析

就电枢反应对永磁无刷直流电动机性能的影响进行归纳和分析,指出一些值得商榷的地方,如采用基于电枢反应磁势分布图方法分析电枢反应对气隙磁场的影响,与将基于电枢反应磁势分解为直轴和交轴分量的传统分析方法相比,可得到更直观的理解和更准确的认识.电枢反应影响程度大小的关键是转子磁路结构.最后讨论了分数槽集中绕组无刷电机电枢反应的特殊问题.     

高速永磁无刷直流电动机定子槽数的双变量优化方法研究

为研究高速永磁无刷直流电动机的槽数优化选择问题,通过有限元分析方法分别建立不同定子槽数电机模型,从转子涡流损耗和抗电枢去磁能力两方面分析不同定子槽数对高速无刷直流电动机性能的影响,提出基于双变量的槽数优化目标函数,得到21槽的分数槽优化设计方案。仿真和样机制作证实了目标函数所得到的分数槽结果在高速无刷直流电机定子槽数选择中的合理性。研究结果为高速永磁无刷直流电机定子槽数选择提供了理论依据与方法。     

设附加齿的永磁无刷直流电动机

针对小型永磁无刷直流电动机，其电压低、电流大的特点，论述了如何有效地利用电枢绕组大电流产生的电构磁势，使之产生显著的助磁效果，本文介绍了设置附加齿，充分利用电枢磁势的原理，在此基础上研制了一台钕铁硼永磁无刷直流电动机，给出了电机结构图以及电机绕组驱动电流、驱动电压的理想波形，实验测电机绕组驱动电压波形和电机性能参数，分析电压波形中反电势部分，得到了令人满意的结果，即电枢绕组反电势随电枢电流的增大明     

波形匹配对无刷直流电动机性能的影响

阐述当气隙磁场为正弦分布和定子绕组电流为准方波时,在永磁无刷直流电动机机械特性的高速段引起的非线性,并对此非线性进行了理论计算。经一台15W三相三状态稀土永磁无刷直流电动机的试验,证明了计算结果的正确性。文中还计算了永磁无刷直流电动机的空载转速和绕组导通角的关系,并提出了机械特性高速段非线性的改善措施。     

双余度无刷直流电机电枢绕组结构对比

建立了双余度无刷直流电机的数学模型,初步确定了定子绕组采用半球缠绕结构和隔槽嵌放结构情况下电机余度之间的耦合关系。在Ansoft Maxwell环境下针对两种结构的双余度无刷直流电机余度间耦合情况做了进一步分析验证,证明两种结构下余度间耦合程度的一致性。另外,通过对两种结构样机的实际测试和对比,证明了两种结构双余度无刷直流电机机械特性的一致性。两种结构具有相同的余度间耦合程度以及相同的机械特性,在部分对功率密度以及磁热耦合要求较低的场合具有通用性。     

冗余式高压无刷直流电动机分析与研究

采用余度设计技术,设计了两种额定电压为270 V的冗余式高压无刷直流电动机,说明了冗余式无刷直流电动机可以极大地提高系统的可靠性,建立了两种不同绕组形式的冗余式无刷直流电动机的数学模型,分析、对比了绕组形式不同对冗余式无刷直流电动机定子磁势的影响,并推导了冗余式无刷直流电动机的机械特性,在此基础上,建立了两种电机在有限元分析软件Magnet下的模型,进行了动态求解,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

分数槽绕组稀土永磁无刷直流电动机反电势的计算

给出了采用分数槽绕组的稀土永磁无刷直流电动机的反电势计算公式，说明磁场绕组系数的计算方法，给出了计算实例，计算结果与样机的实测数据相吻合。     

双余度舵系统中的电流均衡策略研究

以双余度舵系统为研究背景,以双余度无刷直流舵机为被控对象,讨论余度绕组电流不均衡的原因与危害。设计位置环、速度环和均流环的三环控制策略。着重讨论双余度无刷直流电动机余度绕组的电流均衡控制策略。建立双余度无刷直流电动机和舵系统的仿真模型。利用MATLAB/Simulink,对均流控制效果和舵系统性能进行仿真验证。仿真结果和实验结果表明,绕组均流控制策略设计合理,实现了双余度绕组间的电流均衡。提高了舵系统的整体性能和可靠性。舵系统跟踪曲线超调小、稳态精度高,系统整体性能优良。     

永磁无刷直流电动机星型三相绕组设计与故障模拟分析

阐述了无刷直流永磁电动机星型三相绕组的设计过程,以磁势星型图作为分析计算分数槽电机的基础,通过相带划分法,确定线圈之间的连接方法。同时,以一台1.5 kW的无刷直流永磁电动机为例,模拟出线圈连接中常见的故障情况,与仿真得出的实验结果进行了比较分析,验证了故障模拟的有效性。     

Hybrid type energy converter

This paper presents the theory of a hybrid type energy converter (HEC) with dual induction motor and transformer functions. The stator core of the HEC has slots on the inside and on the outside. The armature winding of the induction motor is embedded in the inside slots. On the other hand, the primary and secondary windings of the transformer are embedded in the outside slots. Moreover, a laminated ring core of iron is attached around the stator core. Since this HEC is capable of motor operation and/or transformer operation, three states of operation can be realized. Based on the results from experiments, this paper also shows that we can almost independently use the circuits for the motor and for the transformer without interference in the HEC. © 1998 Scripta Technica. Electr Eng Jpn, 123(3): 28–35, 1998     

