【摘 要】
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准确分析电机结构以及磁饱和等因素对气隙磁场分布的影响是永磁电机设计、优化的关键.以分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(FSCW-IPMSM)为研究对象,根据磁路分析方法和FSCW的分布规律,分别得到了考虑转子磁桥漏磁的空载永磁磁场解析模型和电枢反应磁场的解析表达式.考虑到定子齿槽结构以及转子内部永磁体分布,利用相对气隙磁导,将定子开槽和转子凸极对气隙磁场的影响考虑在内.重点结合定子铁心材料的B-H磁化曲线、定子铁心局部磁饱和特性引入铁心等效磁阻与动态磁导率来考虑定子铁心磁饱和对负载气隙磁场的影响.最后,有限
【机 构】
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中国石油大学(华东)石大山能新能源学院,山东青岛266580
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准确分析电机结构以及磁饱和等因素对气隙磁场分布的影响是永磁电机设计、优化的关键.以分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(FSCW-IPMSM)为研究对象,根据磁路分析方法和FSCW的分布规律,分别得到了考虑转子磁桥漏磁的空载永磁磁场解析模型和电枢反应磁场的解析表达式.考虑到定子齿槽结构以及转子内部永磁体分布,利用相对气隙磁导,将定子开槽和转子凸极对气隙磁场的影响考虑在内.重点结合定子铁心材料的B-H磁化曲线、定子铁心局部磁饱和特性引入铁心等效磁阻与动态磁导率来考虑定子铁心磁饱和对负载气隙磁场的影响.最后,有限元仿真和样机试验结果验证了理论分析的准确性,为该类电机的电磁设计和性能分析提供了理论基础.
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在分数槽集中绕组(FSCW)永磁电机的基础上进行了定子模块化改造,设计了四种不同的定子模块化结构,包括非隔磁类(T型、齿轭分离型)、隔磁类(E型、C型),以及缠绕齿和非缠绕齿不同时带齿尖的两种新型齿尖结构.建立相应的有限元电机模型,研究探讨了定子模块化类型与齿尖结构对FSCW永磁电机性能的影响.仿真结果表明模块化结构永磁电机选取合适的定子间隙可降低齿槽转矩.12槽10极电机采用的缠绕齿带齿尖结构可提高电机性能.
电池在串联成组使用时,由于制造工艺、工作环境不同等因素,电池之间荷电状态(SOC)和电压存在不一致的问题.为解决该问题提出了一种基于耦合电感型双层Cuk斩波电路电池均衡系统,用耦合电感代替非耦合电感,比传统Cuk斩波电路减少了元器件数量,降低了损耗,提高了均衡效率.同时,该均衡系统使用N沟道MOSFET,由同步触发脉冲PWM中一对互补信号控制.通过电路理论分析,设计了完整的均衡电路,最后在MATLAB/Simulink中进行仿真,结果验证了该均衡系统的高效性.
针对低速大转矩电主轴电机转矩脉动偏高的工程实际问题,对电机不同槽配合的性能进行分析综合对比,精确选择出各方面性能较优的电机方案.针对感应电机有限元仿真瞬态场收敛速度慢、在多方案对比时求解周期长的问题,提出时谐场和瞬态场联合仿真的思路,实现电机的快速优化设计.对一台12极7.5 kW的电主轴感应电机在每极每相槽数为3、2.5、2三种不同槽配合的组合下进行二维电磁有限元分析计算,对比其在额定工况下的铁耗、绕组铜耗、转子铝耗、效率、功率因数和转矩脉动等电磁性能.结果 表明了转子导条数目的 增加,能够使电机电磁性
为进一步抑制永磁同步电机(PMSM)调速系统控制所产生的不稳定性问题,在传统指数趋近律基础上,设计了一种新型的趋近律.在传统指数趋近律的等速项中新加一个以滑模面s为变量的函数,同时对传统符号函数进行改进优化,进行曲线的平滑处理,以及进行改进趋近律的存在性、可达性证明.以改进后的趋近律构建滑模速度控制器,搭建系统的Simulink仿真模型,与PI控制方法、传统指数趋近律方法进行仿真效果对比.仿真结果显示,改进后的趋近律达到了减小抖振和提高抗扰性能的目的 ,各方面提升效果更加显著.
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