中国航空科学基金(05F52040)
- 作品数：24 被引量：213H指数：11
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- 三相串联励磁式无轴承开关磁阻发电机原理与实现被引量：13
- 2013年
- 为减少无轴承开关磁阻发电机(BSRG)所需功率器件数目,提出了一种将相邻三相定子齿极上的励磁绕组串联的新型发电励磁方式。在详细阐述其工作原理的基础上,从两套绕组的电压方程出发,建立其电流模型,进而结合磁链-电流曲线分析不同发电模态下的机电能量转换过程。根据悬浮力数学模型,提出相应控制策略以实现电机稳定悬浮发电运行,实验结果证实了所提方案的有效性。
- 曹鑫邓智泉庄铮赵丽丹
- 关键词：数学模型控制策略
- 控制策略对无轴承开关磁阻电机铁心损耗的影响被引量：7
- 2009年
- 分析了无轴承开关磁阻电机(BSRM)的3种负载控制策略(方波控制策略、最小磁势控制策略和平均悬浮力控制策略),以及每种策略下由悬浮力方程和转矩方程求解超前角和绕组电流的方法。由于控制对象和求解过程所引入约束条件的不同,即便相同负载状况时,3种控制策略求取的超前角和绕组电流结果也不同。利用瞬态有限元法获得了电机的动态磁密分布,并研究了3种控制策略下电机分别表现出的磁场特性。通过双频法分离铁损,分别计算了3种控制策略在不同转速时的电机涡流损耗和磁滞损耗,给出了电机铁心各部分损耗随转速变化的关系,由此得到了3种控制策略对铁心损耗的影响。
- 刘泽远邓智泉王世山曹鑫杨钢王晓琳
- 关键词：无轴承开关磁阻电机控制策略铁心损耗涡流损耗磁滞损耗有限元法
- 无轴承开关磁阻电动机悬浮绕组功率变换器的分析与改进被引量：1
- 2010年
- 简要介绍了无轴承开关磁阻电动机的基本原理,根据转矩和悬浮力的控制策略,分析了三相半桥功率变换器的特点和不足。推导了转矩和悬浮力的小信号模型,分析了变换器绕组电流纹波对转矩和悬浮力的影响。在此基础上,提出了一种改进措施——悬浮绕组功率变换器采用三相四桥臂结构,电流数字滞环采用三态控制方式。然后介绍了三相四桥臂功率变换器的各种工作模式和数学模型,分析了两种变换器在数字滞环控制方式下电流纹波的大小和差别。样机实验结果表明了改进措施的有效性。
- 杨钢邓智泉曹鑫罗建震范冬王晓琳
- 关键词：开关磁阻电动机无轴承悬浮绕组功率变换器
- 一种磁悬浮开关磁阻电机用轴向径向磁轴承被引量：7
- 2011年
- 为了克服现有永磁偏置轴向径向磁轴承的缺陷,研究了一种新型结构的磁悬浮开关磁阻电机用永磁偏置轴向径向磁轴承.分析其结构及工作原理,利用等效磁路法进行分析,得出了轴向悬浮力及径向悬浮力的数学模型,并对数学模型进行了线性化处理,得出了其轴向、径向位移刚度和电流刚度.给出了磁极面积、控制线圈安匝数、定转子结构等主要参数的设计方法,给出了样机参数,用有限元对样机进行了三维仿真分析.理论研究和仿真分析表明:该永磁偏置轴向径向磁轴承结构紧凑,轴向控制磁通和径向控制磁通彼此解耦,控制更加容易,适用于高速、低功耗等场合.
