六相感应电机新颖控制策略下的转子电压研究

由于多相电机控制模式相对复杂,该文提出一种新颖的控制方式:即在六相感应电机定子侧通入梯形波相电流,使得其中三相为励磁绕组,另外三相为转矩绕组,从而实现励磁磁链和转矩磁链解耦模拟直流电机控制模式而省去复杂的派克变换。本文主要对磁势解耦时转子磁链和转子感应电压、电流进行了理论和有限元分析和计算,并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压、电流,结果表明有限元分析和实验结果是一致的。     

基于蒙特卡罗法的感应电机转子槽数及转速辨识方法

在实际工程中对笼型感应电机进行能效评估时,通常采用非侵入式的转子槽频率方法辨识电机转速,但前提是转子槽数需提前给定,从成本与不影响生产的角度考虑,如何快速便捷地辨识得出转子槽数成为关键.研究了一种基于可测电气量的电机转子槽数及转速辨识方法.通过电机的空载和负载两种特殊运行状态采集输入端电流数据,并通过傅里叶分解与蒙特卡...     

小型五相感应电机设计及槽数选取分析

针对某小型五相感应电机基于磁路法开展初步设计,利用Ansoft软件对电机槽型进行了优化设计,并介绍了通过绕组函数法计算其电感参数的方法;针对小型五相感应电机中定转子槽数进行了筛选,针对定子20槽、30槽、40槽、转子26槽的电机分别进行了仿真分析,验证了设计的合理性,从起动转速、定子电流、径向气隙磁密的仿真对比分析,得出定子40槽可以作为转子26槽的小型五相电机优选的结论。     

基于梯形波相电流控制的六相感应电机性能分析

六相感应电机通过使用梯形波相电流而把定子绕组分成励磁绕组和转矩绕组,这样可以实现励磁磁场和电磁转矩直接控制而不需要复杂的派克变换,本文主要对磁势解耦时磁链和转子感应电压进行了理论和有限元分析,并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压,结果表明转子感应电压的有限元分析和实验结果是一致的。     

H桥型五相感应电机SVPWM控制技术

多相感应电机较传统三相电机具有诸多的优势,但多相电机电压空间矢量多,控制复杂。针对该问题,建立了五相感应电机的数学模型,分析了H桥逆变器的结构与工作原理。对五相电机的电压空间矢量进行了分析与计算,综合考虑电压脉动与开关损耗等因素,给出了五相电机的电压空间矢量脉宽调制SVPWM（space vectors pulse width modulation）算法。该算法在MATLAB的仿真平台和基于双数字信号处理器DSP（digital signal processor）控制的变频调速系统上均予以实现,证明了方法的有效性。     

基于SVPWM五相感应电机直接转矩控制研究

针对感应电机直接转矩控制(DTC)采用开关表的滞环方法时,存在电流和转矩脉动等问题,提出在DTC中应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法。根据五相感应电机模型和DTC基本原理,推导出参考电压矢量。分析了五相逆变器的空间电压矢量,并从中选取出22个有效电压矢量,根据最近四矢量SVPWM算法,计算出第k扇区中工作电压矢量的作用时间。建立了基于双DSP控制的实验系统,实验结果表明,该方法减小了电流和转矩脉动,具有良好的稳态和动态性能。     

五相感应电机直接转矩控制研究

在对五相感应电机直接转矩控制中空间电压矢量进行详细分析的基础上,给出了一套系统调速整体控制方案。在该控制系统中,磁链和转矩均是闭环控制,其值在一个微小的滞环内波动,稳态情况下,其指令值与实际值可认为相等。此时,定子电流空间矢量幅值是一定值,该值变化可认为是由定子电阻变化引起的,由此给出了一套简单、易于实施的定子电阻在线辨识算法。仿真结果表明,提出的控制方案在理论上和实际上是可行的。     

分数槽集中绕组单转子感应电机偏心故障分析

【目的】分数槽集中绕组(FSCW)感应电机在运行过程中会出现转子偏心问题,产生非主导极的气隙磁密,导致径向电磁力密度发生变化,进而产生使电机遭到损坏的不平衡磁拉力(UMP)。针对此问题,本文以一台定子15槽转子18槽且定转子均为FSCW的感应电机为研究对象,对电机的气隙磁密、径向电磁力密度和UMP进行了研究。【方法】首先,介绍了转子偏心产生的原因和带来的影响,并运用磁势-磁导法推导出了气隙磁密的表达式,分析了理想状态下和静偏心故障下气隙磁密的谐波组成;其次,通过Maxwell方程得到了径向电磁力密度和UMP的表达式;然后,利用Ansys-Maxwell对FSCW感应电机进行二维有限元建模分析;最后,采用定子闭槽的方法来优化气隙磁密,进而抑制UMP。【结果】电机转子偏心不但引入了电机在理想状态下运行时所没有的3的倍数次谐波,还改变了主波幅值,但谐波的频率不发生变化;电机发生静偏心故障时组成径向电磁力密度的谐波次数为在理想状态下运行时的谐波次数±1,且径向电磁力密度的幅值远大于理想状态;径向电磁力密度和UMP会随着偏心距离的增大而增大;相较于定子开槽,定子闭槽时电机的气隙磁密平均值减小,定子齿谐波含量大幅减小,UMP平均值下降了21.83%。【结论】转子偏心是产生UMP的主要原因。采用定子闭槽法,电机的气隙磁密得到优化,定子齿谐波含量减小从而使径向电磁力密度降低,最终电机的UMP也得到降低     

基于转子磁链优化的五相感应电机电子变极策略

针对五相感应电机（FIM）指数响应转矩跟踪电子变极运行不平稳问题,分析得出转子磁链饱和是导致该问题的主要原因之一,计及磁链饱和提出一种转子磁链优化（RFO）电子变极控制策略。分析了FIM电子变极过程中两个控制平面转子磁链叠加是导致磁链饱和的原因,设计了转子磁链控制函数,并采用磁链幅值和电磁转矩约束函数使转子磁链逼近临界值,优化了转子磁链控制。基于FIM的Speedgoat半实物实验平台,对所提RFO方法进行了实验验证,对采用和未采用RFO的指数响应转矩跟踪电子变极控制策略进行对比实验研究。实验结果表明,所提策略使转速波动减小了50%,转矩波动减小了67%,有效改善了电子变极过程中电机运行平稳性。