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双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化

中国电机工程学报 2010年第30期30卷 62-67页

作者：王玉彬程明花为邹国棠东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 香港大学电机电子工程系

推导了双定子永磁无刷(double-stator permanent magnet brushless,DS-PMBL)电机的功率方程。基于所导出的功率方程分析了该电机在不同磁负载下的功率输出特性,从而得到了使DS-PMBL电机获得最大输出功率的最优裂比(内定子外径与外定子... 详细信息

推导了双定子永磁无刷(double-stator permanent magnet brushless,DS-PMBL)电机的功率方程。基于所导出的功率方程分析了该电机在不同磁负载下的功率输出特性,从而得到了使DS-PMBL电机获得最大输出功率的最优裂比(内定子外径与外定子外径之比)的解析表达式。在此基础之上,对内外气隙功率的合理配置进行了定量分析。以一台DS-PMBL样机为例,对其裂比进行了分析与优化,以使其获得最大功率密度。有限元计算结果和样机实验验证了设计方法和理论分析的正确性。

关键词：双定子永磁无刷电机有限元分析裂比优化设计

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新型定子双馈双凸极永磁电机研究

中国电机工程学报 2005年第1期25卷 119-123页

作者：李永斌江建中邹国棠山东大学电气工程学院山东省济南市250061 上海大学机电工程与自动化学院上海市闸北区200072 香港大学电机与电子工程学系

研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的... 详细信息

研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的目的。本文介绍了样机的结构特点,分析了气隙磁通调节范围、直流励磁磁势和并联磁分路磁阻三者之间的关系,进行了样机磁场的有限元计算,样机试验与设计吻合。该电机结构新颖,励磁控制简单,调磁效果明显,励磁损耗小,具有较高的研究和实用价值。

关键词：定子双馈双凸极永磁电机励磁磁通磁势气隙新型调节范围研究

基于NPC三电平九相磁通切换永磁电机的控制

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电机与控制学报 2017年第2期21卷 18-26页

作者：於锋程明花为邹国棠东南大学电气工程学院江苏南京210096 南通大学电气工程学院江苏南通226019 香港大学电机电子工程学系香港999077

多电平逆变技术是大容量变频调速的首选方案,结合多相电机技术可以进一步提升调速系统的容量。本文对中点钳位(neutral point clamped,NPC)型三电平逆变器供电的10 k W、九相磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机调... 详细信息

多电平逆变技术是大容量变频调速的首选方案,结合多相电机技术可以进一步提升调速系统的容量。本文对中点钳位(neutral point clamped,NPC)型三电平逆变器供电的10 k W、九相磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机调速系统进行了仿真和实验研究,探索结合多电平逆变技术和多相电机技术的调速方案。在三相FSPM电机矢量控制的基础上扩展建立了九相FSPM电机的定子磁场定向矢量控制方法,分析了调速系统采用两种载波PWM方式下产生的电压和电流波形。另外,3、5、7次谐波电流的解耦闭环控制成功消除了直流侧中点电位偏移。最后仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。

关键词：三电平九相矢量控制载波闭环

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新型双凸极永磁记忆电机的特性分析

中国电机工程学报 2009年第24期29卷 67-72页

作者：龚宇余创邹国棠江建中刘新华上海大学机电工程与自动化学院上海市闸北区200072 香港大学电机与电子工程系

将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极... 详细信息

将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极永磁电机的结构特点决定了电枢反应几乎不会影响永磁体的磁化状态,保证了永磁体工作点的稳定性。该文提出一种简化磁滞模型与常规有限元时步法结合的方法,计算分析了电机各项性能,并与样机的试验结果进行比较,验证了该电机的设计思想与分析方法。

关键词：双凸极永磁弱磁磁滞记忆电机外转子

聚磁式场调制永磁风力发电机输出特性改善的研究

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中国电机工程学报 2015年第16期35卷 4198-4206页

作者：李祥林程明邹国棠东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 香港大学电机电子工程系

根据场调制永磁风力发电机工作原理,推导其功率尺寸方程和电枢反应电抗压降表达式,提出改善此类场调制电机输出特性的方法。分析一种外转子聚磁式场调制电机结构,建立不同极槽数配合的聚磁式和传统永磁体表贴式场调制电机有限元模型,仿... 详细信息

