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变速磁通切换型永磁发电机系统中单端口稳压控制技术研究
1
作者 张文昌 刘海鹏 +1 位作者 于功山 王怀杰 《移动电源与车辆》 2013年第3期17-20,34,共5页
变速、变负载的磁通切换型永磁发电机一般需要电力电子装置进行整流与直流稳压,由此构成了基本的磁通切换型永磁发电机系统。该系统既可提供直流电源,也可经逆变后提供交流电源。对磁通切换型永磁发电机系统的控制技术进行研究,并设计... 变速、变负载的磁通切换型永磁发电机一般需要电力电子装置进行整流与直流稳压,由此构成了基本的磁通切换型永磁发电机系统。该系统既可提供直流电源,也可经逆变后提供交流电源。对磁通切换型永磁发电机系统的控制技术进行研究,并设计了宽范围输入电压高精度自动稳压输出电路。 展开更多
关键词 磁通切换 永磁发电机 变流装置 整流 直流-直流变换 单端口稳压控制
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基于扩张状态观测器的磁通切换永磁电机的无传感器控制 被引量：25
2
作者 陈增强 王科磊 +1 位作者 孙明玮 孙青林 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2019年第2期194-201,共8页
将线性自抗扰控制应用于磁通切换永磁电机(FSPMM)的无速度传感器控制中,采用线性扩张状态观测器(LESO)构造FSPMM的转速观测器,实现对转速准确而快速的实时估计;设计线性自抗扰控制器(LADRC)作为转速环调节器,系统的鲁棒性被提高了.仿真... 将线性自抗扰控制应用于磁通切换永磁电机(FSPMM)的无速度传感器控制中,采用线性扩张状态观测器(LESO)构造FSPMM的转速观测器,实现对转速准确而快速的实时估计;设计线性自抗扰控制器(LADRC)作为转速环调节器,系统的鲁棒性被提高了.仿真结果验证了所设计的基于LESO的无传感器LADRC控制策略能够使FSPMM可靠稳定运行, LESO提升了系统的观测精度和响应速度,克服了滑模观测器(SMO)带来的高频抖振和滞后现象;与基于SMO的无传感器PI控制策略相比,所提的控制策略在负载扰动和参数摄动时具有更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 磁通切换型永磁电机 线性扩张状态观测器 线性自抗扰控制 无速度传感器控制
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轨道交通用次级分段型直线磁通切换永磁电机研究 被引量：19
3
作者 曹瑞武 苏恩超 张学 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1001-1012,共12页
基于城市轨道交通直线牵引系统,已有研究成果综合比较了直线感应电机(LIM)和次级齿槽型直线磁通切换永磁(LFSPM)电机,结果表明次级齿槽型LFSPM电机具有推力密度大、效率高和功率因数高等优点。然而,其次级为齿槽结构,如应用于轨道交通... 基于城市轨道交通直线牵引系统,已有研究成果综合比较了直线感应电机(LIM)和次级齿槽型直线磁通切换永磁(LFSPM)电机,结果表明次级齿槽型LFSPM电机具有推力密度大、效率高和功率因数高等优点。然而,其次级为齿槽结构,如应用于轨道交通等长距离驱动系统时,则会增加次级体积及材料和加工成本。为了进一步降低次级成本,该文首先提出一种次级分段型LFSPM电机拓扑结构,该电机次级无轭部,仅由分段导磁块组成,次级材料体积小、成本低。通过对该电机的气隙磁场进行谐波分析,推导了推力产生的机理。然后在直线电机驱动地铁的实际尺寸及运行工况条件下,建立了该电机的二维有限元仿真模型,并对关键参数进行了优化。最后,在最优结构的基础上,结合广州地铁4号线,对比分析了该电机和LIM的系统成本和能耗。为该类电机在轨道交通直线牵引系统实际应用奠定了理论基础和设计参考。 展开更多
关键词 直线电机 磁通切换永磁电机 轨道交通 有限元分析
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3种谐波电流注入模式下的磁通切换永磁电机缺相容错控制 被引量：18
4
作者 於锋 程明 +1 位作者 夏子朋 邹国棠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期836-844,共9页
对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略... 对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法。仿真分析和原理样机容错实验结果,证明了所提方案可以减小定子绕组断路故障引起的转矩脉动,使九相FSPM电机在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁(FSPM) 永磁电机 容错 断路 谐波电流 铜耗
