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六相开关磁阻电机N+2功率变换器断路故障状态下的中点电流特性分析
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作者 管旻珺 朱姝姝 +1 位作者 张磊 刘闯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期407-416,共10页
针对多相开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)功率变换器结构复杂、体积大、成本高,电机本体出线过多等问题,该文提出一种N+2式功率变换器拓扑,并将其应用于六相SRM。该拓扑采用2个开关管代替裂相式拓扑中的中点分压电容,可有... 针对多相开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)功率变换器结构复杂、体积大、成本高,电机本体出线过多等问题,该文提出一种N+2式功率变换器拓扑,并将其应用于六相SRM。该拓扑采用2个开关管代替裂相式拓扑中的中点分压电容,可有效地减少功率变换器的成本和重量,同时具有一定的容错运行能力。另外,由于2个中点开关管的引入,各相并非完全独立运行,中点电流包含各相电流的信息。该文介绍在5种不同故障情况下中点电流的变化情况,对比不同故障对输出转矩的影响。最后利用一台12/10结构的六相SRM对提出的N+2功率变换器进行相关实验。观测正常工作状态和不同故障状态下相电流、中点电流等特征波形的变化。实验结果可以验证理论分析的结果。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 多相电机 新型功率变换器 中点电流检测 故障诊断
带位置误差校正的开关磁阻电机电流梯度法 预览
2
作者 曾辉 杨向宇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期83-89,共7页
电流梯度法是一种通用性强,操作简单的无位置传感器技术。该方法对相电流进行低通滤波时导致相位后移,且转速越大,位置检测偏差越大,限制了适用的转速范围。对此采用零相移滤波方法,计算上一周波相电流因滤波产生的相移角,并对当前时刻... 电流梯度法是一种通用性强,操作简单的无位置传感器技术。该方法对相电流进行低通滤波时导致相位后移,且转速越大,位置检测偏差越大,限制了适用的转速范围。对此采用零相移滤波方法,计算上一周波相电流因滤波产生的相移角,并对当前时刻输出的位置角进行补偿,提高位置检测精确度。分析了PWM控制方式下的相电流波形频谱,以确定合适的滤波截止频率。实验结果表明所提方法将转速对位置检测精确度的影响降低了86%,扩大了电流梯度法适用的转速范围。 展开更多
关键词 无位置传感器控制 零相移滤波器 电流梯度法 开关磁阻电机 位置检测
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SRM的模糊—微分先行单神经元PID控制 预览
3
作者 党选举 彭慧敏 《计算机仿真》 北大核心 2019年第2期342-347,共6页
针对开关磁阻电机低速运行状态下转矩脉动大的问题,分析单神经元PID原理和开关磁阻电机特性,采用微分先行代替原有的微分,并且引入模糊控制对微分先行单神经元PID的输出增益调节以获得较好的控制性能,提出了模糊—微分先行单神经元PID... 针对开关磁阻电机低速运行状态下转矩脉动大的问题,分析单神经元PID原理和开关磁阻电机特性,采用微分先行代替原有的微分,并且引入模糊控制对微分先行单神经元PID的输出增益调节以获得较好的控制性能,提出了模糊—微分先行单神经元PID控制器。将设计的模糊—微分先行单神经元PID控制器用于开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制,并与基于单神经元PID的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制进行仿真比较。仿真结果表明,所提出方法有效地减小了开关磁阻电机的转矩脉动,且系统动态性能良好。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 微分先行 模糊控制 转矩脉动
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基于协同控制策略的开关磁阻电机性能优化 预览
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作者 刘勇智 万宸旭 +1 位作者 戴聪 周政 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期21-24,50共5页
