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永磁无刷直流电机及其控制 被引量：261
1
作者 夏长亮 方红伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期25-34,共10页
无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓... 无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓扑结构。同时,对无刷直流电机的转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术进行了分析。最后,对其应用及未来发展趋势进行了探讨。 展开更多
关键词 无刷直流电机 驱动电路 转矩波动 无位置传感器控制 弱磁
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内埋式永磁同步电机的弱磁控制策略 被引量：53
2
作者 唐朝晖 丁强 +2 位作者 喻寿益 桂卫华 李勇刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期68-72,共5页
针对内埋式永磁同步电机的弱磁控制,提出一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递... 针对内埋式永磁同步电机的弱磁控制,提出一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到;设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定。通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性,实验结果表明所提出的控制策略控制精确度高、响应速度快、鲁棒性好。 展开更多
关键词 内埋式永磁同步电机 弱磁控制 弱磁区域 电流设定值 梯度下降法
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内置式永磁同步电机弱磁调速控制 被引量：42
3
作者 白玉成 唐小琦 吴功平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期54-59,共6页
在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该... 在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该控制策略以实现在电机任何转速下输出力矩范围最大化和电机电枢电流最小化为目标,指出了电机在各种转速下的力矩控制方法,充分挖掘电机的自身潜能,有效保证高速高精型数控机床的加工运行。仿真和实验研究表明,该控制策略可以大大提高电机的调速范围,同时保证转矩有良好的可控性。 展开更多
关键词 内置式 永磁同步电机 弱磁 调速 控制
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一种复合转子永磁天刷直流电机恒功率弱磁的研究方法 被引量：29
4
作者 严岚 贺益康 杨德荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期155-159,共5页
由永磁段和磁阻段构成的复合转子是永磁同步电机实现弱磁的有效结构,也可用于永磁无刷直流电机(BLDCM)中。为求解复合转子结构BLDCM的复杂磁场,分析转子加入磁阻段对弱磁性能的影响,需要引人一种有 效的弱磁控制模型。该文通过建立场路... 由永磁段和磁阻段构成的复合转子是永磁同步电机实现弱磁的有效结构,也可用于永磁无刷直流电机(BLDCM)中。为求解复合转子结构BLDCM的复杂磁场,分析转子加入磁阻段对弱磁性能的影响,需要引人一种有 效的弱磁控制模型。该文通过建立场路结合的状态空间模型将磁场与通电模式相结合,准确模拟了最小分析区间中转子每个位置磁状态;以磁链空间位置函数的差分替代磁链对位置的偏微分,采用准静态场有限元分析解决BLDCM运行中磁场随空间位置变化的复杂性以及高速时无功电流增加带来磁路饱和的非线性,为准确预测复合转子BLDCM的弱磁性能提供了有效的处理手法。样机试验与仿真结果的吻合表明了这种方法的准确性。 展开更多
关键词 永磁无刷直流电机 复合转子 弱磁 恒功率 有限元分析
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内嵌式永磁同步电机改进型解耦控制 被引量：29
5