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混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制 被引量：16
5
作者 张蔚 王家乐 +1 位作者 梁惺彦 杨泽贤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4646-4655,共10页
为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改... 为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。 展开更多
关键词 混合励磁 轴向磁通切换永磁电机 无位置传感器 模型参考自适应 脉振高频电压信号注入法 加权平均值算法
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考虑定位力矩补偿的磁通切换永磁电机模型预测转矩控制方法 被引量：14
6
作者 黄文涛 花为 於锋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第15期27-33,共7页
为了减小定位力矩对磁通切换永磁(FSPM)电机性能的影响,提出了一种考虑定位力矩补偿功能的模型预测转矩控制(MPTC)方法。通过有限元分析获得FSPM电机定位力矩主要谐波的数学表达式,根据补偿控制理论,构建能够抵消定位力矩的补偿转矩模... 为了减小定位力矩对磁通切换永磁(FSPM)电机性能的影响,提出了一种考虑定位力矩补偿功能的模型预测转矩控制(MPTC)方法。通过有限元分析获得FSPM电机定位力矩主要谐波的数学表达式,根据补偿控制理论,构建能够抵消定位力矩的补偿转矩模型。基于MPTC原理,利用补偿转矩模型、预测转矩模型和预测磁链模型共同设计价值函数,以获得最优开关状态。所提控制方法不但能实现定位力矩补偿和转矩脉动抑制,还具有较好的动态性能,并且适用于一般的永磁同步电机。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁电机 定位力矩补偿 模型预测转矩控制 转矩脉动
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双边长初级磁通切换永磁直线电机推力波动分析及抑制 被引量：11
7
作者 黄磊 胡敏强 +2 位作者 刘静 余海涛 刘强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期10-19,共10页
基于旋转型磁通切换永磁电机的工作原理和电磁发射的特点,提出了一种应用于电磁发射的新型磁通切换型长初级永磁直线电机,该电机具有推力密度大、动子结构简单、质量小的优点。首先,分析了该电机的结构和工作原理,并对该电机的电磁推力... 基于旋转型磁通切换永磁电机的工作原理和电磁发射的特点,提出了一种应用于电磁发射的新型磁通切换型长初级永磁直线电机,该电机具有推力密度大、动子结构简单、质量小的优点。首先,分析了该电机的结构和工作原理,并对该电机的电磁推力各分量的计算公式进行了推导。其次,分析了在正常和故障状态下引起推力波动的原因:根据推力波动产生的机理,针对边端定位力、磁阻力和容错控制运行状态下永磁谐波分量引起的推力波动,分别提出了采用楔形边端设计、绕组电感互补、电流谐波注入和次级错极等方法进行了优化和补偿,并通过二维瞬态有限元进行了验证仿真。最后,通过一台长次级的磁通切换永磁直线电机验证了有限元仿真的正确性以及所提出的推力波动抑制方法的有效性。 展开更多
关键词 长初级直线电机 磁通切换永磁 有限元 推力波动 抑制
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用于电磁弹射的容错型初级永磁直线电机特性 被引量：11
8
作者 黄磊 余海涛 +2 位作者 胡敏强 赵晶 周士贵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期119-127,共9页
提出一种应用于电磁弹射的新型双边容错型初级永磁型直线电机,该种电机具有次级结构简单的特点。首先,本文给出了电机的结构和工作原理。其次,在采用二维有限元对电机的静态推力特性分析基础之上,通过能量法对电机推力公式进行了推导分... 提出一种应用于电磁弹射的新型双边容错型初级永磁型直线电机,该种电机具有次级结构简单的特点。首先,本文给出了电机的结构和工作原理。其次,在采用二维有限元对电机的静态推力特性分析基础之上,通过能量法对电机推力公式进行了推导分析,并且对电机的容错特性进行了分析。然后,采用瞬态有限元对电机在正常和断路故障下的推力变化进行了仿真分析,并对电磁弹射过程电机运行情况进行了仿真分析。最后,通过一个同比例缩小的小尺寸同类电机进行了实验研究,验证了电机的推力特性和容错性能。仿真和实验结果显示该电机具有高的推力密度、较小的推力波动和简单的控制策略,在电磁弹射系统应用中具有很好的前景。 展开更多
