国家教育部博士点基金(20060287010)
- 作品数：13 被引量：108H指数：7
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- 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
- 适用于无轴承开关磁阻电机的功率变换器设计被引量：12
- 2008年
- 无轴承开关磁阻电机不仅具有开关磁阻电机的优点,而且拓宽了无轴承技术的应用范围。而功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其向电机绕组提供电流,以产生所需转矩和悬浮力,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。根据无轴承开关磁阻电机电磁转矩和悬浮力控制原理,详细分析了其对功率变换器的要求,提出了主绕组功率变换器和悬浮绕组功率变换器的设计原则,并分析了其各种工作模式和数学模型。最后通过对实验样机的调试,给出了实验结果,实现了无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮。
- 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功率变换器悬浮绕组反电势
- 无轴承开关磁阻电机径向电磁力模型被引量：59
- 2009年
- 针对现有无轴承开关磁阻电机数学模型忽略磁饱和或对磁饱和考虑不充分的不足,将麦克斯韦张量法和磁路分析法结合起来,提出了一种计算无轴承开关磁阻电机径向电磁力的方法。该方法考虑了电机运行过程中磁饱和以及转子的偏心位移,能够准确的描述电机径向电磁力的特性,为电机运行状态的离线分析和电机的设计提供了更为可靠的理论依据;该模型同时为无轴承开关磁阻电机电磁振动和噪声的预测与控制提供了理论依据。以一台实验样机为例,建立了考虑磁饱和的无轴承开关磁电机有限元分析模型。仿真结果证明了该解析模型的有效性。
- 杨艳邓智泉曹鑫杨钢王晓琳
- 关键词：无轴承开关磁阻电机磁饱和有限元数学模型
- 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
- 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
- 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
- 基于三相半桥功率变换器的无轴承开关磁阻电机绕组结构分析被引量：6
- 2008年
- 无轴承开关磁阻电机兼有开关磁阻电机和磁轴承的优点。功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其控制绕组电流,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。悬浮绕组功率变换器采用三相半桥结构时,由于负载的不对称,存在中点电压漂移问题。该文简要介绍了电机悬浮原理和数学模型,将功率变换器和电机作为一个整体,分析了中点电压漂移的原因及绕组配置对中点电压的影响。给出了5种绕组结构形式下,各相悬浮力之和及其对中点电压的影响。通过合理配置绕组结构,使电机在恒定径向负载的情况下,中点电压波动大为减小。给出了4种优化的无轴承开关磁阻电机绕组结构。实验结果证明了理论分析的正确性。
- 杨钢邓智泉曹鑫刘泽远罗建震王晓琳
- 关键词：开关磁阻电机无轴承悬浮绕组功率变换器中点电压
- 12/8极无轴承开关磁阻电机定子振动特性分析被引量：11
- 2010年
- 开关磁阻电机(Switched reluctance motor,SRM)由于径向磁拉力导致的振动和噪声问题阻碍了其推广应用;电机定转子偏心时出现的单边磁拉力使振动和噪声更加恶化。本文基于定子周向振动理论和无轴承开关磁阻电机(Bearingless-SRM,BSRM)的径向力特点,分析了将无轴承技术引入SRM后对不平衡径向力起到的补偿作用;给出了同时适用于SRM和BSRM的定子极径向力数学模型,建立了SRM和BSRM的系统仿真模型,分析了两种电机定子极所受的径向力。谐波分析发现:BSRM定子单边磁拉力直流分量及低次谐波含量幅值较SRM大幅减小,因而由此引起的振动和噪声小,更适合于应用在要求低噪声的领域。
- 杨艳邓智泉曹鑫刘泽远王晓琳
- 关键词：开关磁阻电机无轴承振动不平衡磁拉力
- 一种无轴承开关磁阻电机独立控制策略被引量：22
- 2008年
- 基于无轴承开关磁阻电机中平均转矩和径向悬浮力之间独立控制的思想,研究了一种新型的控制策略。其中主绕组电流单、双相交替工作,悬浮绕组电流固定开关角轮流导通15°,实现无轴承电机转矩和悬浮的独立控制并建立该控制策略下的瞬时转矩、平均转矩和径向悬浮力的计算公式,阐述电机控制参数和控制依据,分析了该控制策略的工作区域。仿真和实验结果均证实了理论分析的正确性和可行性。
- 曹鑫邓智泉杨钢王晓琳
- 关键词：无轴承开关磁阻电机控制策略独立控制