根据场调制永磁风力发电机工作原理,推导其功率尺寸方程和电枢反应电抗压降表达式,提出改善此类场调制电机输出特性的方法。分析一种外转子聚磁式场调制电机结构,建立不同极槽数配合的聚磁式和传统永磁体表贴式场调制电机有限元模型,仿真分析磁路结构改变和极槽数配合对场调制电机相绕组电感和输出特性的影响。试制1台18槽/8极聚磁式场调制永磁电机样机,实验结果与仿真和理论分析一致,表明辐条嵌入式永磁体安排和合理的极槽数配合使得所提聚磁式场调制电机具有输出电压调整率小、外特性硬的特点。

关键词：聚磁磁场调制永磁风力发电机风力发电极槽配合输出特性

功率分配用双定子永磁无刷电机设计与电磁特性分析

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电工技术学报 2010年第10期25卷 37-43页

作者：王玉彬程明樊英邹国棠东南大学电气工程学院南京210096 中国石油大学(华东)机电工程学院东营257061 香港大学电机电子工程系

介绍了一种混合动力汽车(HEVs)功率分配用双定子永磁无刷(DS-PMBL)电机内外定子绕组功率合理配置的设计方法,导出了电机的尺寸方程,设计并制造了一台额定功率为2.5kW的样机。基于二维有限元法对电机的反电动势、电感、定位力矩等电磁特... 详细信息

介绍了一种混合动力汽车(HEVs)功率分配用双定子永磁无刷(DS-PMBL)电机内外定子绕组功率合理配置的设计方法,导出了电机的尺寸方程,设计并制造了一台额定功率为2.5kW的样机。基于二维有限元法对电机的反电动势、电感、定位力矩等电磁特性进行了计算和分析。样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该电机用作HEVs功率分配装置的进一步研究奠定了基础。

关键词：混合动力汽车功率分配双定子永磁无刷电机有限元分析电磁特性

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永磁直流电机的混沌反控制

中国电机工程学报 2006年第8期26卷 77-81页

作者：李俊陈基和邹国棠清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京市海淀区100084 香港大学电机电子工程学系

以永磁直流电机为例,在开环控制电压的基础上,分别叠加电机转速和电枢电流的延迟反馈电压构成电机输入电压,成功地使电机转速出现混沌运动,并且使得电机转速以及在这个转速附近产生的混沌振荡的幅值范围可控。对实施混沌反控制的电机系... 详细信息

以永磁直流电机为例,在开环控制电压的基础上,分别叠加电机转速和电枢电流的延迟反馈电压构成电机输入电压,成功地使电机转速出现混沌运动,并且使得电机转速以及在这个转速附近产生的混沌振荡的幅值范围可控。对实施混沌反控制的电机系统,进行理论分析和推导,给出了开环控制和延迟反馈电压设计的解析表达式。进行了系统仿真,并进一步验证理论推导的结果。画出周期和混沌电机转速的波形和相空间重构相轨迹。而且还计算了李雅普诺夫指数,验证电机存在混沌运动。

关键词：混沌混沌反控制延迟反馈李雅普诺夫指数相空间重构

3种谐波电流注入模式下的磁通切换永磁电机缺相容错控制

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中国电机工程学报 2016年第3期36卷 836-844页

作者：於锋程明夏子朋邹国棠东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 香港大学电机电子工程学系中国香港特别行政区

对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略... 详细信息

对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法。仿真分析和原理样机容错实验结果,证明了所提方案可以减小定子绕组断路故障引起的转矩脉动,使九相FSPM电机在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。

关键词：磁通切换永磁(FSPM) 永磁电机容错断路谐波电流铜耗

聚磁式场调制永磁风力发电机工作原理与静态特性

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电工技术学报 2014年第11期29卷 1-9页

作者：李祥林程明邹国棠李顺东南大学电气工程学院南京210096 香港大学电机电子工程系

提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调... 详细信息

提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调制,产生极对数少、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的FCFMPM电机具有低速、大转矩密度的特点。在深入分析电机工作原理的基础上,运用二维有限元方法计算了其静态特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、电感、定位力矩和电磁转矩等。研制了一台5k W实验样机,并与商业化小型永磁直驱风力发电机做比较。仿真和实验结果表明,所提电机具有转矩密度大、定位力矩小、外特性硬等特点,特别适用于如风力发电等低速、直驱系统。

关键词：聚磁磁场调制永磁电机风力发电低速直驱