磁极偏转永磁辅助同步磁阻电机优化设计

针对永磁辅助同步磁阻电机转矩脉动大和转矩不足等问题,提出磁极偏转永磁辅助同步磁阻电机结构,并对电机结构进行多目标优化。为选取出电机最佳的结构参数,利用有限元法对电机进行仿真分析,结合二维等高线法,选出电机结构参数初始优化范围。利用Taguchi法建立初始参数优化正交表,结合所设计的8极48槽电机结构,对正交表中数据进行建模仿真,进而对电机结构参数进行优化调整。根据所提出的方案设计研制试验样机。结果表明：优化后的磁极偏转电机结构转矩提升8.1%,转矩脉动下降5.6%,验证了所提电机结构的合理性。     

分段磁钢永磁同步电机混合算法优化设计

永磁同步电机因使用磁钢提供磁通,简化了电机转子结构从而提高了电机的运行可靠性;另外,因无需励磁电流省去了励磁损耗,从而具有高效率、高功率密度等优点。但传统永磁同步电机由于存在齿槽转矩和磁阻转矩,存在电机输出转矩脉动较大的问题。针对该问题,以提高电机平均输出转矩、降低电机输出转矩脉动和减小电机气隙磁密总谐波失真为优化多目标,建立一种分段磁钢永磁同步电机模型。选择电机转子关键结构参数为优化参数,通过田口算法优选出对优化目标影响较大的结构参数,再采用响应面法拟合优化目标曲线确定最优参数组合,实现分段磁钢永磁同步电机多目标优化,并通过仿真验证了有效性。最后试制了一台三相48/8极的样机并进行了试验,试验结果验证了电机结构及优化方法的合理性。     

基于转矩估计与磁链补偿的SRM转矩脉动控制北大核心

由于开关磁阻电机强非线性、强耦合等特点,导致传统磁链控制过程中转矩脉动过大。针对该问题,提出了一种基于SRM转矩特性神经网络的瞬时转矩估计与磁链前馈补偿相结合的控制策略。利用神经网络构建了SRM的瞬时转矩估计器,在该网络结构中设计了能够体现SRM转矩变化规律的激励函数,对神经网络的输入进行预处理,通过自适应学习率训练,实现对瞬时转矩的实时估计。根据转矩估计得到的转矩偏差求得磁链偏差,在磁链模型基础上实现对磁链的前馈补偿,通过磁链滞环控制配合下实现对SRM转矩脉动的抑制。仿真实验表明,基于瞬时转矩估计和磁链前馈补偿的控制方案相较于传统控制策略可以有效地抑制转矩脉动,改善了系统的动态性能。     

开关磁阻电机转矩脉动抑制研究北大核心

针对开关磁阻电机控制系统在换相阶段的转矩脉动问题,首先从本体方面入手,利用遗传算法实现对电机本体结构参数的优化设计;然后,从SRM控制策略方面入手,研究一种在线补偿转矩分配控制策略,该策略根据当前相转矩的跟踪情况,在线调整转矩分配函数的形状;最后,建立了基于Maxwell-Simplorer-Simulink的SRM联合仿真平台,该平台可以实现同时从电机本体和控制策略两方面优化控制系统性能。仿真结果表明,经过遗传算法优化后的电机转矩脉动减小了14.20%,在线补偿转矩分配控制策略将SRM控制系统的转矩脉动从19.4%减小到4.5%。     

六相永磁同步电机转矩波动抑制研究

为了进一步降低电机的转矩波动,针对24槽10极六相永磁同步电机提出了一种定子采用非对称槽孔,转子采用非对称磁障相结合的非对称结构,通过有限元软件对电机的输出平均转矩、齿槽转矩以及空载感应电动势等性能进行分析计算.结果表明,新型非对称结构能进一步降低转矩波动,并且电机的总体性能也能得到小幅度的提升,验证了该新型非对称结构...     

E型分块定子永磁同步电机热分析及优化

分块定子永磁同步电机作为一种新型电机拓扑结构,具有高容错性、高转矩密度等特点,同时存在电机损耗大的问题,威胁到电机性能的稳固性。以E型分块定子永磁同步电机为研究对象,分析电机损耗机制,研究不同运行工况下电机损耗变化规律;采用磁热双向耦合法对电机进行热分析,并基于热分析结果采用响应面优化方法对电机进行多目标优化设计。优化后,电机平均输出转矩提升了14.15%,涡流损耗降低了55.99%,平均温升降低了12.62%。最后通过实验验证了双向磁热耦合法的准确性及优化设计的有效性。     