基于航空开关磁阻起动/发电系统的研究背景,其高度的非线性和严苛的性能需求对控制器的控制性能提出了很高的要求。为保证系统的鲁棒性,这里将协同控制方法引入该系统,分析了系统重要的性能指标,设计了相应的流形,实现了开关磁阻电机(S... 基于航空开关磁阻起动/发电系统的研究背景,其高度的非线性和严苛的性能需求对控制器的控制性能提出了很高的要求。为保证系统的鲁棒性,这里将协同控制方法引入该系统,分析了系统重要的性能指标,设计了相应的流形,实现了开关磁阻电机(SRM)的协同控制,并对系统在该控制器下的起动、抗干扰、转速、位置跟随性能进行了验证。仿真和实验结果表明,该系统起动无超调,响应速度快,稳态误差小,对外部负载扰动和给定转速变化均具有较强的鲁棒性和适应性。与传统的比例积分微分(PID)控制器相比,协同控制下系统具有较小的转矩脉动和更好的动、静态性能,能够适应航空产业的需求。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 协同控制 抗干扰
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无铁心永磁同步直线电机电磁-热-应力耦合分析 预览
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作者 李争 岳非弘 +2 位作者 王蕾永 刘慧贤 王群京 《微电机》 北大核心 2019年第4期1-6,共6页
无铁心永磁同步直线电机提高推力密度的方案之一是增大动子电流,但增大动子电流会导致动子发热增加。长时间工作于高温状态有可能引起永磁体退磁发生形变,降低电机工作精度等严重后果。因此,研究无铁心永磁同步直线电机的磁热耦合对直... 无铁心永磁同步直线电机提高推力密度的方案之一是增大动子电流,但增大动子电流会导致动子发热增加。长时间工作于高温状态有可能引起永磁体退磁发生形变,降低电机工作精度等严重后果。因此,研究无铁心永磁同步直线电机的磁热耦合对直线电机的影响具有重要意义。通过解析法和有限元法相结合分析计算得到电机的永磁体磁场分布。同时针对电机的温度场,应力场耦合分析。基于有限元法从温度场设计方面对该电机进行磁热耦合分析,给出电机温度场分布图和温升情况,以及磁热耦合密度云图。利用高斯计等仪器组成的实验平台,监测电机在运动过程中的温升情况以及磁场变化。为下一步冷却结构和流体的设计研究提供依据。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 有限元 分块组合 磁场 耦合场
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低压电动车开关磁阻电机隔离驱动技术 预览
6
作者 蔡骏 向程 +2 位作者 刘泽远 邵雨楠 吴少龙 《电机与控制应用》 2019年第2期109-113,共5页
在传统的低压电动车开关磁阻电机(SRM)驱动系统的设计中,优先考虑的问题是系统的体积和成本。通常在MOSFET驱动电路、相电流和母线电压采样电路设计中直接忽略了数字地和功率地的隔离问题,使得整个驱动系统的可靠性大打折扣。在保持传... 在传统的低压电动车开关磁阻电机(SRM)驱动系统的设计中,优先考虑的问题是系统的体积和成本。通常在MOSFET驱动电路、相电流和母线电压采样电路设计中直接忽略了数字地和功率地的隔离问题,使得整个驱动系统的可靠性大打折扣。在保持传统的非隔离驱动系统中驱动电路和电阻采样电路的基础上,提出采用高速光耦实现PWM控制信号与MOSFET驱动信号的隔离,采用线性光耦实现相电流和母线电压采样信号与控制器AD采样信号之间的隔离。该方式可以在尽量不增加系统体积和成本的情况下,实现数字地和功率地隔离,从而进一步提升低压电动车SRM驱动系统的可靠性,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 电动车 驱动系统 隔离
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开关磁阻电机矩角特性模型非线性拟合方法
7
作者 叶威 马齐爽 +1 位作者 徐萍 张珀铭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期83-92,共10页