作者 吴荒原 王双红 +2 位作者 辜承林 邵可然 孙剑波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期30-37,共8页
内嵌式永磁同步电机(IPMSM)具有好的转矩性能和宽的调速范围,但其电流控制器需要精确的参数模型,由于饱和效应影响,电感参数会随运行条件不同发生改变,控制器受耦合影响,系统容易出现速度及转矩超调、扰动等现象。为了提高IPMSM恒转矩... 内嵌式永磁同步电机(IPMSM)具有好的转矩性能和宽的调速范围,但其电流控制器需要精确的参数模型,由于饱和效应影响,电感参数会随运行条件不同发生改变,控制器受耦合影响,系统容易出现速度及转矩超调、扰动等现象。为了提高IPMSM恒转矩及恒功率区的控制性能,本文设计了一种改进型电流解耦控制器。控制器基于模型参考自适应法对参数进行在线检测,检测系统加入了前馈及闭环反馈,保证了参数检测的准确性及鲁棒性。这种解耦电流控制器结构简单、紧凑,有效改善了控制性能。实验和仿真结果表明,这种改进型控制器能有效准确的实时在线检测参数,同时使得整个系统响应速度快、无超调、系统转速稳定无扰动现象,能明显地提升系统性能。 展开更多
关键词 内嵌式永磁同步电机 弱磁控制 参数辨识 解耦
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永磁同步电动机弱磁扩速概况 被引量：14
6
作者 李春艳 寇宝泉 程树康 《微特电机》 北大核心 2008年第1期58-60,共3页
分析了适合弱磁运行的永磁同步电动机的结构特点,从本体和控制两个方面介绍了永磁同步电动机的弱磁方法,指出各种方法的优缺点。最后综述了国内外弱磁扩速研究的发展现状,重点介绍了复合转子电机和4种通过改变磁通路径弱磁的新型电机。
关键词 永磁同步电动机 复合转子 磁通路径 弱磁
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基于自抗扰控制的永磁同步电机弱磁控制策略 被引量：20
7
作者 李思毅 苏健勇 杨贵杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期6135-6144,共10页
针对应用纯积分器的电压反馈弱磁控制在弱磁程度较深时会发生振荡乃至失控的问题,提出一种基于自抗扰控制的电压反馈弱磁控制方法。通过建立电压环小信号时域模型,设计了自抗扰电压控制器,给出控制器参数的选取原则并利用描述函数法对... 针对应用纯积分器的电压反馈弱磁控制在弱磁程度较深时会发生振荡乃至失控的问题,提出一种基于自抗扰控制的电压反馈弱磁控制方法。通过建立电压环小信号时域模型,设计了自抗扰电压控制器,给出控制器参数的选取原则并利用描述函数法对稳定性进行分析。该方法不依赖被控对象精确模型,鲁棒性强,可有效观测并补偿系统中存在的非线性及其他扰动因素,有效处理线性与非线性控制对象。实验证明,与纯积分器方法相比该文所提方法在弱磁深度较深时带载能力更强,稳定性更好。 展开更多
关键词 永磁同步电机 弱磁控制 自抗扰控制 描述函数法
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电动汽车用永磁同步电动机功率特性及弱磁扩速能力研究(一)——恒转矩控制及弱磁控制时的功率特性 被引量：6
8
作者 徐衍亮 《山东大学学报（工学版）》 CAS 2002年第5期401-405,共5页
采用d、q坐标系下的相量分析方法 ,研究永磁同步电动机 (PMSM )、特别是电动汽车用PMSM 详细分析了不同弱磁率、不同凸极率对电机电压、电流相量变化轨迹的影响 ,及由此引起的电机的功率特性及弱磁扩速能力的差异 推导出以弱磁率和凸... 采用d、q坐标系下的相量分析方法 ,研究永磁同步电动机 (PMSM )、特别是电动汽车用PMSM 详细分析了不同弱磁率、不同凸极率对电机电压、电流相量变化轨迹的影响 ,及由此引起的电机的功率特性及弱磁扩速能力的差异 推导出以弱磁率和凸极率为变量的PMSM的弱磁扩速倍数表达式 ,由此得出提高PMSM弱磁扩速能力的根本途径 。 展开更多
关键词 功率特性 弱磁 相量分析/电动汽车 永磁同步电动机
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基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法 被引量：17
9
作者 郑泽东 陈宁宁 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期33-40,共8页
