Effects of Winding Attachment Positions on Output Characteristics of Flux‐Modulating Synchronous Machines

The flux‐modulating synchronous machine (FMSM) is a new type of multipole SM with nonoverlapping concentrated armature and field windings on the stator. This paper compares the output characteristics of two FMSMs through finite element analysis (FEA) and experiments. In both of the FMSMs, the attachment positions of the armature and field windings are swapped. To determine the reason for the discrepancies in their output characteristics, unsaturated inductances were calculated using a d‐‐q equivalent circuit. In addition, the calculated results of the inductances were confirmed through a visualization of the leakage fluxes using FEA. The results of the study show that the synchronous inductance can be reduced by attaching the armature winding to the air‐gap side of the stator teeth and that the reduction leads to an increase in output power.     

基于广义二阶积分器的表贴式永磁同步电机低速转子位置检测方法

在基于脉振高频电流注入的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制中,常采用高阶滤波器来调制信号以抑制阶跃信号带来的误差。该文提出一种基于广义二阶积分器的新型转子位置观测器,由两个广义二阶积分器串联构成。前级实现高频信号提取功能,后级用于误差幅值获取。该结构有效减小了信号处理产生的延时,减轻了运算负担;同时在位置观测器中引入微分前馈控制,明显降低了动态过程中阶跃信号对位置观测器的影响;最后基于RT-LAB控制器对上述方法进行了实验,结果表明所提观测器改善了系统的控制性能。     

基于节能率预测的注塑机节能模型研究及实测验证

通过对注塑机工作原理及能耗构成进行分析,研究其关键节能技术,对比建立注塑机电动机油泵系统及加热系统节能改造能耗模型,进而得出基于模型的节能率预测方法,并通过实例验证其可行性,为注塑机节能改造的节能率预测提供理论依据,为改造效果经济性评估提供算法支撑。     

基于DVR的感应电动机柔性快速再启动方法

对感应电动机失电后存在的残压影响及其再启动的问题进行了研究,提出利用动态电压恢复器补偿一个幅值和相位逐渐变化的"柔性电压",保证电动机的供电电压在再启动初始时刻和残压相等,随后幅值逐渐增大、相位逐渐移动直到和电源电压相等,使得感应电动机可以快速再启动,同时可以大幅减小再启动过程中的冲击电流和冲击转矩。提出了一种无静差地跟踪"柔性电压"的控制方法,通过对比分析,说明所提控制方法具有简单、可靠、快速的特点;通过理论分析及软件仿真,证明了所提控制方法的有效性以及动态电压恢复器在感应电动机再启动方面应用的可行性。     

基于转矩分配函数在线修正的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略

针对开关磁阻电机在换相阶段由于转矩特性、电压限制、转速升高等因素而引起的转矩脉动问题,研究一种基于转矩分配函数在线修正的直接瞬时转矩控制方案。在换相的开始阶段,对前一相绕组的转矩分配函数进行在线正补偿,对后一相绕组的转矩分配函数不做处理;在换相的结束阶段,对后一相绕组的转矩分配函数实现在线负补偿,对前一相绕组转矩分配函数不做处理,从而实现电机在换相阶段总转矩脉动的抑制。为了验证该策略的可行性和有效性,以一台750 W、三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,结果证实了提出的方案可以有效地抑制转矩脉动。     

基于参考磁链矢量计算的PMSM直接转矩控制

为了减小传统直接转矩控制中较大的转矩和磁链波动,并使逆变器开关频率保持恒定,研究了一种基于参考磁链矢量计算的永磁同步电机直接转矩控制方法。从定子磁链矢量的变化所反映出的对转矩和磁链的控制作用考虑,对基于参考磁链矢量计算的直接转矩控制的原理和结构进行了详细地分析和论述。在此基础上,通过转矩方程局部线性化来获取转矩环的控制模型,在线性化过程中的误差进行分析的基础上,研究了转矩环PI控制器的参数设计方法。仿真和实验结果验证了所研究控制方法的可行性和有效性。     

旋转型行波超声波电动机磨损控制研究

对旋转型行波超声波电动机进行了磨损试验,针对试验中超声波电动机失效的现象,结合Mindlin接触模型,分析旋转型超声波电动机定/转子的粘滑摩擦模型。根据该模型定/转子在同一时刻不同位置具有不同摩擦状态,采用固定参数PID控制法和专家PID控制法,对超声波电动机进行实时调节控制,并对试验超声波电动机定子和转子的磨损现象进行分析。试验结果对比表明,该专家PID控制可以有效降低超声波电动机的磨损。     

一种SVPWM过调制算法及其在两电平逆变器中的应用

过调制能够有效地提高逆变器的输出基波电压,传统的空间矢量PWM过调制算法需要经过复杂的实时计算或查表,不易于实现。针对此问题,研究一种过调制算法,不需要经过复杂的运算和查表,易于实现,能够使逆变器从线性调制区平滑地过渡到六阶梯波工作区,并且输出电压谐波含量低。在两电平逆变器矢量控制系统上对过调制算法进行了实验。理论分析和实验结果表明该算法具有输出电压谐波含量低和实现简便的优点,适合应用于矢量控制系统中。     

10kV三相异步电动机相间放电机理及指纹模式的研究

通过实时监测运行中10k V三相异步电动机定子绕组局部放电水平,可为在线监测其绝缘状况提供判断依据。然而,对于一些高能量放电,往往会导致局部绝缘的迅速劣化,必须及时发现并安排维修。针对这一现象,本文选取10k V三相异步电动机定子绕组相间放电这一高能电容性放电,对其放电机理进行分析,利用真机定子绕组,在实验室提取出相间放电指纹分布。研究表明,相间放电属于一种典型的介质阻挡放电(DBD),其放电模式分布表现为正负电压半周窄相位段的高幅值分布。本文研究内容可为高压电机定子绕组绝缘在线监测提供依据。     

精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。