关键词 电磁弹射 磁通切换型永磁直线电机 有限元方法 推力特性 容错
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磁通切换电机的马尔科夫可靠性模型分析 被引量：9
9
作者 李伟 程明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期4535-4543,共9页
马尔科夫模型是评估电机系统可靠性简便且有效的方法,但传统的马尔科夫模型需要求解常微分方程,计算过程比较复杂。该文针对电机系统通常最多发生两个故障的实际情况,提出一种基于马尔科夫链的可靠性快速计算公式。在此基础上对磁通切... 马尔科夫模型是评估电机系统可靠性简便且有效的方法,但传统的马尔科夫模型需要求解常微分方程,计算过程比较复杂。该文针对电机系统通常最多发生两个故障的实际情况,提出一种基于马尔科夫链的可靠性快速计算公式。在此基础上对磁通切换电机系统的可靠性进行评估分析。首先,对电机系统进行简化得到评估模型,同时确定评估模型的故障模式;其次,分析故障对系统性能的影响,判断电机可靠性状态,并进行了仿真分析,建立马尔科夫链;最后,计算得到磁通切换电机系统可靠性公式和平均失效前时间(MTTF)。样机实验结果验证了该文分析方法的有效性,为定子永磁电机的可靠性设计奠定了基础。 展开更多
关键词 马尔科夫模型 定子永磁电机 磁通切换电机 可靠性
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单绕组无轴承磁通切换电机转子空间位置估计及其无传感器复合控制 被引量：8
10
作者 陈垚 周扬忠 +1 位作者 张竞 黄政凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4666-4678,共13页
已有关于单绕组无轴承电机的无传感器技术仅对转子切向位置或径向位移的其中一项进行研究,未能同时实现转子空间位置(切向位置和径向位移)的估计。对此,针对无轴承磁通切换电机(bearingless flux-switching permanent magnet machines,B... 已有关于单绕组无轴承电机的无传感器技术仅对转子切向位置或径向位移的其中一项进行研究,未能同时实现转子空间位置(切向位置和径向位移)的估计。对此,针对无轴承磁通切换电机(bearingless flux-switching permanent magnet machines,BFSPMM)提出一种转子空间位置估计方法及其无传感器复合控制策略。首先,构造含有转子空间位置信息的磁链函数,分别推导出仅关于转子切向位置信息的转矩平面磁链函数和包含转子径向位移信息的空间对称绕组偏差磁链函数。然后,基于磁链函数提取出转子空间位置信息,将所估计的信息代替传感器检测信号,通过无传感器复合控制策略,实现BFSPMM无空间位置传感器控制,并进行稳定性分析。最后,实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无轴承磁通切换电机 转子空间位置 无传感器控制 磁链函数 偏差磁链
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基于x域重复控制的磁通切换永磁直线电机定位力抑制方法 被引量：9
11
作者 孟高军 余海涛 +1 位作者 黄磊 张笑薇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期4224-4231,共8页
初级永磁型磁通切换直线电机在推力性能要求较高的机床伺服进给系统应用中具有一定的优势,而初次级双凸极结构会引起较大的定位力,从而限制了磁通切换永磁直线电机的应用。该文首先分析了磁通切换永磁直线(linear flux-switching perman... 初级永磁型磁通切换直线电机在推力性能要求较高的机床伺服进给系统应用中具有一定的优势,而初次级双凸极结构会引起较大的定位力,从而限制了磁通切换永磁直线电机的应用。该文首先分析了磁通切换永磁直线(linear flux-switching permanent magnet,LFSPM)电机定位力产生的原理,随后从控制角度出发,提出一种利用时变周期信号的重复控制来抑制定位力的新型控制策略。首先将时变的t域信号,变换为具有固定周期的x域信号,再对其进行重复控制器的设计,从而达到抑制定位力和速度脉动的目的。通过半实物仿真平台AD5435实现了该控制算法,仿真及实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线(LFSPM)电机 双凸极结构 定位力 时变信号 x域重复控制
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轴向磁场磁通切换永磁电机矢量控制 被引量：8
12
作者 赵纪龙 林明耀 +1 位作者 裴召刚 韩臻 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期929-934,共6页