模型预测控制是一种基于被控系统模型的新型控制算法,该算法能够预测系统的未来状态,由滚动优化求出系统的最优控制变量,具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。为克服PI参数及电机参数对电压闭环弱磁控制策略性能的影响,本文提出了一种基... 模型预测控制是一种基于被控系统模型的新型控制算法,该算法能够预测系统的未来状态,由滚动优化求出系统的最优控制变量,具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。为克服PI参数及电机参数对电压闭环弱磁控制策略性能的影响,本文提出了一种基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法,详细描述了模型预测控制算法的实现过程,并通过优化使之适用于异步电机的实时控制。实验结果表明模型预测控制算法具有较快的响应速度,对电机参数具有较强的鲁棒性,在发生较大扰动时的控制性能优于传统的PI控制方法,非常适用于交流异步电机高性能弱磁控制场合。 展开更多
关键词 异步电机 弱磁 模型预测控制 滚动优化 鲁棒性
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永磁同步电机宽范围最大转矩控制 被引量：14
10
作者 赵云 李叶松 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期45-50,共6页
提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,... 提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,可实现恒转矩运行与弱磁控制的快速平滑过渡,使系统在额定转速以下具有恒转矩输出,在高速运行时实现恒功率特性。仿真及实验结果表明,提出的方法可有效拓宽电机的转速运行范围,具有较快的动态响应性能。 展开更多
关键词 交流永磁同步电机 伺服系统 弱磁控制 最大转矩控制
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基于电流快速响应的永磁同步电机六拍运行控制策略 被引量：13
11
作者 康劲松 崔宇航 王硕 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期165-174,共10页
提出一种基于电流快速响应的永磁同步电机六拍运行控制策略,使电机在满足动态过调制、弱磁和电流快速响应的同时,实现电机的六拍运行。在此基础上,提出一种针对过调制控制的弱磁方法,该方法可有效减小电机在过调制区域的转矩脉动。以一... 提出一种基于电流快速响应的永磁同步电机六拍运行控制策略,使电机在满足动态过调制、弱磁和电流快速响应的同时,实现电机的六拍运行。在此基础上,提出一种针对过调制控制的弱磁方法,该方法可有效减小电机在过调制区域的转矩脉动。以一台车用凸极永磁同步电机进行仿真实验研究,实验结果证明了这种控制方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 弱磁控制 电流控制 过调制 六拍运行
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混合励磁同步电动机分段弱磁控制 被引量：12
12
作者 黄明明 周成虎 郭健 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期52-60,共9页
针对混合励磁同步电动机在高速区的弱磁运行特点,首先推导出其弱磁调速过程中保持平稳运行的电流变化关系,然后在此基础上提出了一种采用模糊控制与粒子群优化算法分阶段电流调节的效率最优控制方法。该控制方法的基本思想是,当电机处... 针对混合励磁同步电动机在高速区的弱磁运行特点,首先推导出其弱磁调速过程中保持平稳运行的电流变化关系,然后在此基础上提出了一种采用模糊控制与粒子群优化算法分阶段电流调节的效率最优控制方法。该控制方法的基本思想是,当电机处于弱磁调速过渡阶段时,通过模糊控制器对电流进行初步调节,使其迅速起动或进行状态调整,获得较高的动态性能;当电机进入稳态运行阶段后,以铜耗最小化为目标,采用粒子群优化算法对电流进行进一步调整,使其实现效率最优化控制。最后,通过仿真与实验结果分析验证了上述控制方法的有效性。 展开更多
关键词 混合励磁同步电机 粒子群优化 模糊控制 铜耗最小化 弱磁控制 宽调速
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表面贴装式永磁同步电机弱磁控制策略的研究 被引量：11
13