基于滑模变结构的新型永磁同步液压电机泵调速系统的研究

基于液压传动存在的成本高、效率低等不足,提出一种新型的把电机转子作为柱塞泵缸体的液压电机泵调速系统,并建立了系统的数学模型.通过改变电机转速的方式调节泵的输出流量,使电机提供的功率与负载所需功率相匹配,从根本上提高液压调速系统的效率.针对传统直接转矩控制存在电流、磁链和转矩脉动大以及低速时难以精确控制等缺点,将滑模变结构理论运用到直接转矩控制中,以提高系统的鲁棒性和快速性.对转速和转矩阶跃变化进行仿真研究,仿真结果表明该策略具有良好的鲁棒性和快速性.     

永磁同步电机直接转矩控制系统优化北大核心

为改善传统直接转矩控制低速时的控制性能,分析了传统直接转矩控制系统产生磁链和转矩脉动大、响应速度慢、抗干扰性差的原因,利用空间矢量脉宽调制技术可合成任意空间电压矢量的优点结合定子磁链的观测值与定子电流的比值和定子电阻变化相反的特点,设计了能在线实现定子电阻跟踪的空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统。在MATLAB/Simulink上建模仿真对比,结果表明该控制系统确实能改善由于定子电阻值变化而带来磁链估计和转矩估计不准确的问题,提升系统响应速度,改善磁链和转矩脉动,优化直接转矩控制系统的性能。     

非对称V形内置式永磁同步电机电磁特性分析

非对称磁极内置式永磁同步电机可以在不降低电磁转矩的情况下有效降低齿槽转矩和转矩脉动，拓宽调速范围，电机结构可靠，制作难度低，在转矩性能要求高的场合具有广泛的应用前景。为研究非对称磁极转子磁场偏转后引起的电机电磁特性的变化，建立了新的数学分析模型，结合有限元分析方法对不同磁极结构永磁同步电机的电磁性能展开分析。仿真结果表明：非对称磁极结构可有效降低内置式永磁同步电机的转矩脉动和齿槽转矩；磁极正向偏移后在最大转矩电流比控制策略下具有更宽的恒功率区调速范围。最后，给出了非对称磁极永磁同步电机在实际工程应用时控制策略的实现方法。     

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。     

开关磁阻电机直接转矩控制性能改进策略

结合自适应实时换向机制提出一种开关磁阻电机(SRM)的改进型直接瞬时转矩控制方法。首先选择一个可达到最大转矩输出的开通角；然后进行动态调整，补偿瞬时转矩误差；再选择一个满足SRM所需的最小关断角，结合相电流检测控制器不断调整该值，使得输出相电流在电感剖面的负斜率之前衰减到一个较低的有效值，以防止产生严重的负扭矩。充分利用了电机的转矩输出能力，将转矩脉动降到最低，提高了电机效率。在一台3相1500 W 12/8 SRM上进行了仿真和实验，得到速度从500～1000 r/min变化时和负载从1 N·m～2 N·m变化时系统的开关角、实时平均转矩和采样电流的动态变化情况。仿真和实验结果都证实了所提策略在降低转矩脉动和提高电机效率方面的可行性和有效性。     

定子齿开槽对六相电机齿槽转矩的影响

针对六相永磁电机齿槽转矩过高引起振动和噪声问题,以一台12槽10极表贴式永磁电机为例,提出一种在定子齿开辅助槽的方法降低齿槽转矩。分析永磁电机齿槽转矩的工作原理,推导出齿槽转矩与开槽结构的解析关系;对定子齿开槽方法进行设计,进一步对辅助槽位置、数量和尺寸进行分析和优化;对开槽前后电机进行有限元仿真分析,并与初始电机进行性能对比。结果表明：定子齿开辅助槽对于抑制齿槽转矩有着显著作用,最大可减小约91.8%。结果验证了该方法的可行性和有效性。     

定转子双开槽对永磁同步电机齿槽转矩的影响

针对内置式永磁同步电机齿槽转矩过高导致的振动和噪声的问题,提出一种定子开矩形槽转子开弧形槽的电机模型,可以在不牺牲输出转矩的情况下抑制齿槽转矩。在分析齿槽转矩的基础上,以8极36槽内置式永磁同步电机为例,通过有限元仿真,分析在定转子上单独开辅助槽以及同时开辅助槽时,电机齿槽转矩随辅助槽参数的变化。然后对优化前后电机的性能参数进行对比,验证了所提方法的可行性。仿真结果表明,齿槽转矩随辅助槽参数的变化先减小后变大,定转子同时开辅助槽时,齿槽转矩削弱了92.01%,相较于单独在定子或转子开槽,可以更好地削弱电机齿槽转矩,且双开槽模型可以更有效地削弱气隙磁密谐波,提高电机的输出转矩。     

