起动条件对永磁电动机退磁状况的影响

本文研究了一台W型钕铁硼永磁体自起动永磁同步电动机在起动过程中的退磁情况,分析了同一永磁体不同点的退磁状况,以及施加不同负载与不同电压时对永磁体的退磁的影响,并得出永磁体边角处更易退磁、低压起动及重载起动时永磁体退磁风险较大3个主要结论。就降低电动机退磁风险提出了一种解决方案,对实际运行中分析永磁体性能和改进电动机设计具有重要意义。     

内置式永磁同步电机电磁退磁性能研究

本文针对内置式永磁同步电机中永磁体在高温环境下工作易发生不可逆退磁的问题,以一台峰值功率70kW内置式永磁同步电机为例,首先从永磁体退磁机理入手,分析永磁体发生不可逆退磁的电磁机理,继而建立电机的2D有限元仿真模型,计算并分析了不同d、q轴退磁电流、工作温度对永磁体退磁性能的影响,进而提出提高内置式永磁同步电机抗退磁能力的方法。最后,试制样机,进行退磁实验,对比实验前后反电势波形,验证了电机的抗退磁能力及有限元仿真的可行性。     

铁磁元件直流退磁方法研究

铁磁元件铁心剩磁通(剩磁)的存在会给电力变压器带来较大的励磁涌流并影响互感器测量精度。为了便捷的消除铁磁元件铁心剩磁,提出了一种采用极性反转直流源的直流退磁方法。该方法考虑绕组直流电阻的影响,通过微控制器计算并严格控制施加正负直流电源的脉宽,使铁心能分别达到负、正饱和点和磁通零点,达到退磁的目的。同时,根据各个阶段磁通的变化还可以计算剩磁和剩磁系数。并在电流互感器上展开试验,测得退磁后的剩磁系数绝对值3%,与工频开路退磁法相当,而且所需退磁电源的功率仅不到6 W,和工频开路退磁法相比大大减小了退磁电源的容量。验证了本文所述方法的准确性和可行性。     

异步起动永磁同步电机起动过程中永磁体的退磁研究

为了研究异步起动永磁同步电机起动过程中永磁体的退磁情况,建立了计及饱和、温度等多种因素影响的时步有限元模型。分析了异步起动永磁同步电机起动过程中,鼠笼式结构转子对永磁磁场的屏蔽作用,以及通过施加不同负载,对永磁体的退磁规律进行了总结归纳。根据定转子合成磁动势对永磁体产生最大退磁时刻的退磁预估场图,重新建立了最恶劣起动过程中退磁后的有限元模型,对比分析了退磁前后电机的起动性能。     

基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断

为了实现永磁同步电机(PMSM)永磁体局部退磁故障诊断,首先建立计及永磁体局部退磁故障的PMSM数学模型,实现永磁体局部退磁故障电气特性的定性与定量描述。在此基础上,提出了集成自适应基波提取和经验模态分解(EMD)于一体,基于分形维数的永磁体局部退磁故障诊断方法。最后,通过PMSM驱动系统稳态和动态运行工况对所提出的永磁体局部退磁故障诊断方法进行仿真测试和实验验证,综合系统仿真和实验验证结果证实了该方法的可行性和有效性。     

基于环轭型探测线圈的永磁同步电机局部退磁故障定位方法

退磁故障的精准定位对于预防电机系统发生灾难性故障和制定系统运行维护策略至关重要。针对多极数永磁同步电机(PMSM)退磁故障情况复杂，退磁故障定位难的问题，本文提出一种基于环轭型探测线圈的PMSM局部退磁故障定位方法。该方法只需在定子侧安装3个环轭线圈以获取包含退磁故障信息的信号；基于3个环轭线圈的感应电势，运用信号的基本运算构造退磁定位信号并按一定的规则对其进行分区；利用分区后的退磁定位信号的波形识别退磁故障类型，确定对应区域退磁永磁体的状态；利用一个机械周期的信号确定所有永磁体的状态，进而实现退磁永磁体的精准定位。首先介绍了退磁定位信号的构造与建模方法。然后，利用所建立的分区数学模型研究退磁定位信号在预设故障类型下的波形。最后，提出基于退磁定位信号分区的局部退磁故障精准定位方法。仿真和实验结果表明所提出的方法能对任意多个永磁体退磁故障(退磁程度不低于10%)进行精准定位。该研究为PMSM故障定位提供新方法，为故障后的运行策略制定和维护策略制定奠定基础。     