作者 唐朝晖 丁强 +1 位作者 喻寿益 桂卫华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期384-387,共4页
研究表面贴装式永磁同步电机的弱磁控制策略,提出了一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输... 研究表面贴装式永磁同步电机的弱磁控制策略,提出了一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到。设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定。通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性,并且具有控制精度高、响应速度快、鲁棒性好等优点。 展开更多
关键词 表面贴装式永磁同步电机 弱磁控制 电流设定值 梯度下降法
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电动汽车用永磁同步电动机功率特性及弱磁扩速能力研究(二)——最大输入功率弱磁控制的功率特性及等效电流控制策略 被引量：2
14
作者 徐衍亮 《山东大学学报（工学版）》 CAS 2002年第5期412-417,共6页
采用永磁同步电动机d、q坐标系下的相量分析方法 ,分析了永磁同步电动机最大输入功率弱磁控制时的电压电流相量的变化轨迹及功率特性 ,提出最大输入功率弱磁控制的等效电流控制策略 推导出以弱磁率和凸极率为变量的PMSM的弱磁扩速倍数... 采用永磁同步电动机d、q坐标系下的相量分析方法 ,分析了永磁同步电动机最大输入功率弱磁控制时的电压电流相量的变化轨迹及功率特性 ,提出最大输入功率弱磁控制的等效电流控制策略 推导出以弱磁率和凸极率为变量的PMSM的弱磁扩速倍数的数学表达式 ,提出提高PMSM弱磁扩速能力的根本措施 ,分析了损耗。 展开更多
关键词 功率特性 弱磁 相量分析/电动汽车 永磁同步电动机
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内置式永磁同步电机改进型模糊逻辑控制器设计 被引量：9
15
作者 吴荒原 王双红 +2 位作者 辜承林 段世英 邵可然 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第33期68-75,9,共8页
针对电动汽车用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)参数变化范围较大的问题,提出了一种基于改进型模糊逻辑控制器(fuzzy logic controller,FLC)的弱磁控制系统。针对电感参数变化,系统实时根据负... 针对电动汽车用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)参数变化范围较大的问题,提出了一种基于改进型模糊逻辑控制器(fuzzy logic controller,FLC)的弱磁控制系统。针对电感参数变化,系统实时根据负载及速度调节d-q轴矢量电流,以保证调节后的电流矢量更符合电机实际参数。建立了50 kW电动汽车用内置式永磁同步样机的系统仿真模型,并开发了基于TMS28335 DSP的IPMSM弱磁系统的控制平台。实验结果表明,所提控制策略有效的提高了电动汽车用永磁同步电机参数变化时的转矩输出能力和系统效率。 展开更多
关键词 模糊控制器 内置式永磁同步电机 弱磁控制 电 感变化
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新型复合转子永磁磁阻电机设计 被引量：7
16
作者 赵宇 宁圃奇 柴建云 《电机与控制应用》 北大核心 2007年第1期7-10,14,共5页
基于对永磁磁阻电机弱磁扩速特性分析的基础上,提出了一种以整个调速范围内逆变器电流定额最小为目标,实现复合转子结构永磁磁阻电机优化设计的新方法。样机的分析结果表明电机系统在满足提供大转矩和宽调速范围运行要求时,具有较高的... 基于对永磁磁阻电机弱磁扩速特性分析的基础上,提出了一种以整个调速范围内逆变器电流定额最小为目标,实现复合转子结构永磁磁阻电机优化设计的新方法。样机的分析结果表明电机系统在满足提供大转矩和宽调速范围运行要求时,具有较高的运行效率和功率因数,而且该方法具有良好的可操作性。 展开更多
关键词 永磁磁阻电机 电机设计 弱磁控制
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新能源汽车用永磁电机转子结构分析 被引量：8
17
作者 陈丽香 潘敬涛 孙宁 《电机与控制应用》 2019年第2期114-119,共6页
