简介:直线感应电机应用于轨道交通驱动系统,存在功率因数低、效率低的问题,本文提出了一种新型结构初级永磁型直线电机,该电机采用短初级(动子侧)、长次级(定子侧)结构,电机的电枢绕组和永磁体均安装于初级,次级仅为凸极磁阻结构。该种电机不仅具有常规直线感应电机结构简单和非黏着直接驱动等优点,且功率因数和效率等性能指标优良。论文首先详细介绍了该种电机的结构特点和运行机理,利用等效磁路法推导了该电机的气隙磁通密度方程和同步速方程;然后设计了一台12/8极的初级永磁型直线电机,借助应用有限元软件,进行了参数化建模和磁场分析,得到了次级极弧系数对磁场调制能力的影响规律;接着分析了电机的气隙磁场,得到了绕组反电动势波形图和气隙磁密傅里叶分解图形;最后,研究了电机静态特性,得到了次级结构对定位力的影响,电流大小对静态电磁推力的影响。仿真结果证明了电磁设计方案的合理性,为轨道交通直线驱动电机的研究提供了有价值的参考。
简介:针对异步起动永磁电机在油田抽油机中的广泛应用,从电机的三维模型出发,给定了转子铁心、机座、槽内绝缘、端盖转轴的简化方法以及电机各体分块后合理的剖分尺寸,根据温度场计算数学模型明确了基本假设和边界条件,采用半经验公式法计算了气隙的等效导热系数和机壳表面的散热系数,并考虑了定子与机壳、永磁体与转子铁心、转子铁心与轴、机座与端盖、端盖与轴承、端盖与轴6处装配间隙对电机最高温度的影响。在实测损耗值的基础上计算电机各部分热源值的大小并按照一定比例进行相应加载。最后将有限体积法得到的温度场计算结果与实验值相比较,验证了本文方法的可行性。
简介:传统的永磁同步电机控制方法采用磁场定向控制(FOC),电流内环采用PI调节器,但PI参数整定不当时容易出现超调和振荡,同时数字控制固有的采样、滤波延时等因素,也会影响电流内环的性能。因此,改善电流内环性能是人们研究高性能永磁同步电机的热点问题。近年来,预测控制逐渐应用在永磁同步电机上,但传统的预测控制需要精确的数学模型。为此,提出了一种永磁同步电机的电流预测控制方法,利用过去时刻的电压电流信息计算出反电动势,经过一拍延时补偿后,再将得到的反电动势代入模型预测中,从而消除反电动势项中参数误差的影响。这种方法不仅补偿了延时的影响,而且模型参数中仅用到了电阻和电感,增强了系统鲁棒性,其有效性通过实验得到了验证。
简介:提出了一种填充粒子群算法(FPSO),用以解决双次级永磁同步直线电机优化设计问题。在有限元分析的基础上,采用支持向量机拟合直线电机结构参数与运行性能参数之间的关系,建立用于优化计算的非参数模型;引入填充函数,对传统粒子群算法进行改进,并采用多峰值函数对算法进行测试,结果表明:FPSO具有良好的快速性和全局收敛性;采用FPSO对电机结构参数进行优化,得到一组最优的电机结构参数。仿真实验表明:采用该算法优化后的电机推力大、推力波动小且峰值电流小,符合电机的优化设计目标。
简介:在高速永磁同步电机调速系统中,PWM逆变器的低载波比和高速永磁同步电机的小电感使得电机绕组中存在较大的纹波电流。为有效抑制纹波电流,提出一种谐波注入PWM调制方式,即在SPWM正弦信号波中注入3次和9次谐波,通过优化PWM逆变器供电电压脉冲序列宽度,达到减小高速永磁同步电机纹波电流的目的。首先,基于规则采样高速永磁同步电机控制系统,论述谐波注入PWM原理和实现方法;其次,推导纹波电流谐波成分的计算公式,根据纹波电流谐波频谱分布的特点,引入纹波电流谐波群畸变率定量描述纹波电流大小,以弥补纹波电流总畸变率的不足,对谐波注入PWM的纹波电流抑制效果计算分析;最后,对谐波注入PWM方法进行实验验证,实验结果表明,所提谐波注入PWM方法可以有效抑制高速永磁同步电机纹波电流。