- 赵旭升邓智泉汪波
- 关键词：等效磁路参数设计有限元分析
- 飞轮储能装置用轴向磁轴承及其低功耗策略被引量：7
- 2011年
- 针对垂直放置的飞轮储能装置中磁轴承的低功耗要求,研究一种新型结构的永磁偏置轴向磁轴承,分析其结构和工作原理;采用等效磁路法推导出该型磁轴承的承载力、力/位移系数及力/电流系数的数学表达式;给出主要参数的设计方法,并设计原理样机,利用有限元软件对设计结果进行三维仿真分析。在此基础上,研究轴向气隙不对称的低功耗悬浮策略,理论和仿真分析结果表明:该型磁轴承结构紧凑、控制方便,不对称气隙的低功耗悬浮策略相比于对称气隙,利用偏置磁通在转子铁心上产生了稳定的被动悬浮力,悬浮功耗最多可降低98%。
- 赵旭升邓智泉王晓琳汪波
- 关键词：等效磁路有限元仿真
- 无轴承开关磁阻电机平均悬浮力控制策略被引量：24
- 2009年
- 无轴承开关磁阻电机是一个复杂的非线性系统,因此其控制策略的研究非常重要。高速时由于反电势的增加,使悬浮绕组开通时刻电流难以跟踪,导致瞬时悬浮力难以控制,因此有必要研究基于平均悬浮力和平均转矩的无轴承开关磁阻电机控制策略。根据无轴承开关磁阻电机的悬浮原理和数学模型,设计平均悬浮力和平均转矩的控制策略。主绕组电流和悬浮绕组电流均采用方波控制。推导了平均悬浮力与绕组电流之间的关系,以及主绕组电流和悬浮绕组电流的计算公式。给出了超前角和绕组电流的计算流程。针对12/8结构的无轴承开关磁阻电机,设计了以数字信号处理器TMS320C2812为核心的控制系统。通过实验给出了绕组电流波形和转子位移波形。实验结果显示了电机的稳定悬浮,验证了此控制策略的可行性。
- 杨钢邓智泉曹鑫罗建震王晓琳
- 关键词：开关磁阻电机无轴承超前角控制系统
- 三维有限元法求解无轴承开关磁阻电机电感被引量：4
- 2009年
- 以一台12/8结构的无轴承开关磁阻电机为研究对象,选用不同未知量作为自由度,分别采用双标量磁位法、矢量磁位法和棱边有限元法对电机进行建模及计算,分析端部效应对电机磁场特性的影响;利用增强型能量增量法计算电机主、悬浮绕组的静态电感,研究无轴承开关磁阻电机的电感特性。通过与电感二维计算值和测量值的比较得到:无轴承开关磁阻电机端部效应严重,在不对齐位置处2D计算误差较大;棱边有限元法相对于另两种三维方法在求解高度非线性磁场问题时具有较高的计算精确度。
- 刘泽远王世山邓智泉
- 关键词：开关磁阻电机无轴承开关磁阻电机电感棱边有限元法
- 无轴承开关磁阻全周期发电机输出功率的建模与优化控制被引量：3
- 2012年
- 针对12/8极无轴承开关磁阻全周期发电机(FPBSRG),从两套绕组的电压方程出发,推导了发电电流的分段解析式,基于此建立了发电机在励磁区间的输出功率的数学模型,并分析不同励磁区域对输出功率的影响;基于不同的励磁条件,分析了励磁区间对发电机续流阶段输出功率的影响;提出了励磁区间的优化方法,以实现FPBSRG输出功率的优化控制。试验结果表明了理论分析的正确性。
- 庄铮邓智泉曹鑫赵丽丹
- 关键词：开关角输出功率
- 异极性永磁偏置径向磁轴承的参数设计与实现被引量：10
- 2012年
- 为了克服现有异极性永磁偏置径向磁轴承参数设计的不足,对一种异极性永磁偏置径向磁轴承进行了研究,分析其结构和工作原理。以其为对象提出了一种根据二维有限元仿真结果构建等效磁路,以满足承载力所需的偏置磁场与控制磁场的磁通量为基本目标;并以软磁材料不饱和为约束条件,结合等效磁路,推导出永磁材料和定转子结构的参数设计方法;设计了径向悬浮力400N的原理样机,进行了三维仿真分析和实验验证。结果表明:提出的参数设计方法合理,利用该方法设计的异极性永磁偏置径向磁轴承悬浮性能优良,为其他型永磁偏置磁轴承的研究奠定了基础。
- 赵旭升邓智泉汪波
- 关键词：永磁偏置径向磁轴承等效磁路参数设计有限元仿真
- 无轴承开关磁阻电动机转子偏心补偿控制被引量：1
- 2010年
- 分析了无轴承开关磁阻电动机不平衡振动的特点,提出采用自适应LMS滤波器用于无轴承开关磁阻电动机转子偏心补偿控制的方法。针对固定步长自适应LMS滤波器存在收敛速度和稳态误差之间矛盾的问题,采用了基于S igmoid函数、基于箕舌线和基于抽样函数的三种改进的变步长自适应LMS滤波器对悬浮转子进行补偿控制。仿真结果表明:自适应LMS滤波器可以有效抑制转子的不平衡振动;变步长自适应LMS滤波器不仅具有较快的收敛速度和跟踪速度,稳态误差也能控制在比较小的范围内;基于抽样函数的变步长LMS算法具有更小的稳态误差。
- 张倩影邓智泉杨艳王晓琳
- 关键词：偏心补偿自适应滤波LMS算法变步长
