小型电动舵机用永磁无刷直流电机设计

永磁无刷直流电机结构简单,用电子换向代替机械换向,具有效率高、可靠性高、寿命长等特点.文章对某小型电动舵机用永磁无刷直流电机进行了有限元电磁仿真设计,分析了电机定子斜槽、霍尔元件安装位置对电机动态性能的影响,对工程应用具有一定的参考价值.     

电动汽车用六相永磁同步容错电机设计

针对传统三相永磁同步电机在发生故障下无法正常运行,设计了适用于电动汽车多相永磁同步容错电机,并分析了容错控制策略。根据电机性能指标,进行尺寸、永磁体、绕组等设计;在Maxwell有限元软件中建立仿真模型并进行分析。采用H桥拓扑电路,当电机绕组或逆变器发生短路、断路故障后,通过检测电流变化后直接切断母线上的开关,使所有故障都转换为电机缺相故障。仿真结果表明,当电机发生缺相故障后,转矩脉动增大,输出转矩减少,采用容错控制策略后,输出转矩略有减少,转矩脉动明显降低,从而验证容错控制策略的可行性以及该电机设计的合理性。     

无人机用电动舵机控制系统设计

介绍一种无人机用机电一体化电动舵机控制系统。舵机结构采用无刷直流电动机、谐波减速器、联轴器、旋转变压器、摇臂串联的布局,结构紧凑、体积小。控制器以DSP+CPLD为核心架构,采用PI控制算法、位置保护和电流保护逻辑,增强了系统的可靠性。驱动器采用智能功率模块实现,简化了电路设计。实验结果表明,该系统满足控制性能要求,具有高功率密度的特点。     

一种新型永磁容错电机设计的研究

介绍了一种新型的永磁容错电机,提出了永磁容错电机的设计思想和技术特点。解决了电机不对称运行的难题,电机某相绕组或驱动器发生故障时,电机成不对称运行,还具有正常驱动能力。通过2D有限元仿真与试验验证了永磁容错电机的磁隔离特性及抑制短路电流的能力。证明了该永磁电机具有良好的容错性能。     

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离,设计分析、设计一种采用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析,提出一种新的极槽配合方案以减小因采用集中绕组而带来的永磁体涡流损耗,同时降低了转子极对数,减小了定子铁心损耗。通过分析集中绕组电机产生转矩波动的原因,以及相间解耦后dq0变换下的电感矩阵,确定容错电机的转子设计形式。最后给出整体的电机设计方案和性能参数。     

永磁电机驱动系统容错策略研究

驱动系统中的功率器件经常会发生开路或短路故障,电机定子绕组也会发生开路故障。这些故障会严重影响永磁电动机系统正常工作,对整个系统的安全性和稳定性造成严重影响。分析永磁电机驱动系统的容错控制策略,并且对各容错策略进行分析比较。展望了永磁电动机容错策略的发展趋势。     

电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。     

电动大巴车用永磁电机转子结构分析

针对大巴车用永磁电动机,通过有限元法分析了V型和V一型两种不同转子结构电机的转矩、交直轴电感、弱磁扩速能力及铁耗等性能,仿真不同转子结构的效率云图。通过对比分析不同转子结构的特点,最终选择出适合电动大巴车用驱动电机的转子磁路采用V型结构。     

永磁容错轮缘推进电机的设计与分析

为了满足船用水下推进电机低噪声、高安全性的要求,研究了一种新型永磁容错轮缘推进电机。分析了永磁容错轮缘推进电机的结构特点以及主要参数对电机性能的影响。利用ANSYS Maxwell搭建二维仿真模型,分析了永磁容错轮缘推进电机的磁密、反电动势、电感以及容错能力。仿真结果表明,永磁容错轮缘推进电机不仅具有高性能的特点,而且还具有故障容错能力。     

基于Ansoft的双绕组永磁容错电机设计

基于Ansoft Maxwell 14设计了双绕组永磁容错电机,从空载反电动势、齿槽转矩脉动、气隙磁密、电感特性等方面验证了电机性能。根据设计制作了试验样机,测试了样机空载反电动势和短路电流。对比了利用解析法、有限元法和示波器测量值分别估算的电感,结果一致性较高,验证了仿真和计算的可靠性。该研究结果对于双绕组永磁容错电机在高可靠性工程领域中的应用具有一定的参考价值。     

舵机用大功率永磁同步伺服电机电磁设计

针对舵机用大功率永磁同步电机转动惯量低、转速高、功率密度高和短时工作制的特点,对定子绕组形式和槽极数配合的合理选择做了介绍,并确定了电机基本尺寸。电机采用18槽4极分数槽双层短距分布绕组,电磁场有限元分析和试验结果表明,电机永磁电动势波形正弦度高,电机齿槽转矩低,转矩脉动低,输出转矩高,转动惯量低,具有较高的动态响应性能。     

三相永磁容错电机单相故障的容错控制

为了使三相永磁容错电机在单相故障后仍能输出满足要求的转矩,提出了容错电流优化控制方法。针对开路故障,利用故障前后磁动势不变的原则,得到了故障时的容错补偿电流,实现对转矩脉动的补偿。针对短路故障,利用分开补偿的策略,对由短路电流引起的转矩脉动和缺相不对称转矩脉动进行分开补偿,进行了电流矢量合成,实现了电机在短路时输出转矩脉动的最小化。通过MATLAB/Simulink进行仿真,验证了所提出容错控制方法的有效性。     