开关磁阻电机难以采用传统电机分析方法进行建模,通过分析开关磁阻电机电磁转矩生成原理,确定了不同电机饱和状态下电磁转矩与相电感导数之间的关系。用分段函数非线性拟合的方式对电感导数曲线进行建模,再进一步得到开关磁阻电机可逆... 开关磁阻电机难以采用传统电机分析方法进行建模,通过分析开关磁阻电机电磁转矩生成原理,确定了不同电机饱和状态下电磁转矩与相电感导数之间的关系。用分段函数非线性拟合的方式对电感导数曲线进行建模,再进一步得到开关磁阻电机可逆矩角特性的解析模型,并基于电机的结构参数和约束条件逐一确定和优化了模型的各个参数。利用可逆矩角特性模型,可以方便地计算电机磁化曲线和瞬时磁链,给电机设计及驱动控制带来很大的方便。通过2个样机的实测数据和有限元结果对该模型解析计算结果的准确性进行了验证。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 建模 非线性 矩角特性 曲线拟合
基于TSF与模糊开关角的SRM建模与控制系统仿真研究 预览
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作者 郭金茹 栾茹 衣俊艳 《电气传动》 北大核心 2019年第1期18-22,共5页
开关磁阻电机(SRM)的模型直接影响电机性能分析以及控制效果,虽然SRM结构简单,但开关磁阻电机双凸结构和磁路的严重饱和,使其精确建模十分困难。针对这一问题,提出一种基于BP神经网络建立开关磁阻电机电流、转矩模型的查表方法。利用有... 开关磁阻电机(SRM)的模型直接影响电机性能分析以及控制效果,虽然SRM结构简单,但开关磁阻电机双凸结构和磁路的严重饱和,使其精确建模十分困难。针对这一问题,提出一种基于BP神经网络建立开关磁阻电机电流、转矩模型的查表方法。利用有限元软件得到的样本数据对BP神经网络进行离线训练,输出期望数据,用于查表法的SRM非线性模型。利用转矩分配控制和模糊开关角控制可有效抑制SRM的转矩脉动。仿真实验结果表明,所提方法转矩计算速度快、计算精度高,可以满足实时控制的要求,有效地减小了电机的转矩脉动。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 BP神经网络 二维查表法 转矩分配控制 模糊开关
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新能源汽车的开关磁阻电机神经网络预测控制 预览
9
作者 徐杰 陈璞 +1 位作者 赵婷 曾铮 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期40-43,共4页
开关磁阻电机(SRM)常用作新能源电动汽车的驱动电机,但其转矩脉动大,影响整个调速系统正常工作,此处提出一种基于神经网络预测控制减小SRM转矩脉动的方法。首先,搭建系统数学模型,用建立的电机模型根据前一时刻和当前时刻状态值和釆样... 开关磁阻电机(SRM)常用作新能源电动汽车的驱动电机,但其转矩脉动大,影响整个调速系统正常工作,此处提出一种基于神经网络预测控制减小SRM转矩脉动的方法。首先,搭建系统数学模型,用建立的电机模型根据前一时刻和当前时刻状态值和釆样的定子电流、转子位置及母线电压预测出下一时刻的转矩值;其次,定义一个基于预测转矩与参考转矩误差和相电流双目标控制的代价函数;然后,提出用离散空间矢量的方法评估一系列虚拟状态值,结合代价函数得到一个最优的虚拟状态值;最后,在神经网络预测控制系统中引入该虚拟状态值,实现对SRM转矩脉动的控制。为验证所提控制策略,在Matlab中对SRM转矩控制系统进行仿真,此外,搭建15kW的SRM实验平台,仿真实验结果均表明,所提控制策略正确、可靠。 展开更多
关键词 电动汽车 开关磁阻电机 预测控制 神经网络 转矩脉动
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一种改进的四相开关磁阻电机直接转矩控制策略研究 预览
10
作者 桑徐阳 颜钢锋 +1 位作者 王远东 时侠圣 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第1期60-65,共6页
针对开关磁阻电机转矩脉动大、启动时转子震荡的问题,将改进磁链估算模型和PWM技术应用到开关磁阻电机的直接转矩控制策略中。对四相开关磁阻电机的直接转矩控制策略进行了研究,设计了合适的磁链模型和开关表,分析了电机启动时转子震荡... 针对开关磁阻电机转矩脉动大、启动时转子震荡的问题,将改进磁链估算模型和PWM技术应用到开关磁阻电机的直接转矩控制策略中。对四相开关磁阻电机的直接转矩控制策略进行了研究,设计了合适的磁链模型和开关表,分析了电机启动时转子震荡的原因,设计了参考转速变化的磁链估算模型;将PWM技术和直接转矩控制策略结合起来,提出了通过占空比调节控制周期内等效电压的大小,进而控制转矩改变量大小的方法;在Matlab/Simulink平台上,对优化前后电机的启动性能和转矩脉动抑制效果进行了仿真分析。研究结果表明:加入改进磁链估算模型后,有效解决了启动时转子震荡的问题,提高了启动转矩;引入PWM的开关磁阻电机直接转矩控制策略具有更好的转矩脉动抑制效果。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 直接转矩控制 启动优化 脉宽调制