为了研究轴向磁场磁通切换永磁(AFFSPM)电机在恒转矩和恒功率区域的运行性能,分析了AFFSPM电机的结构特征,推导了AFFSPM电机的数学模型.基于矢量控制建立了AFFSPM电机的驱动系统.在恒转矩区域,采用了最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并与i... 为了研究轴向磁场磁通切换永磁(AFFSPM)电机在恒转矩和恒功率区域的运行性能,分析了AFFSPM电机的结构特征,推导了AFFSPM电机的数学模型.基于矢量控制建立了AFFSPM电机的驱动系统.在恒转矩区域,采用了最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并与id=0控制进行了对比;在恒功率区域,采用了一种基于电感补偿且保持q轴反电势不变的弱磁控制策略,并与普通弱磁控制进行了对比.仿真与实验结果表明,MTPA控制可以减小AFFSPM电机的铜耗.基于电感补偿的弱磁控制可以拓宽AFFSPM电机的恒功率运行范围,提高了AFFSPM电机运行性能,且AFFSPM电机轴向长度短、转子结构简单,因此比较适合用作电动汽车轮毂电机. 展开更多
关键词 AFFSPM 最大转矩电流比 弱磁 电动汽车
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基于电–热双向耦合的磁场调制型磁通切换电机设计与性能分析 被引量：8
13
作者 刘畅 朱孝勇 +2 位作者 杜怿 全力 项子旋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期6237-6245,共9页
以一种12/22极磁场调制型外转子磁通切换(outer-rotor flux-switching permanent magnet,OR-FSPM)电机为例,基于磁场调制原理对其进行分析。通过分析气隙磁密谐波,确定绕组的连接方式。此外,考虑到永磁材料易受温度影响,提出一种能实时... 以一种12/22极磁场调制型外转子磁通切换(outer-rotor flux-switching permanent magnet,OR-FSPM)电机为例,基于磁场调制原理对其进行分析。通过分析气隙磁密谐波,确定绕组的连接方式。此外,考虑到永磁材料易受温度影响,提出一种能实时交换数据的电-热双向耦合方法。通过推导永磁体不同温度下的Bi-H曲线,来获得相应的整个温度区间的B-H曲线,从而进一步采用电–热双向耦合方法对电机进行热分析,并与传统的热分析结果比较。然后,将双向耦合分析得到的实际性能反馈到初始设计中,在设计中考虑温度影响,调整电机参数,提升电机实际性能。最后,制造样机并实验,理论分析和实验结果验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 磁通切换电机 磁场调制原理 谐波分析 电热双向耦合 反馈设计
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基于谐波抑制和扰动观测器的磁通切换永磁直线电机联合控制方法 被引量：8
14
作者 孟高军 袁野 +2 位作者 张亮 孙玉坤 刘海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1957-1966,共10页
为解决磁通切换永磁直线(LFSPM)电机驱动系统推力波动较大的问题,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力以及参数摄动、外部扰动等非线性因素对电机运行稳定性的影响,提出了一种将谐波抑制算法和扰动观测器相结合的联合控制... 为解决磁通切换永磁直线(LFSPM)电机驱动系统推力波动较大的问题,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力以及参数摄动、外部扰动等非线性因素对电机运行稳定性的影响,提出了一种将谐波抑制算法和扰动观测器相结合的联合控制策略。首先,在分析磁通切换永磁直线电机定位力的基础上,通过注入谐波电流产生的电磁推力抵消定位力的主要谐波分量,从而实现对定位力的补偿;同时将参数摄动引起的电机模型误差和外部干扰视为系统扰动,利用扰动观测器对其进行观测,并将观测值作为补偿信号反馈到输入端以抵消扰动对系统的影响,在保证对系统扰动有较强鲁棒性的同时,提高系统的动态性能。最后,搭建了基于A&D5435半实物装置的实验平台,并通过实验研究验证了所提控制算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 推力波动 谐波抑制 扰动观测器 联合控制
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带定位力补偿的扩张观测器磁通切换永磁直线电机无位置传感器控制策略 被引量：8
15