铁氧体永磁辅助同步磁阻电机抗退磁设计优化

简要介绍了铁氧体永磁体退磁原理特性,通过有限元仿真分析了一台36槽6极铁氧体永磁辅助同步磁阻电机永磁体退磁分布特性,根据其退磁特性,提出了不等厚永磁体、永磁体内移、永磁体槽切边等改进结构,并仿真验证其退磁改善效果,对比了各改进结构对永磁体用量、电机效率、退磁率的影响,确定最终方案。仿真结果表明,通过转子结构的优化,可以有效改善铁氧体永磁辅助同步磁阻电机低温不可逆退磁,具有更广泛的应用场合及应用前景。     

电流互感器的电压法开路退磁

电流互感器的退磁是检定电流互感器的必检项目之一。分析了电流互感器开路法退磁和闭路法退磁的优缺点,提出了电压法开路退磁的方法。根据电磁感应定律公式的进一步推导,提出在实施电压法开路退磁的同时测被检电流互感器的励磁导纳,并给出了电压法退磁时测导纳的检定线路和退磁电压的选择。得出了电压法退磁同时,导纳最小时磁导率最大的结论,从而达到退磁目的,保证了退磁试验的安全。     

电度表满载调整裕度的补偿方法

DD28型单相电度表的满载调整裕度一直影响着电度表生产厂家的质量和速度。我们经过多次试验,反复研究、设计并制造了微型退磁器,运用等效调整法解决了这个问题。本文对裕度不够的成因,解决的方法及微型退磁器的使用与制造等方面简单介绍如下。满载裕度不够的成因当电度表圆盘的转动速度达到某一规定值,并且匀速转动时,其驱动力矩与制动力矩相等。因为在制动力矩中95%是由永久磁钢产     

基于模糊理论的无刷直流伺服系统定位控制

分析了无刷直流伺服系统的制动过程,提出了一种基于模糊控制的位置定位方法.该方法采用两段式制动方式,首先对系统进行能耗降速,然后利用反接制动实现快速定位.根据反接前电机速度与直流母线电流设计模糊控制器对反接制动力矩进行控制.在dSPACE半实物仿真平台上,实现了基于无刷直流电动机的高速工业平缝机快速定位控制,实验结果验证了该定位方法的准确性和有效性,其定位精度可达±2°.     

一种开关磁阻电机驱动系统绕组能耗制动方式研究

针对基于整流桥交流供电的小惯量开关磁电机驱动系统,为了避免开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线器件的冲击,本文采用了一种SRM绕组能耗制动方法,将制动产生的能量消耗在电机定子绕组上,通过对SR电机绕组能耗制动深入分析和仿真计算,提出了一种开关磁阻电机绕组两相直通绕组能耗制动控制方法,无需专门制动电阻泄放回路,在保证安全快速制动的前提下,简化了驱动系统的结构。以一台基于整流桥供电的四相8/6开关磁阻电机为应用对象,阐述所提方法的具体实施办法。研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又可以避免制动能量回馈对母线电子元器件的冲击,提高了制动过程的可靠性和安全性。     

A Novel Starting Method of the Surface Permanent-Magnet BLDC Motors Without Position Sensor for Reciprocating Compressor

This paper describes a new position sensorless starting method, specialized for low-cost applications, of a brushless dc (BLDC) motor with a surface permanent-magnet (SPM) rotor to prevent demagnetization of permanent magnet and vibrations due to pulsating currents during the starting period. That the magnitude of peak current causes irreversible demagnetization of permanent magnet, has been measured through experimental tests. The proposed method limits the motor currents during the starting period to lower than the demagnetization currents by doing commutation depending on the level of the measured phase currents. Experimental results show that the proposed method implemented in an inverter for a BLDC motor-driven reciprocating compressor considerably reduces not only the pulsating currents but also the vibration of the compressor during starting.      

无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法

为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型.在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型:退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系.进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测.仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障.     

