考虑静态端部效应的城轨交通用同心笼次级直线双馈电机矢量控制

作     者：葛健 包振 徐伟 唐一融 廖凯举 

作者机构：高密度电磁动力与系统重点实验室(中国科学院电工研究所) 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 

基　　金：国家自然科学基金（52277050） 中国博士后科学基金（2023M731178）资助项目 

主　　题：直线双馈电机 静态端部效应 矢量控制 城轨交通 

摘      要：同心笼次级直线双馈电机是由同心笼转子无刷双馈电机演变而来的一种新型直线电机，具有功率因数可调、可靠性高、中高速区平均推力下降较小、轨道建设成本较低等优点。然而，因物理结构特殊、工作原理复杂等，迄今对同心笼次级直线双馈电机的静态端部效应控制方法等研究仍不够深入，严重限制了该类电机的进一步发展和应用。为此，该文提出了一种带静态端部效应补偿的功率绕组电压定向矢量控制策略：首先，分析了静态端部效应作用规律和补偿方法，建立了考虑静态端部效应的三相静止坐标系数学模型和简化的两相旋转坐标系数学模型；然后，推导了功率绕组电压定向条件下的初、次级电流数学关系，实现了电磁推力方程中两套初级绕组的解耦控制；最后，大量的仿真和实验分析表明，新方法可通过静态端部效应补偿有效提升电机驱动性能，实现平稳运行。