Analysis of armature reaction and winding inductances of permanent magnet brushless DC motor with deep slot concentrated coils

Based on the configuration of deep slot concentrated coils, an analytical model is developed for predicting the armature reaction field produced by the 3-phase stator windings of permanent magnet brushless DC motors with concentrated coils by using the image method and the analytical functions of the armature reaction and winding inductances are proposed accounting for the influence of stator slotting. This approach is different from the method of equivalent distributed current sheet and more suitable for electric machines, which have concentrated coils and deeper slots. Under different control mode, the different analytical functions are presented. This will be helpful when further analyzing the performance of the motor. The results agree with the experiment very well. __________ Translated from Proceedings of the Chinese Society for Electrical Engineering, 2005, 25(12): 127–132 (in Chinese)     

定频双转子发电机的分数槽绕组选择和设计

所提出的定频双转子发电机可应用在变速恒频风力发电系统中,它具有效率高、功率密度高、成本低等优点。对该发电机进行了绕组设计,通过有限元软件对内转子/定子槽数分别为18/18、24/24、30/30、36/36和42/42的定频双转子发电机进行建模和分析,分析结果显示设计合理的分数槽绕组能有效减少空载反电势的谐波含量和定位力矩。     

无位置传感器BLDCM能量回馈控制新方法

为了简化无刷直流电动机结构、减小成本和提高可靠性，且能实现能量的双向流动，介绍了一种新的无位置传感器能量回馈控制方法。该方法首先设计二阶阻容滤波电路和数字滤波器检测三相绕组端点电压和绕组电流，然后根据电机数学模型计算出无三倍次谐波的反电势信号，从而估算电机转速、判断转向和等电势点，确定正确换相时刻和逻辑，实现无位置传感器控制。最后根据电机的可逆原理提出了一种简单可靠的高、低压蓄电池实现能量回馈的不可控整流方法。     

双绕组切换型洗衣机用无刷直流电动机控制系统

介绍了一种洗衣机用双绕组切换型稀土永磁无刷直流电动机控制系统.对漂洗和甩干两种状态下无刷直流电动机宽范围调速的工作原理进行了研究,讨论了单片机控制系统组成电路和转速闭环实现方法,并通过实验分析了两种状态下电机的机械特性.     

4/8极双绕组双速三相异步电动机的并联路数及接法

讨论并分析的是4/8极双绕组双速电动机的并联支路数(以下简称电机)。电机的定子有两套绕组,转子是其中一个。除每一个定子绕组与转子之间的感应电势外,定子的两套绕组之间也有感应电势,如果并联路数选择错误或接法不正确电机都将不能正常工作。     

永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下，建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型，求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对水磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上，结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构，构造出电机绕组的场路耦合模型，由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下，计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场，进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩，以便定量分析永磁无刷电机的电磁转短被动和绕组换相引起的转矩被动，为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。     

双绕组高压发电机外部故障仿真模型

建立了双绕组高压发电机的详细电路分析数学模型。模型可以用来分析双绕组高压发电机的稳态运行、外部相间故障或接地故障。采用理论分析方法计算了高压发电机的两套三相定子绕组的自感和互感,并且以11 MW、45 kV的双绕组高压发电机为模型,给出了稳态运行和故障时的仿真结果。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机电磁力的有限元计算

研究了用于磁悬浮列车牵引系统的混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM)。该电动机的永磁体、励磁绕组以及电枢绕组均位于初级短动子上,而次级长定子仅由导磁铁心构成,适合于长定子磁悬浮列车的应用场合,结构简单、价格低廉、坚固耐用,可大大降低系统成本。通过研究HEFSLMSM磁悬浮运行原理,建立HEFSLMSM的磁链方程、电压方程,并且根据磁链方程和电压方程推导出磁悬浮力和电磁推力的数学模型。对电动机静态特性以及电磁力进行有限元计算,结果验证了该电动机磁悬浮运行的可行性。     

定子错位型混合励磁轴向磁通切换电机容错控制策略研究

定子错位型混合励磁轴向磁通切换(twisted-stator hybrid axial field flux-switching,TS-HAFFS)电机,具有轴向尺寸短、转矩密度大、调节范围宽、容错能力强等优点,适用于电动汽车驱动系统。为提高电驱动在系统故障状态下的运行性能,基于一台三相6/10极TS-HAFFS电机,提出一种基于恒定磁动势法的励磁绕组容错控制策略,并分别对电枢绕组容错策略和励磁绕组容错策略下TS-HAFFS电机控制系统进行仿真研究与实验验证。仿真与实验结果表明,单相绕组开路故障时2种方法均可维持电机转速、转矩基本不变,保证系统带故障运行的稳定性。相比于电枢绕组容错策略,采用励磁绕组容错控制的TS-HAFFS电机容错控制系统具有更广泛的应用场景和更好的系统性能,适用于电动汽车调速控制。