开关磁阻电机再生制动控制方法

针对开关磁阻电机再生制动控制中存在制动电流波动大的问题,提出一种基于电流预测的开关磁阻电机再生制动控制方法。分析了电机制动过程中其对应功率开关的工作模式及相应状态向量的确定方法,研究了基于电流预测的开关磁阻电机再生制动控制的具体设计方法,并对其效果进行了仿真验证,同时与传统变制动相电压占空比控制法进行了对比仿真分析,结果表明,该控制方法相对于传统变制动相电压占空比控制方法显著减小了电机制动电流和制动转矩的波动程度,从而有效提高了其制动运行的稳定性,具有较好的应用价值。     

一种前端级联 DC / DC 变换器的 开关磁阻电机驱动拓扑

针对开关磁阻电机传统不对称半桥功率变换器在电动汽车应用中的不足,提出了一种新型 DC/ DC 变换器级联在不对 称半桥功率变换器前端,以实现母线电压的调节以及制动能量的可控回馈。 首先,理论分析了变换器的工作模式;其次,分别建 立了励磁电压、退磁电压和关断角关于转速、负载的查找表,从而根据电机工况匹配合适的母线参考电压,并给出了系统整体的 闭环控制方案;最后,在一台三相 6 / 4 结构开关磁阻电机上进行了实验,实验结果验证了提出的新型功率变换器的有效性。     

电动汽车PMSM退磁故障诊断及故障模式识别

电动汽车永磁同步电动机(PMSM)驱动系统受其功率密度、控制方式以及运行环境的影响,易出现永磁体局部退磁或均匀退磁故障,为了实现电动汽车PMSM驱动系统的安全可靠运行,PMSM退磁故障诊断与故障模式识别已成为亟需解决的关键技术问题之一。首先提出采用代数辨识法实现永磁体磁链的在线辨识,将辨识结果作为退磁故障定性诊断的依据;在此基础上,采用基于希尔伯特黄变换的定子电流瞬时频率分析方法,实现车用工况下局部退磁故障非平稳特征信号的有效提取。最后,通过系统仿真研究和实验研究证实建议的永磁体退磁故障诊断及故障模式识别的一体化解决方案能够在测量噪声和车用工况约束下,通过永磁体磁链的在线准确辨识及局部退磁非平稳微弱故障特征信号的有效提取,实现永磁体退磁故障的在线准确诊断及故障模式的有效识别。     

复合结构混合永磁电机抗退磁性能分析及优化

针对传统稀土永磁电机的稀土永磁材料用量高的问题,本文提出一种由钕铁硼和铁氧体混合永磁的交替极加局部Halbach结构的少稀土永磁同步电机,分析了该复合结构混合永磁电机的结构特点。比较分析了该电机与传统一字型钕铁硼稀土永磁电机的电磁性能,并依据退磁特性建立了该电机的局部退磁有限元模型,通过磁路耦合联合仿真对电机多运行工况进行了仿真,针对高速弱磁和变载运行工况下电机局部退磁的性能损耗,以提高永磁体工作点和降低退磁率为优化目标,给出了该电机的抗退磁优化设计方案。仿真结果验证了所提电机结构的合理性,电机抗退磁性能较优化前提升了10.3%。     

基于矢量控制的永磁同步电动机回馈制动的仿真与研究

在分析永磁同步电动机的制动过程和矢量控制理论的基础上,提出了基于矢量控制算法来实现永磁同步电动机的回馈制动。在分析永磁同步电动机回馈制动实现的前提条件时,考虑到传统的电流滞环控制方式无法实现电能的回馈,又提出了一种全新的电流滞环控制策略。而后在Matlab/Simulink中搭建了整个系统的数学模型,并从仿真结果验证了基于矢量控制的永磁同步电动机回馈制动的可行性。     

Braking Scheme for Vector-Controlled Induction Motor Drives Equipped With Diode Rectifier Without Braking Resistor

This paper deals with sensorless vector control of pulsewidth-modulated inverter-fed induction motor drives equipped with a three-phase diode rectifier. An electronically controlled braking resistor across the dc link is not used. Instead, the power regenerated during braking is dissipated in the motor while a dc-link overvoltage controller limits the braking torque. Losses in the motor are increased by an optimum flux-braking controller, maximizing either the stator voltage or the stator current depending on the speed. Below the rated speed, the braking times are comparable to those achieved using a braking resistor. The proposed braking scheme is very simple and causes no additional torque ripple. Experimental results obtained using a 2.2-kW induction motor drive show that the proposed scheme works well.     

用电机能耗制动实现感应调压器电压精密控制

实现了交流感应电机的能耗制动；介绍了制动原理，为交流感应电机快速制动提供了一种实用的方法。