船用一体化泵永磁电机设计与研究

根据船舶水泵系统对电机体积和噪声的特殊要求,设计了船用泵自启动永磁电机.采用时步有限元法对所设计电机的启动和稳态性能进行了计算,分析了驱动负载类型、系统转动惯量对启动时间的影响,以及极弧系数对稳态转矩脉动的影响,并与异步电机进行了稳态效率对比.实验验证了计算模型的准确性,结果显示驱动水泵类负载时自启动永磁电机启动时间更...     

基于SPWM与SVPWM的目标随优PWM算法

通过对总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)的分析,证明基于最小THD的多电平脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电平选择策略的存在.进一步对多相多电平PWM进行THD最优化分析,建立与相数、电平数及单相目标波形的具体形式无关的目标随优PWM算法.将所得结论应用于正圆形目标轨迹,论证空间矢量脉宽调制最优算法和零矢量对称分配方案的本质,揭示多相PWM中谐波注入应遵循的普遍规律.从理论推导、数值仿真和实验3个方面对算法进行检验,检验结果证明了所做结论的理论正确性和应用广泛性.     

五相集中整距绕组感应电机缺相容错控制

定子绕组开路是多相电机调速系统中的常见故障。建立了五相集中整距绕组感应电机绕组开路后的方程,计算了电机绕组开路后的稳态输出电磁转矩,分析了减小转矩脉动的条件,提出了五相电机缺相容错控制方法。此方法在无需额外增加硬件的前提下,可以保证电机继续平稳地运行。对于电机定子绕组多相同时开路,建立相应的变换矩阵、重新计算电感参数后,也可以采用提出的控制方法。对电机定子绕组一相开路进行的仿真和实验结果表明,该容错控制方法可以大大减小电机缺相运行时的转矩脉动。     

NPC逆变器特定谐波组消除法

针对传统特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)中所得触发角与调制比的非线性关系以及非线性超越方程组的困难求解,指出了SHEPWM中非线性超越方程组解的几何意义.基于此,设计了基于脉宽的谐波消除方法,仅需引入一个变量便可对任一次及其整数倍次的一组谐波进行消除.以5次组谐波和3次谐波消除为例,介绍了该方法在多个谐波消除中的应...     

基于IGCT三电平多相同步电动机调速系统的电枢反应

多相同步电动机的电压矢量、电流矢量及其相关参数众多,使得多相同步电动机的调速控制比普通三相电机的控制复杂得多.本文对自主研制的基于IGCT(集成门极换相晶闸管)的1MW、十二相三电平同步电动机调速系统进行了试验研究,分析了调速系统采用电流滞环控制方式下产生的电压和电流波形;并采用二维有限元法计算了电机运行时的电磁场,研究了多相电机电枢反应对电机磁场、相反电动势的影响.试验验证了理论分析的正确.     

基于电流跟踪的并联逆变器控制系统的性能分析

多逆变器并联运行是提高电机传动系统逆变器容量的一种有效方法。以多逆变器并联带三相电机负载的传动系统为研究对象,针对跟踪参考电流的主从式矢量控制系统,研究了并联逆变器的多控制器参数设计方法,建立了控制系统的传递函数,分析了跟踪参考电流的控制方式对电机传动系统性能的影响。研究结果表明该控制系统结构简单,多电流调节器可进行简化设计;但与相同容量单个逆变器供电的电机传动系统相比,采用该控制系统会影响电机电流的动态响应性能和抗干扰能力。     

多相永磁同步电动机突然对称短路的分析

突然对称短路是多相永磁同步电动机在运行中可能发生的严重故障,是分析、研究其他突然短路现象的基础,也是分析永磁电机运行过程中最大去磁磁势的一个重要环节.建立p对极N相正弦波永磁同步电动机在abc坐标下和dq坐标下的数学模型,推导该类电机N相对称短路的最大瞬时短路电流表达式,实验表明所建立的电机数学模型及推导的短路电流表达式是正确的.     

逆变器并联调速系统环流抑制及稳定性分析

为了增大调速系统容量,采用了逆变器并联的方式。分析了逆变器并联调速系统主电路及其等效电路,并对调速系统中电机电枢回路及环流回路进行了深入的研究,提出了一种通过增大环流环交接频率使得环流抑制与调速性能兼顾的方法。在此基础上设计了新型的控制方式,推导了该系统闭环传递函数。通过分析该控制方式下控制参数与控制性能及系统稳定性的关系,得出了能够满足控制要求的参数关系式。仿真和实验结果表明,所提出的控制方式能有效地抑制环流,其调速性能与单台逆变器驱动的调速系统相当。     

九相三Y移20°无刷直流电动机及其控制系统

分析了九相三Y移20°无刷直流电动机系统的运行原理,设计了以DSP为核心的无刷直流电动机PWM变频调速控制系统,经仿真和实验分析表明,所设计的控制系统是可行的。     

实心转子永磁同步电机的时步有限元分析

设计了一种实心转子永磁同步电机,并提出了适用于该类电机的场路耦合运动时步有限元分析方法,解决了实心转子电机中转子电阻难以准确计算的问题。该方法考虑了转子电阻随转差的变化,给出了外电路与电磁场耦合的时步有限元分析方法,采用运动气隙边界法解决转子运动问题,与机械运动方程相结合,对电机的瞬态过程进行仿真。应用上述方法对自行设计的22kW实心转子永磁同步电机的性能进行分析,空载反电动势和起动转矩的计算结果与样机的实验结果吻合较好,表明本文提出的方法准确有效,并可用于其他类型的实心转子电机的性能分析。