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基于模糊自适应PID的开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制 预览
11
作者 程勇 曹晓晓 《电机与控制应用》 2019年第1期40-47,共8页
开关磁阻电机(SRM)具有转矩脉动较大的特点。提出一种结合滞环控制和脉宽调制(PWM)的直接瞬时转矩控制策略解决此类问题。分析了转矩在控制过程中出现大波动的机理,制订了单相区和换相区不同控制方法。考虑到转矩在不同条件下输出特性,... 开关磁阻电机(SRM)具有转矩脉动较大的特点。提出一种结合滞环控制和脉宽调制(PWM)的直接瞬时转矩控制策略解决此类问题。分析了转矩在控制过程中出现大波动的机理,制订了单相区和换相区不同控制方法。考虑到转矩在不同条件下输出特性,将PWM等效策略引入滞环限间,优化了转矩控制效果。加入了模糊自适应PID控制器,提高系统响应性能。仿真结果表明该控制策略响应速度快,能有效地抑制SRM的转矩脉动。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 直接瞬时转矩控制器 模糊自适应PID控制器 脉宽调制 转矩脉动
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一种开关磁阻电机复合模糊自整定PI控制器设计
12
作者 李红伟 唐学建 +2 位作者 陈佩斯 赵云飞 李习辉 《控制与信息技术》 2019年第1期27-31,38共6页
针对Matlab/Simulink中开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)模型普适性不高的问题,文章通过对一台三相6/4开关磁阻电机进行有限元仿真,求出转子处于不同位置时磁力线的变化情况,并将磁化特性曲线数据导入Simulink的SRM模型中,... 针对Matlab/Simulink中开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)模型普适性不高的问题,文章通过对一台三相6/4开关磁阻电机进行有限元仿真,求出转子处于不同位置时磁力线的变化情况,并将磁化特性曲线数据导入Simulink的SRM模型中,使仿真模型更贴合实际电机模型。为提升SRM调速系统动态响应性能,将模糊控制引入PI控制中,结合模糊控制与PI控制的优点,设计了一种复合模糊自整定PI控制器,并优化了SRM调速策略。通过突加负载与突变期望转速仿真实验,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 有限元仿真 MATLAB/SIMULINK 复合模糊自整定PI控制
基于BP神经网络的开关磁阻电机建模及仿真 预览
13
作者 饶哲宇 王进华 《电气开关》 2019年第1期37-40,44共5页
为了改善开关磁阻电机的性能分析和控制效果,建立精确的开关磁阻电机模型是极其重要的。在获得准确的电机电磁特性基础上,利用神经网络所具有的非线性映射能力,建立开关磁阻电机非线性模型。本文采用基于附加动量法的BP神经网络建立开... 为了改善开关磁阻电机的性能分析和控制效果,建立精确的开关磁阻电机模型是极其重要的。在获得准确的电机电磁特性基础上,利用神经网络所具有的非线性映射能力,建立开关磁阻电机非线性模型。本文采用基于附加动量法的BP神经网络建立开关磁阻电机磁链模型和转矩模型,同时在Matlab/Simulink平台上搭建电机控制系统模型。实验表明,该建模方法能满足开关磁阻电机驱动系统的高性能要求。 展开更多
关键词 BP神经网络 建模 开关磁阻电机
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考虑小电感区电感变化量的开关磁阻电机开关角优化方法 预览
14
作者 曲兵妮 宋世潮 +1 位作者 宋建成 田德翔 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期87-93,共7页
