分数槽集中绕组永磁辅助同步磁阻电机的设计

为了改善同步磁阻电机存在的转矩密度低、效率低等问题，课题组设计了一种10极12槽的永磁辅助同步磁阻电机。定子采用隔齿绕分数槽集中绕组，减小了相间耦合，增大了绕组自感，从而提高了电机的容错能力；此外，通过永磁辅助，增大电机的交直轴电感差，提高了电机的转矩密度；针对样机转矩脉动较大的问题，采用转子不对称磁障结构与定子斜槽的改进方法进行优化。仿真结果表明优化后电机的转矩脉动从32.0%减小到15.0%，表明课题组设计方案和优化方法具有可行性。     

永磁同步电机转矩脉动抑制方法研究

针对由电流谐波导致转矩脉动而影响电机性能的问题，课题组建立了谐波转矩模型，同时基于三相瞬时无功功率理论结合PI控制搭建了谐波抑制模块，并以谐波电流环的方式并入控制系统实现抑制电流谐波和降低转矩脉动的目的。仿真结果表明：将谐波抑制模块加入到永磁同步电机矢量控制系统后，永磁同步电机定子端相电流波形的正弦度提高，各次谐波失真率均有所降低，转矩脉动受到抑制。该研究为永磁同步电机的转矩脉动抑制提供了一种有效方法。     

一种永磁同步电机齿槽转矩削弱方法

针对永磁同步电机存在的齿槽转矩问题,提出一种电机结构优化的方法削弱齿槽转矩。基于能量法和傅里叶分解法对齿槽转矩进行了解析,确定永磁体厚度和定子槽口宽度作为设计变量优化电机结构。对比优化前后齿槽转矩及其谐波,结果显示所提出的电机结构优化方法能够有效降低12次,24次及36次谐波幅值,且优化之后的峰 峰值仅为优化之前的7.99%。通过比较优化前后电机稳态运行时的电磁转矩,验证了所提出的结构优化方法能够有效改善电机输出转矩特性。     

电流型变频调速系统抑制转矩脉动的研究

本文提出了一种电流型变频调速系统抑制转矩脉动的方法。利用转矩测试装置不仅能够观察脉动的大小;而且还可通过调制直流回路电流达到抑制转矩的脉动,实验获得了满意的结果。     

基于特定换相调制占空比的永磁无刷直流电机换相转矩脉动研究

永磁无刷电机转矩波动是影响其运行稳定性的重要问题之一,为了研究其中的换相转矩波动问题,采用基于电流环的PWM_ON调制方式,分析了换相期间PWM调制对换流过程的影响,推导出在低转速情况下能够完全补偿换向电流脉动的特定占空比公式,并提出了在高转速情况下抑制电流脉动的方法。仿真和实验结果表明在换相期间采用特定占空比调制能够较好地抑制电流脉动,进而抑制转矩脉动。     

计算与抑制变频调速异步电动机稳态谐波电流与转矩的方法

通过分析异步电动机变频稳态运行时的谐波磁场,得到了电机谐波电流与脉动转矩的计算方法。研究表明,PWM波中3的整数倍谐波电压将不在电机中产生谐波电流、谐波转矩,而3K－1次谐波除了与3K－2次谐波电压一样产生相应的谐波电流、脉动转矩外,还产生制动性质的附加转矩及损耗,实验表明计算结果是可靠的。文中还提出了抑制谐波电流和脉动转矩的方法,如在SPWM生成中,采用较大的3的整数倍调制比。     

滞环容差自适应算法的直接转矩控制研究

传统感应电机直接转矩控制(DTC)系统的滞环控制器为Bang-Bang控制,其滞环容差保持不变,因此低速下被调节的磁链和转矩具有较大脉动。为改善转矩和磁链响应,在传统滞环比较器基础上,提出了一种滞环容差自适应调节控制方法,通过对转矩或磁链误差的当前采样值和历史采样值以及滞环比较历史输出值的综合比较,得到当前滞环输出控制信号,并充分利用零电压矢量和反向电压矢量,达到满意控制效果。仿真结果表明该算法不仅能有效降低定子磁链和转矩脉动,也能够有效降低开关频率,提高了逆变器效率。     

车用永磁同步电机定子模态分析

针对电动汽车运行过程中产生的振动噪声问题,以某车用永磁同步电机为研究对象,运用Ansys Maxwell软件分析电机气隙磁密,得到电机运行的气隙磁场和径向电磁力,再对永磁同步电机的定子进行模态分析,得到定子系统的固有频率,同时采用锤击法结合LMS软件进行模态试验,将有限元仿真和模态试验数据进行对比,验证有限元模态分析的准确性。结果表明,该永磁同步电机的定子结构模态频率和径向电磁力波频率有较大的差异,不会由于电机径向电磁力而产生共振,这项工作为解决电机振动噪声问题和优化汽车NVH性能提供了参考。     

基于多目标FCS MPC的永磁同步发电机MTPA控制

永磁同步发电机系统常用控制策略是电压外环和电流内环的双闭环矢量控制,在实际PI控制中,控制效果对系统参数的依赖度较高,且不同工况下最优PI参数不同,因此在变工况控制情况下控制效果不佳。课题组针对永磁同步发电机的最大转矩电流比（MTPA）控制,提出了一种基于多目标有限集模型预测控制(FCS MPC)的MTPA控制方法,在FCS MPC基础上,通过多目标优化建立代价函数,实现转矩参考值跟踪、MTPA优化控制和最大电流约束,可以代替传统的基于双闭环的矢量控制及电流模型预测控制,具有较强的鲁棒性和良好的动静态性能。通过MATLAB/Simulink仿真分析及基于STM32F407IGT6的硬件系统的实验对比,验证了方法的可行性,有效实现了永磁同步发电机的MTPA控制。     

基于参数修正的永磁同步直线电机改进电流预测控制系统

针对永磁同步直线电机（PMLSM）因外部干扰和内部参数变化引起的转速波动，导致电流预测控制系统的控制性能降低问题，课题组提出了一种基于参数调整的改进电流预测控制系统。首先通过2步电流预测控制以及校正因子对预测电流进行优化，改善电流预测控制系统，减少响应时间，保证系统的稳定性；再通过参数调整器来修正预测控制器中电机的参数，减小永磁同步直线电机的速度稳态波动，消除由系统扰动引起的稳态电流和暂态误差。仿真结果表明：在永磁同步直线电机参数不匹配的情况下，所提出的控制方案是有效的。