混合励磁型无轴承磁通切换电机损耗最小控制

作     者：何佳佳 周扬忠 HE Jiajia;ZHOU Yangzhong

作者机构：福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福建福州350108 

出 版 物：《电机与控制学报》 (Electric Machines and Control)

年 卷 期：2023年第27卷第9期

页      面：53-62页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：福建省自然科学基金(2021J02023) 

主　　题：混合励磁 无轴承磁通切换电机 损耗最小控制 BP神经网络 铁耗模型 广义模式搜寻 

摘      要：混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占比,构建BFSHEM损耗最小控制策略以实现电机系统的总损耗最小。首先利用有限元仿真分析电机的铜耗及铁耗,从而确定影响电机损耗的可控电磁变量。由于影响BFSHEM铁耗的电磁变量较多,且各变量间耦合较强,鉴于现有铁耗模型难以兼顾BFSHEM铁耗计算的精度与速度要求,提出利用BP神经网络拟合出铁耗与各电磁变量的响应模型,之后使用广义模式直接搜索算法在线求解BFSHEM损耗模型的最优解,最后通过BFSHEM控制系统输出能够实现电机最小损耗的最优电流分配值。仿真及实验结果表明,BFSHEM损耗最小控制能够有效减少电机总损耗,减轻电枢绕组散热压力,提升电机输出效率,具有良好的应用前景。