大型矿用永磁直驱电机设计及铁损分析

针对矿用永磁直驱电机运行特点,以1000kW 65r/min 1140V大型矿用永磁直驱电机为例,在空载、额定工况下,对电机齿槽转矩、气隙磁密、反电势和负载转矩等主要性能进行电磁仿真计算,介绍电机结构特点;并进行铁损分析。     

无刷直流力矩电动机转矩波动测试方法探讨

现代航天、航空、船舶、兵器及测绘等需要精度更高、运行更平稳的伺服电机及驱动系统。为了提高精度,有的装备甚至采用了直驱负载的结构方式,但直驱电机自身的转矩波动会直接影响负载,因此直驱电机一般都要求具有极低的转矩波动。在降低电机自身转矩波动的同时,寻求准确测量此类电机转矩波动的方法也亟需解决。本文针对某型无刷直流力矩电动机,分别用堵转法和直接法测量电动机转矩波动,并比较两者的结果,为无刷直流力矩电机转矩波动测量提供参考。     

磁极不等厚对兆瓦级永磁直驱风力发电机的影响

为了研究不等厚磁极结构对兆瓦级直驱式永磁同步风力发电机影响,首先计算了电机的齿槽转矩,并建立瞬态电磁场模型,利用时步有限元法对发电机的电磁场和输出特性进行了计算.在此基础上,分析了磁极偏心距的变化对电机齿槽转矩、空载气隙磁场分布以及在负载情况下对输出特性的影响.结果表明,采用不等厚磁极可以影响发电机的齿槽转矩,优化气隙...     

面向低频振荡分析的直驱风电机组阻尼转矩建模

针对直驱风电机组直流电压环和锁相环失稳问题,基于直驱风电机组电流源型线性化模型,分析了电网强度、直流电容输入功率以及控制参数对直驱风电机组稳定性的影响;建立了适用于直流电压环和锁相环稳定性分析的电流源型阻尼转矩模型,通过阻尼转矩法揭示了直驱风电机组失稳机理;进一步地将阻尼转矩法拓展至多机并联系统。研究结果表明：电网强度的减小、直流电容输入功率的增加、控制参数(直流电压环比例参数、锁相环比例参数)的减小会降低直驱风电机组低频振荡模式(直流电压环模式、锁相环模式)的阻尼系数,当阻尼系数小于0时,该模式下系统失稳,表现为直驱风电机组发生低频振荡。     

基于状态反馈和转矩补偿的永磁同步电机驱动柔性负载控制方法

柔性负载广泛存在于各类高性能驱动控制系统中。为了抑制由于负载柔性引起的谐振以及补偿负载转矩扰动对系统的影响,提出了一种基于状态反馈与转矩前馈控制器的柔性负载控制策略。未知状态和负载转矩采用卡尔曼滤波器进行估计。然后利用估计得到的谐振相关状态对系统谐振进行补偿,利用估计得到的负载转矩对负载转矩影响进行补偿。相对于传统状态反馈策略,所提出的柔性负载模型和控制器将柔性阻尼考虑在内,并且所提出的负载转矩前馈控制器可以补偿任意变化的负载转矩。在此基础上,利用极点配置策略对控制系统参数进行确定。仿真和实验验证了文中所提出方法的有效性。     

基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统

传统的异步电机直接转矩控制系统模拟风力机特性存在低速转矩脉动大、电流畸变等缺点,严重影响其在直驱永磁同步风力发电模拟系统中的应用。采用离散空间矢量调制技术,以改善风机模拟系统的低速性能。设计了基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统的结构,并与直驱式永磁同步发电机组成风力发电并网模拟系统,实现了最大功率点跟踪（MPPT）控制。在Matlab/Simulink仿真环境下建立仿真模型,为实验室建立实物系统奠定了基础。     

基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统

传统的异步电机直接转矩控制系统模拟风力机特性存在低速转矩脉动大、电流畸变等缺点,严重影响其在直驱永磁同步风力发电模拟系统中的应用.采用离散空间矢量调制技术,以改善风机模拟系统的低速性能.设计了基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统的结构,并与直驱式永磁同步发电机组成风力发电并网模拟系统,实现了最大功率点跟踪(MPPT)控制.在Matlab/Simulink仿真环境下建立仿真模型,为实验室建立实物系统奠定了基础.     

大型直驱风电机组快速响应控制策略

提出基于电压前馈解耦电流矢量控制策略,设计转动惯量在线辨识及负载转矩实时观测器,并将实时观测的负载转矩补偿于电流控制环,既消除耦合项的影响、减小电流跟踪误差,又加快了转速控制响应速度、进一步提高转速控制精度。以2 MW永磁直驱风电机组作为研究对象,采用MATLAB/Simulink对所提控制策略与PI电流反馈解耦控制进行仿真对比,并对转动惯量在线辨识及负载转矩实时观测进行了仿真验证。验证证明了所提策略的正确性、可行性和有效性。     

基于EKF的永磁同步电机无位置传感器控制

针对伺服控制中需要安装机械传感器的问题,提出了采用扩展卡尔曼滤波器设计永磁同步电机无位置传感器控制系统。扩展卡尔曼滤波状态观测器能够对转子位置角和转速以及负载转矩进行估算,并将估算的负载转矩对q轴电流调节器进行前馈补偿。考虑到转动惯量与负载转矩密切相关,采用模型参考自适应控制方法对转动惯量进行辨识。实验结果表明基于以上方法所设计的永磁同步电机控制系统具有良好的控制性能。     

模糊控制在异步电动机直接转矩控制中的应用

针对传统直接转矩控制的缺点,以异步电动机和逆变器的数学模型为基础,将模糊控制理论应用到直接转矩控制系统。使用Matalab软件中的电力系统模块库,建立了模糊直接转矩控制系统模型。基于Matalab/Simulink仿真平台,对此控制系统进行了仿真,并对仿真结果进行了对比分析。结果表明模糊直接转矩控制系统较之传统直接转矩控制系统,能有效改善转矩和磁链的波动,能改善负载阶跃变化时的转矩响应速。