基于遗传算法的高速永磁电机联合仿真优化

为提升高速永磁同步电机(HSPMSM)优化效率与电磁性能，提出一种基于遗传算法和TOPSIS法的HSPMSM联合仿真优化方法。首先，借助ANSYS Maxwell有限元仿真软件对HSPMSM进行参数化建模，进一步建立4极30槽HSPMSM的Maxwell&Workbench&Optislong联合仿真模型；其次，运用遗传算法对电机进行全局多目标优化得到Pareto解集，使用优劣解距离法(TOPSIS)从解集中客观选取最优高速永磁同步电机设计方案；最后，对比优化设计前后高速电机的各项性能，仿真结果表明采用遗传算法和TOPSIS法不但提升了高速电机多目标优化效率，且有效削弱电机转矩脉动和齿槽转矩，电机转矩脉动从6.21%降低至2.96%,电机齿槽转矩从0.341 N·m降低至0.052 N·m,降低了85%。     

基于定子磁链观测器的异步电机控制系统中的优化研究

定子磁链观测是实现高能电机控制系统中非常重要的环节,目前主要采用u-i模型来计算磁链,在低速时受定子电阻压降的影响磁链的观测精度不高,严重时会导致控制系统失灵,论文阐述一种优化后的定子磁链观测器在异步电机控制系统中的应用,以异步电机作为出发点,以直接转矩技术为核心,使整个控制系统结构更为简单,转矩响应更为迅速,控制性能更优.并在MATLAB7.6/Simulink环境下实现控制系统的仿真,仿真结果表明此方案对定子磁链的观测效果优于传统的观测方法.     

异步电机直接转矩控制转矩脉动抑制策略

文章以异步电机控制方式为研究对象,针对直接转矩控制转矩脉动较大的问题,基于直接转矩控制理论,提出了一种新型的离散占空比控制技术.分析了不同转速范围内零电压矢量对转矩的减小作用,并设计了一种新颖的开关表.目前阶段理论分析和仿真结果表明这种控制策略可以很大程度上抑制转矩脉动.     

滑模直接转矩控制磁阻同步电机的仿真

本文为解决ALA转子磁阻同步电机直接转矩控制存在磁链和转矩脉动,逆变器开关频率不恒定,高频噪声等问题。速度误差PI调节器采用了具有快速响应,对参数变化及扰动不灵敏,无需系统在线辨识的滑模变结构控制,仿真结果表明有很好的效果。     

异步机在弱磁区的最大输出转矩控制

引入电流环和电压环限制条件,对基于转子磁场定向的异步机弱磁控制方法进行优化,从而提高电流的跟踪能力和电机的转矩输出特性,并在全数字的异步机驱动系统上实现了算法.通过Labview虚拟示波器对实验数据进行实时观测,实验结果表明,该方法可以有效提高电机的动态响应特性和电机的转矩输出特性.     

基于模型预测电流控制的伺服电机系统转矩脉动抑制研究

永磁电机实际的气隙磁场分布非正弦,会导致反电动势波形中也存在相应的谐波分量,从而引起额外的转矩脉动,进而导致振动、噪声,降低系统的控制精度。为解决这一问题,提出一种基于谐波注入的永磁电机模型预测电流控制方法。建立适用于任意相永磁电机反电动势谐波产生的脉动转矩通用解析模型;基于此模型,从控制的角度出发,提出采用电流谐波注入以补偿反电动势谐波引起的转矩脉动控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般表达式,并通过模型预测电流控制方法对电流进行控制。为验证所提出方法的有效性,以一台三相12槽10极表贴式永磁同步电机为例,通过MATLAB/Simulink设计考虑反电动势谐波的电机仿真模型,搭建基于谐波注入的电机控制系统。此外,为进一步验证所提出的方法正确性,也进行相应的试验验证。结果表明：谐波注入前、后电机的转矩脉动峰峰值从2 N·m降低到1.3 N·m。     

基于单神经元自适应的五相SRM直接转矩控制

针对开关磁阻电机严重的非线性和大的转矩脉动等问题,选用五相电机为研究对象,对直接转矩控制方法进行了分析与研究,提出了一种单神经元自适应PID与传统PI复合的新型控制策略.通过速度误差限进行快速切换,在大速度误差下利用神经元自学习能力输出可调PID参数控制调速,小速度误差下采用传统PI控制调速,使系统误差快速减小并保持稳...