针对新能源汽车用永磁电机,通过有限元法分析了V型、V一型、双弧型、U一型4种不同转子结构电机的交直轴电感、电磁转矩、磁阻转矩等性能,分析了不同转子结构的弱磁扩速能力及影响弱磁扩速能力的因素,仿真给出了不同转子结构的效率云图... 针对新能源汽车用永磁电机,通过有限元法分析了V型、V一型、双弧型、U一型4种不同转子结构电机的交直轴电感、电磁转矩、磁阻转矩等性能,分析了不同转子结构的弱磁扩速能力及影响弱磁扩速能力的因素,仿真给出了不同转子结构的效率云图。通过综合分析,得出不同转子结构的特点,总结了不同转子结构所适用的新能源汽车用驱动电机的类型。 展开更多
关键词 永磁同步电机 新能源汽车用电机 交直轴电感 弱磁扩速
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磁通可控永磁同步电动机的磁化 被引量：7
18
作者 朱常青 王秀和 +1 位作者 杨玉波 张冉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期63-67,73,共6页
提出一种调速机理异于常规永磁同步电动机的新型电动机——可控磁通永磁同步电动机。在需要调速时,通过定子绕组施加一定强度的直轴电流脉冲对磁体进行去磁或充磁,在正常运行时采用id=0的控制策略,而独特的转子结构保证交轴磁动势不对... 提出一种调速机理异于常规永磁同步电动机的新型电动机——可控磁通永磁同步电动机。在需要调速时,通过定子绕组施加一定强度的直轴电流脉冲对磁体进行去磁或充磁,在正常运行时采用id=0的控制策略,而独特的转子结构保证交轴磁动势不对磁体的磁化状态产生影响。由于确定磁体磁化后的最终状态是调磁变速分析的关键,本文建立了包括初始磁化和反复磁化两种情况下的磁化分析模型,扩展了现有的磁化比率曲线。将局部磁滞回线预测模型与磁体的磁化模型相结合,建立了永磁体的磁化状态计算方法。依据该计算模型,计算了不同磁化电流下的气隙磁通密度及相应的电动势波形。样机的实验结果与有限元计算结果较为吻合,证明了该电动机实现磁通可调的可行性和磁化模型的正确性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 磁化模型 弱磁 有限元法
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基于场路耦合的永磁同步电机性能分析 被引量：6
19
作者 陈博 王淑红 《电机与控制应用》 2020年第3期45-50,共6页
在伺服控制系统中,控制器对内置式永磁同步电机(IPMSM)的性能影响较大。采用时步有限元分析方法,通过在Maxwell中搭建IPMSM三维和二维瞬态电磁场有限元模型,在Simulink中搭建了电机控制算法的模型。经由Simplorer软件接口技术将有限元... 在伺服控制系统中,控制器对内置式永磁同步电机(IPMSM)的性能影响较大。采用时步有限元分析方法,通过在Maxwell中搭建IPMSM三维和二维瞬态电磁场有限元模型,在Simulink中搭建了电机控制算法的模型。经由Simplorer软件接口技术将有限元模型和电机控制算法模型相结合,构建了永磁同步电机的场路耦合仿真模型。分析了电机在不同控制策略和工况下的转矩、电流、损耗、弱磁调速范围等数据,为IPMSM伺服调速系统的计算及优化设计提供了合理的方法。 展开更多
关键词 永磁同步电机 场路耦合 损耗 弱磁
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具有变磁阻励磁回路的永磁同步电动机电感参数(英文) 被引量：6
20
作者 程树康 李春艳 寇宝泉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期6-10,共5页
为解决永磁同步电动机弱磁问题,提出了一种能够跟随转速自动调节励磁磁阻的新型永磁同步电动机。在介绍电机基本结构和原理的基础上,通过不同励磁下电机磁力线分布,指出了影响交直轴电感主要有永磁体、隔磁磁桥和交直轴电流。并分别就... 为解决永磁同步电动机弱磁问题,提出了一种能够跟随转速自动调节励磁磁阻的新型永磁同步电动机。在介绍电机基本结构和原理的基础上,通过不同励磁下电机磁力线分布,指出了影响交直轴电感主要有永磁体、隔磁磁桥和交直轴电流。并分别就永磁体厚度、隔磁桥尺寸、电流饱和、非导磁体的引入和永磁体的运动,运用有限元数值法计算了交直轴电感。计算结果与电感分析结果和测试结果相吻合。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 弱磁 变磁阻 直交轴电感
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