开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)电磁特性具有高度非线性的特点,采用传统的开关角优化方法很难取得理想的控制效果。以三相12/8极SRM为研究对象,采用有限元方法计算了样机的电磁特性,分析了小电感区的非线性特点,建立了电... 开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)电磁特性具有高度非线性的特点,采用传统的开关角优化方法很难取得理想的控制效果。以三相12/8极SRM为研究对象,采用有限元方法计算了样机的电磁特性,分析了小电感区的非线性特点,建立了电机小电感区内的非线性数学模型,推导了最优开通角的解析式,根据开通角解析式与电机运行时的磁链变化规律,得出了最优关断角解析式,实现了不同转速下开通角与关断角的自适应调节。实验结果表明:改进的开关角优化方法简单有效,提高了系统运行效率和带载能力。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 小电感区 开通角 关断角
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三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制方法 预览
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作者 杨晓生 曹广忠 +2 位作者 黄苏丹 吴超 符兴东 《微特电机》 2019年第3期70-76,86共8页
针对开关磁阻电机转矩脉动大与其不对称半桥驱动控制系统开发周期长的问题,研究了一种基于转矩分配函数的三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制方法。利用三相全桥控制方式,分析了开关磁阻电机的控制逻辑,根据控制逻辑划分转角区间,进而... 针对开关磁阻电机转矩脉动大与其不对称半桥驱动控制系统开发周期长的问题,研究了一种基于转矩分配函数的三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制方法。利用三相全桥控制方式,分析了开关磁阻电机的控制逻辑,根据控制逻辑划分转角区间,进而推导了不同转矩区间的转矩模型,用推导的转矩模型确定了基于转矩分配函数的控制方法,构建了基于转矩分配函数的三相全桥式开关磁阻电机转矩脉动抑制控制系统结构,并对控制系统进行了实验研究。实验结果验证了该转矩脉动抑制方法的有效性。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 三相全桥 转矩分配 转矩脉动抑制
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永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻优化设计 预览
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作者 刘勇智 鄯成龙 +2 位作者 林博闻 王程 戴聪 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第1期166-171,共6页
针对开关磁阻电机低功率密度和低材料利用率的问题,为了进一步优化电机的转矩特性,将永磁体应用在开关磁阻电机之中,设计了一台三相12/10极永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻电机。在分析该电机结构和工作原理的基础上,采用电机设计理论... 针对开关磁阻电机低功率密度和低材料利用率的问题,为了进一步优化电机的转矩特性,将永磁体应用在开关磁阻电机之中,设计了一台三相12/10极永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻电机。在分析该电机结构和工作原理的基础上,采用电机设计理论对该电机进行结构设计,并且采用有限元软件进行仿真。在瞬态场条件下验证了该模型的正确性,在稳态场条件下仿真得到电感特性曲线、磁链特性曲线和转矩特性曲线,建立了精确的非线性模型。仿真结果表明该电机的转矩特性得到了明显提高。最后,采用遗传算法对电机主要结构参数进行了多目标优化设计,进一步提高了该电机的平均转矩并降低其转矩脉动。 展开更多
关键词 混合励磁 开关磁阻电机 优化设计 遗传算法 有限元分析
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轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动研究进展 预览
17
作者 王艳阳 杨馥宁 商福兴 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期11-17,共7页
