电动车用永磁同步电机变频控制系统研究

为进一步达到电动车用高效率、宽调速范围的性能要求和高效节能的使用要求,提出电动车用永磁同步电机变频控制系统。结合永磁同步电机数学模型,分别对电动车用永磁同步电机变频控制系统进行硬件设计和软件设计。实验结果表明,永磁同步电机变频控制系统对于电动车用具有良好的适用性、可行性和一定的优势性。     

开绕组永磁同步电机系统有限集模型预测控制研究

提出了一种用于开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)的快速模型预测控制方法,与传统模型预测电流控制(MPCC)相比,在不影响性能的情况下减少了预测的次数和时间.为了提高OW-PMSM的转速响应和抗负载扰动性,提出了单环模型预测控制(MPC),将速度环MPC和电流环MPC组合一起同时进行模型预测控制.仿真结果表明所提出方法能够有效降低算法复杂度和改善系统控制性能.     

矢量控制下的车用永磁电机电磁振动特性分析

针对矢量控制方案下的车用永磁电机电磁振动特性机理不清的问题,提出了一种磁场定向下永磁同步电机电磁力和电磁振动的解析模型.从d、q轴磁场的角度,利用麦克斯韦应力张量法研究了电磁力的空间和频率特征,详细讨论了不同负载下d、q轴磁场对电磁力的影响.其次,采用电磁有限元和结构有限元仿真手段将电机d、q轴电流对电机电磁力以及电机振动的影响进行了验证,并分析了不同负载下电机电磁振动的特性规律.最后,在一台6极36槽永磁同步电机及实验平台上完成了电机电磁振动试验,实验结果与理论分析规律和仿真结果相符.结果表明:车用永磁电机的二倍频电磁振动随着负载的增加而增加,在相同的电磁转矩输出时,可通过选择合适的d、q轴定子电流,使得电机的电磁振动降低.     

PCB盘式风力发电机分布式绕组优化

本文针对小型风力发电系统的印制电路板(PCB)盘式永磁发电机,以提高发电机的输出特性为目标,基于传统PCB分布式绕组型式提出了不等宽分布式PCB绕组,并进行了优化设计.首先建立了PCB绕组盘式电机的电动势和绕组损耗等数学模型,并采用有限元法对优化前后两种绕组型式发电机的绕组电阻、绕组损耗、温升及输出特性进行了计算和对比.分析结果表明,采用优化后不等宽分布式PCB绕组的发电机输出特性得到了明显提升;同时绕组电阻、绕组损耗及温升也相应降低.最后,本文制造了一台采用不等宽分布式PCB绕组的盘式风力发电机并搭建了实验平台,通过样机实验验证了有限元分析模型的正确性及不等宽分布式PCB绕组在盘式发电机中应用的优势.     

永磁同步电机无参数超局部模型预测控制

为了解决永磁同步电机在参数失配时模型预测控制效果不佳的问题,建立了永磁同步电机d-q轴电流的超局部模型,提出了一种的无参数模型预测控制方法.通过对每个控制周期内定子d-q轴电流变化量进行分解,得到受电机运行状态的影响较大的电流的自然响应分量,以及主要与电压矢量相关的强迫响应分量.利用临近控制周期中的电压矢量与电流变化量,单独解耦出电流自然响应分量进行实时计算,以达到快速跟踪的效果.使用递推最小二乘法估算电压矢量对电流的作用参数,从而计算电流的受迫响应分量.以较小的计算量实现了永磁同步电机的无模型预测控制.仿真和实验结果显示,无需预知电机参数即可获得优良的静态和动态性能,整体性能优于存在参数失配的传统模型预测控制,具有广泛的适用范围.     

基于Hermite多项式函数链模糊神经网络的PMLSM分数阶反推控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统中存在的参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素,采用了函数链模糊神经网络(FLFNN)和分数阶反推控制(FOBC)相结合的控制方案来提高系统的控制性能.首先,采用FOBC实现系统的全局调节和位置跟踪,提高系统的收敛速度和控制精度;然后,采用Hermite多项式函数链模糊神经网络(HFLFNN)直接估计系统中存在的不确定性,同时利用指数补偿器对估计误差进行补偿,进一步提高系统的鲁棒性;最后,利用Lyapunov函数推导出系统中控制参数的在线调整估计律.实验结果表明所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性对系统的影响.与FOBC相比,具有更好的跟踪性能和鲁棒性能.     

低地板轮边直驱永磁同步牵引电动机研制

由于低地板车辆用轮边直驱永磁同步电机整体悬挂于架构外侧,电机存在轴向空间短、结构紧凑、转矩密度高、损耗密度大等问题,通过对其绕组形式、极槽配合、冷却结构等关键技术进行研究,确认电机的关键技术参数,完成了一列车的装车电机研制,并通过了型式试验、地面组合试验验证,正在装车运行。试验结果与计算结果吻合,电机运行稳定可靠。     

永磁磁阻电动机的研究

随着我国工业化进程的不断加快,工业电动机作为常用的机电能量转换装置普遍应用在钢铁、化工、炼油、轻纺等各个领域中。永磁同步电机较传统电机具有体积小、重量轻、效率高等特点,近年来备受青睐。然而,由于高性能稀土永磁材料的价格居高不下,致使稀土永磁电机的成本优势并不明显。因此,为了解决性能与成本间的矛盾,作为一种特殊的内置式永磁同步电机的永磁磁阻电机开始被广泛研究。     

内置式永磁同步电机方案对比研究

随着电动汽车市场发展,整车厂对驱动电机性能提升和成本降低的要求越来越高。在传统的8极48槽电动汽车用永磁同步电机方案基础上,对比分析了8极36槽永磁电机结构。该方案定子采用单双层正弦绕组结构,转子采用"U一"型永磁体排布结构。同时,文章对两种方案的空载性能、转矩性能、转矩脉动、效率、温升以及材料用量等方面进行了比较。结果表明,优化方案的转矩脉动明显降低,扩速性能更好,且永磁材料用量更少,有效降低了制造成本。