作者 孟高军 袁野 +2 位作者 孙玉坤 朱志莹 刘海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4091-4101,共11页
为了提高磁通切换永磁直线(LFSPM)电机无位置传感器控制性能,同时针对该电机双凸极结构引起的定位力较大的缺陷,提出一种带有定位力补偿的扩张观测器无位置传感器控制策略。首先,建立合成反电动势模型,研究通过将反电动势估算值反馈引... 为了提高磁通切换永磁直线(LFSPM)电机无位置传感器控制性能,同时针对该电机双凸极结构引起的定位力较大的缺陷,提出一种带有定位力补偿的扩张观测器无位置传感器控制策略。首先,建立合成反电动势模型,研究通过将反电动势估算值反馈引入到定子电流观测计算中的动子位置估算方法,同时为提高观测精度,将两相静止坐标下电流状态方程的反电动势作为系统干扰,通过扩张状态观测器进行准确估计,并采用归一化的正交锁相环来获得动子位置信息,在此基础上,给出自适应滑模速度控制器的设计方法,利用电流谐波注入法对观测的定位力进行前馈补偿,以便消除因定位力时变引起的动子速度和位置估算稳态误差,提高滑模控制抗扰性能。仿真结果表明,系统扰动观测值在能够快速准确地跟踪实际值的同时进一步抑制位置估算误差,基于A&D5435半实物装置搭建硬件电路,实验结果进一步验证了所提方法的有效性,实现了LFSPM电机在不同工况运行条件下的无位置准确跟踪。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 定位力 扩张状态观测器 前馈补偿 无位置传感器
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转子切向旋转和径向悬浮解耦的单绕组无轴承磁通切换电机驱动控制策略研究 被引量：8
16
作者 郑梦飞 周扬忠 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期185-194,共10页
为了进一步提高定子绕组、定子槽空间等的利用率,在维持传统12/10磁通切换电机12个线圈基本结构基础上,通过合理的线圈分相,构建能够在空间产生互差120°三个对称悬浮力分量的六相单绕组;针对该绕组结构,从偏置磁场和悬浮电流分量角... 为了进一步提高定子绕组、定子槽空间等的利用率,在维持传统12/10磁通切换电机12个线圈基本结构基础上,通过合理的线圈分相,构建能够在空间产生互差120°三个对称悬浮力分量的六相单绕组;针对该绕组结构,从偏置磁场和悬浮电流分量角度,建立转子径向悬浮力模型;构建转子切向旋转和径向悬浮相互解耦的驱动控制策略。利用有限元分析和实验相结合方法,对所提驱动系统进行验证,结果表明,转子在额定负载情况下,径向位移控制误差小于±0.15 mm;转子切向和径向控制相互解耦。 展开更多
关键词 无轴承磁通切换永磁电机 悬浮力模型 单绕组结构 解耦控制
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基于改进子域模型的双绕组无轴承磁通切换电机磁场解析计算 被引量：7
17
作者 崔征山 周扬忠 周祎豪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期66-77,共12页
针对双绕组无轴承磁通切换永磁电机的复杂结构,通过建立一种改进的子域模型来分析电机电磁特性。对于悬浮绕组采用分布式双层绕组嵌放方式,提出了一种等效电流分析方法,将上、下层绕组电流等效为同一电流元。与传统子域模型中分布式双... 针对双绕组无轴承磁通切换永磁电机的复杂结构,通过建立一种改进的子域模型来分析电机电磁特性。对于悬浮绕组采用分布式双层绕组嵌放方式,提出了一种等效电流分析方法,将上、下层绕组电流等效为同一电流元。与传统子域模型中分布式双层绕组分析法相比,所提改进子域模型法可减少求解变量的个数,将未知参数矩阵从22阶简化到18阶,降低了磁场计算的复杂程度。考虑实际电机铁心材料具有非线性,提出一种考虑磁饱和的相对磁导函数补偿方法,将定、转子齿部的饱和磁阻近似等效为对应齿前气隙磁阻的增加量,通过等效增大电机气隙长度来间接反应铁心的饱和状况。之后,依据电机磁动势守恒原则,推导出线性与非线性条件下的气隙磁密解析关系。最后,利用有限元法和样机实验验证本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 双绕组无轴承磁通切换永磁电机 改进子域模型 分布式双层绕组 等效电流 相对磁导函数补偿法 磁动势守恒
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新型双绕组无轴承磁通切换永磁电机的设计与分析 被引量：7
18
作者 孙宇新 吴昊洋 +2 位作者 施凯 唐敬伟 沈启康 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期1096-1104,共9页