舵机用永磁同步电机的设计与温度场分析

针对舵机用大功率永磁同步电机转动惯量低、功率密度高、短时工作制的特点,对定子绕组形式和槽极数配合做了较为合理的选择,确定了电机基本尺寸。电机电磁场有限元分析结果表明,电机具有较高的电气性能。由于电机功率密度高,电磁有效部位细长,电机转速较高,电机温升问题突出。根据传热学理论,建立了永磁同步电机三维瞬态温度场求解模型,确定了表面散热系数。通过有限元分析得到了电机定子绕组铜耗、定子铁心铁耗以及永磁体和转子护套内的涡流损耗。将定子槽内和端部处导线分别等效成若干个导热体、分布排列,得到了更加符合实际情况的电机三维瞬态温度分布结果。试验结果表明设计方案合理。     

双绕组永磁容错电机优化设计

采用解析法可以得到双绕组永磁容错电机各参量之间的基本表达式,对分析结构参数与电磁量的基本关系有重要意义。确定电感解析式后,利用解析法和有限元法分析槽口参数和最小气隙变化时的电感变化规律,并利用BP神经网络提高电感计算精度。根据设计要求的电感值,结合粒子群寻优算法和高精度电感表达式,可确定槽口参数与最小气隙。通过对电机磁场分析得到了电机反电动势、齿槽转矩脉动等求解的关键为计算电机径向磁密,并得到其主要影响因素为永磁体形状。利用有限元法,对电机永磁体形状进行了优化设计,有效减小了空载反电动势谐波和齿槽转矩脉动。     

聚磁型永磁游标容错电机研究

提出一种带有磁通桥结构的聚磁型永磁游标容错电机,引入容错齿结构.首先,提出了SAPMVFM结构,采用磁通桥结构改善多极对聚磁型永磁游标电机磁路,提高电机的输出转矩,并通过定子Halbach阵列改善了由于磁通桥造成的输出转矩波动.其次,对游标电机的电磁原理及磁通桥结构的工作原理进行了分析.再次,对电机的结构进行了优化以得...     

双绕组永磁容错电机矢量控制系统研究

针对双绕组三相永磁容错电机的结构,以在无故障和电机绕组开路及短路故障情况下获得相同的输出转矩为目标,提出双绕组三相永磁容错电机的矢量控制策略。电机的每相电流采用电流滞环控制技术。利用Matlab软件搭建了双绕组三相永磁容错电机矢量控制系统的仿真模型,设计调试了以TMS320LF28335 DSP为核心的硬件实验平台,仿真和实验结果证明了该矢量控制策略的正确性。     

电动飞机永磁电机主绝缘温度场研究

以电动飞机主推进永磁电机为研究对象,结合电机开启式结构及通风性能,建立了在强冷却条件下流固耦合求解的工作域物理模型与三维数学模型。采用有限元法对主推进电机三维流体场与温度场进行耦合计算,重点分析了电机绕组绝缘情况。仿真结果显示电流密度15 A/mm2已达到主推进电机H级绝缘临界值。使用埋置检温计法进行绕组绝缘试验,得到了绕组最高温升时的绝缘温度分布情况。结果表明:绕组最大温升出现在巡航初期阶段,最高温升位于下层绕组的8号位置,达到121.8 K;最低温升位于上层绕组的15号位置,达到112.7 K。     

永磁容错电机转子位置估计算法研究

永磁容错电机由于能够提高电力驱动系统的可靠性,因此被广泛用于对安全性要求较高的场合。文章针对永磁容错电机,提出了一种基于检测相绕组的磁链增量,通过利用电机相邻相估算出的转子位置取平均值,得出永磁容错电机转子位置的估计算法,通过这种算法可以较准确的估算出转子位置。最后,利用计算机仿真验证电机在正常、开路故障、低速以及电机参数变化情况下,这种位置估计算法的正确性。     

基于DNN的舵机用永磁式线性力电机驱动力预测模型

永磁式线性力电机是直驱式电液伺服阀的重要部件之一,其驱动力可以对进入阀口的金属碎片进行切割,防止阀口被碎片挡住,因此,准确预测其驱动力对永磁式线性力电机的设计具有极其重要的研究意义。首先基于ANSOFT对永磁式线性力电机电磁场进行有限元仿真,获得其零位在极限电流作用下的驱动力。其次根据优化目标和约束条件确定永磁式线性力电机的关键结构参数及其取值范围。随后,采用基于最大最小距离准则的拉丁超立方算法进行关键结构参数在多维空间尺度上的样本采样。最后,提出带有转换层的深度神经网络模型,把电机结构参数经过转换层后提取出电机模型的100个参数,使深度神经网络能从更多的特征中组合出新的高维特征,从而提高模型预测精度,且应用PReLU激活函数和SmoothL1Loss损失函数,建立了舵机用永磁式线性力电机驱动力预测模型。与传统的预测模型Kriging和RBF相比,充分验证了此模型的有效性和准确性。     

双绕组永磁容错电机不同故障容错控制策略的比较研究

在分析双绕组三相永磁容错电机基本结构的基础上,讨论了电机在开路和短路故障情况下的转矩脉动和铜耗。详细论述了加倍增加对应相电流容错控制策略、最优转矩容错控制策略和电流矢量容错控制策略的实现方法。通过数学计算和仿真比较分析了3种容错控制策略的性能和优缺点。硬件实验结果验证了所提出的电流矢量容错控制策略的正确性和可行性。