通过综述国内外开关磁阻电机振动问题的研究,重点分析了开关磁阻轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动问题,以期进一步明确开关磁阻轮毂电机噪声和振动产生机理及控制方法,为解决开关磁阻电机不平衡径向力导致的电动汽车平顺性与操纵稳... 通过综述国内外开关磁阻电机振动问题的研究,重点分析了开关磁阻轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动问题,以期进一步明确开关磁阻轮毂电机噪声和振动产生机理及控制方法,为解决开关磁阻电机不平衡径向力导致的电动汽车平顺性与操纵稳定性矛盾恶化的问题提出合理的解决思路,并对有待进一步解决的问题进行了讨论,对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 不平衡径向力 轮毂驱动 整车振动 振动控制
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基于Super-Twisting滑模的SRM直接转矩控制 预览
18
作者 王玲 章国宝 《计算机科学与应用》 2019年第2期220-226,共7页
因为开关磁阻电机(SRM)具有很多优良品质,所以如何抑制它的转矩抖振使其能够得到更广泛的应用与推广成了学界的热点问题。传统的开关磁阻电机直接转矩控制(DTC)虽然能在一定程度上抑制电磁转矩脉动,但其抑制效果有限并存在超调过大、鲁... 因为开关磁阻电机(SRM)具有很多优良品质,所以如何抑制它的转矩抖振使其能够得到更广泛的应用与推广成了学界的热点问题。传统的开关磁阻电机直接转矩控制(DTC)虽然能在一定程度上抑制电磁转矩脉动,但其抑制效果有限并存在超调过大、鲁棒性较差等问题。对此本文设计了一种基于Super-twisting滑模控制的直接转矩控制器,此外对直接转矩控制器也进行了一定的改进,最后利用MATLAB/Simulink 进行建模仿真分析。结果表明,与传统直接转矩控制相比,基于滑模控制策略的开关磁阻电机改进直接转矩控制系统有效地改善了系统的控制性能,使电磁转矩脉动更小,满足了控制需求。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 直接转矩控制 滑模控制
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基于开关磁阻电机的储能飞轮充放电控制 预览
19
作者 朱彦波 石朋飞 李光军 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第1期155-161,共7页
根据开关磁阻电机的特性建立了储能飞轮的数学模型,采用Matlab/Simulink仿真分析了系统最大允许电流和电机开断角对系统控制性能的影响。设计了系统充放电控制方式,仿真结果表明,采用电流斩波与角度位置相结合的速度电流双闭环控制方式... 根据开关磁阻电机的特性建立了储能飞轮的数学模型,采用Matlab/Simulink仿真分析了系统最大允许电流和电机开断角对系统控制性能的影响。设计了系统充放电控制方式,仿真结果表明,采用电流斩波与角度位置相结合的速度电流双闭环控制方式进行充电控制,采用电流斩波控制的电压电流双闭环控制方式进行放电控制,系统充放电过程具有响应速度快、稳态精度高的特点。最后通过仿真验证了开关磁阻式储能飞轮用作不间断电源的可行性。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 飞轮 充放电
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12/8极开关磁阻电机的转矩数学模型研究 预览
20
作者 曾敏 《机电信息》 2019年第3期20-21,共2页
针对三相12/8极开关磁阻电机,在分析其结构和原理的基础上,建立了4支路等效磁路模型,进而得到基于气隙磁导的绕组自感表达式,并推导出气隙磁导表达式;根据电感储能公式,联立绕组自感表达式、气隙磁导表达式,得到电机转矩数学模型。在有... 针对三相12/8极开关磁阻电机,在分析其结构和原理的基础上,建立了4支路等效磁路模型,进而得到基于气隙磁导的绕组自感表达式,并推导出气隙磁导表达式;根据电感储能公式,联立绕组自感表达式、气隙磁导表达式,得到电机转矩数学模型。在有限元分析软件Ansys Maxwell 2D中建立电机模型,通过仿真对所求得的数学模型进行验证,仿真结果证明了该转矩数学模型的正确性。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 转矩 数学模型 有限元
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