为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工... 为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工血液泵的场合.该电机结合了无轴承永磁电机和磁通切换永磁电机的特性,具有悬浮力密度和转矩密度高、悬浮力脉动和转矩脉动低、转矩和悬浮力耦合程度低以及直接方便的悬浮力调节性能等优点.首先介绍了该电机的结构和运行原理,其次建立了电磁转矩和悬浮力的数学模型,以增大转矩密度与悬浮力密度和减小转矩脉动与悬浮力脉动为目标,对该电机的关键尺寸参数进行了优化设计.最后基于有限元法分析了该电机的空载反电动势、转矩、悬浮力以及转矩与悬浮力之间的耦合等电磁性能,验证了该电机的优点. 展开更多
关键词 无轴承永磁电机 磁通切换永磁电机 有限元分析 数学模型 优化设计
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轴向磁通切换永磁电机双矢量合成模型预测磁链控制 被引量：6
19
作者 张蔚 翟良冠 +1 位作者 梁惺彦 袁晓强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1946-1959,共14页
为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机(axial field flux-switching permanent magnet machine,AFFSPMM)的转矩和定子磁链脉动,提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制(two-vector synthetic model predictive flux c... 为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机(axial field flux-switching permanent magnet machine,AFFSPMM)的转矩和定子磁链脉动,提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制(two-vector synthetic model predictive flux control,TVS-MPFC)方法。首先,为了消除传统模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)价值函数中的加权因子,推导TVS-MPFC的等效价值函数;然后,根据无差拍控制估算参考电压矢量;接着,在一个控制周期内,采用双电压矢量的控制方法来提高控制系统的稳定性,其中第一个电压矢量直接选定为有效矢量,而第二个电压矢量在有效矢量和零矢量之间进行选择;最后,根据磁链矢量跟踪误差最小化原理,确定所选电压矢量的占空比。通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。结果表明,与传统MPTC和DB-MPFC相比,所提TVS-MPFC改善了AFFSPMM控制系统稳态性能,特别是在低速和超低速运行的工况下效果更明显。 展开更多
关键词 模型预测磁链控制 轴向磁场磁通切换永磁电机 转矩脉动抑制 双矢量合成 磁链矢量跟踪误差最小化
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基于改进滑模观测器的无位置传感器AFFSPM电机模型预测磁链控制 被引量：2
20
作者 何坚彪 张蔚 翟良冠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期1189-1199,共11页
为了提高轴向磁场磁通切换永磁(axial field fluxswitching permanent magnet,AFFSPM)电机无位置传感器位置检测精度,同时抑制该电机的转矩和磁链脉动,该文提出一种基于改进滑模观测器(sliding mode observer,SMO)的无位置传感器AFFSPM... 为了提高轴向磁场磁通切换永磁(axial field fluxswitching permanent magnet,AFFSPM)电机无位置传感器位置检测精度,同时抑制该电机的转矩和磁链脉动,该文提出一种基于改进滑模观测器(sliding mode observer,SMO)的无位置传感器AFFSPM电机模型预测磁链控制方法。首先,基于传统滑模观测器,设计边界层可随滑模面误差自调节的反正弦饱和函数,削弱系统抖振,改善系统稳态性能;接着,将扩展卡尔曼滤波器及幅值补偿环节代替单一低通滤波器,并通过内嵌二阶广义积分器的软件锁相环估算转子位置角和速度,消除位置角补偿,提高位置观测精确度;最后,将估算的转子位置角和速度反馈到模型预测磁链控制模块,完成无位置传感器控制。该文通过理论推导、仿真与实验研究验证所提出的控制策略可有效提高AFFSPM电机无传感器控制的稳态和动态性能。 展开更多
关键词 无位置传感器控制 滑模观测器 反正弦饱和函数 模型预测磁链控制 磁通切换永磁电机
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