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一种减小无刷直流电机转子涡流损耗以及铜耗的驱动方法

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电工技术学报 2018年第18期33卷 4239-4248页

作者：谭博张海涛华志广刘卫国骆光照陕西省微特电机及驱动技术重点实验室(西北工业大学) 西安710072

基于三相六状态方波驱动方法的无刷直流电机电流谐波较高,转子涡流损耗较大,易造成永磁体过热不可逆退磁。同时,较大的铜耗易导致电机绕组温升过高,降低电机可靠性。提出一种基于电流规划的无刷直流电机驱动方法,该方法以三相反电动势... 详细信息

基于三相六状态方波驱动方法的无刷直流电机电流谐波较高,转子涡流损耗较大,易造成永磁体过热不可逆退磁。同时,较大的铜耗易导致电机绕组温升过高,降低电机可靠性。提出一种基于电流规划的无刷直流电机驱动方法,该方法以三相反电动势作为状态变量,以电机转矩作为限定条件,以三相电流有效值最小作为优化目标,得出两相电流的理论给定解析值,并与两相反馈电流组成电流闭环。分析和仿真表明,与方波驱动方法相比,该驱动方法能使转子涡流损耗以及绕组铜耗明显减小。最后,以一个82W的无刷直流电机为对象搭建测试电路和转子涡流损耗模型,对所提出的方法进行验证。

关键词：无刷直流电机电流规划铜耗涡流损耗

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开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究

电机与控制学报 2015年第7期19卷 52-57,65页

作者：王喜莲许振亮王翠北京交通大学电气工程学院北京100044

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动现象,根据SRM非饱和特性下电感与角度关系曲线,提出一种基于指数函数的SRM转矩脉动与铜耗最小化转矩分配综合控制方法,该方法综合转矩计算... 详细信息

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动现象,根据SRM非饱和特性下电感与角度关系曲线,提出一种基于指数函数的SRM转矩脉动与铜耗最小化转矩分配综合控制方法,该方法综合转矩计算式和查表法将参考转矩直接转化为参考电流,避免了对转矩的测量。与正弦转矩分配控制进行比较分析,在电机工作效率方面验证了该控制系统性能的优越性;提出将转矩脉动抑制作为主要优化对象,抑制定子绕组换相电流作为次级条件,利用加权函数实现转矩脉动抑制与运行效率的优化平衡方案。以一台3 kw的12/8极开关磁阻电机为控制对象,建立控制系统仿真模型,验证了方案的有效性。

关键词：转矩分配指数函数开关磁阻电机铜耗转矩脉动权重值

基于组合算法的混合励磁磁通切换电机最大转矩铜耗比控制

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电工技术学报 2022年第7期37卷 1654-1665页

作者：李帅丁文李可国网山西省电力公司电力科学研究院太原030001 西安交通大学电气工程学院西安710049

混合励磁磁通切换电机(HEFSM)具有永磁磁通切换电机和混合励磁同步电机的优点,通过调节励磁电流实现了调节气隙磁场的目的,这类电机在工业界尤其是电动汽车领域有着广泛的应用前景。该文提出一种针对HEFSM全速范围的优化最大转矩铜耗比(... 详细信息

混合励磁磁通切换电机(HEFSM)具有永磁磁通切换电机和混合励磁同步电机的优点,通过调节励磁电流实现了调节气隙磁场的目的,这类电机在工业界尤其是电动汽车领域有着广泛的应用前景。该文提出一种针对HEFSM全速范围的优化最大转矩铜耗比(MRTC)控制策略。在低速恒转矩区域,采用优化的励磁电流来提高带负载能力,使铜耗最小,相比励磁电流与电枢电流随机组合策略和零励磁电流控制策略具有更快的响应速度。在恒功率范围,建立电机铜耗的目标函数,以转矩、电流、电压和转速等为约束条件。优化后的负励磁电流和d轴电流不仅可以获得较高的转速和产生磁阻转矩,而且在一定的转矩值下,铜耗最小,实现了转矩与铜耗的最大比值,在扩展电机转速范围的同时提高了效率。最后搭建基于dSPACE1103的电机系统实验平台,验证所提出的控制策略的可行性和有效性。

关键词：混合励磁磁通切换电机铜耗励磁电流最大转矩铜耗比优化

基于铜耗最小的五相永磁同步电机单相断路故障解耦容错控制

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电机与控制应用 2017年第12期44卷 126-133页

作者：赵美玲全力张超朱孝勇江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为提高五相永磁同步电机故障状态下的转矩性能,提出了一种基于铜耗最小的解耦容错控制方法。在磁动势不变原理与铜耗最小原则的基础上,求解出故障后电机的容错电流,然后根据所求得的补偿电流,推导出电机缺相后的降维变换矩阵,从而建立... 详细信息

为提高五相永磁同步电机故障状态下的转矩性能,提出了一种基于铜耗最小的解耦容错控制方法。在磁动势不变原理与铜耗最小原则的基础上,求解出故障后电机的容错电流,然后根据所求得的补偿电流,推导出电机缺相后的降维变换矩阵,从而建立故障后五相永磁同步电机的数学模型,实现故障后电机的解耦控制。采用联合仿真的方法来验证所提出的容错控制算法。仿真结果表明,缺相后电机的转矩脉动得到了有效的降低,实现了电机的无扰容错运行。

关键词：五相永磁同步电机开路故障铜耗解耦容错控制

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变压器铁耗及铜耗在线测试方法研究

仪表技术与传感器 2004年第1期 44-45页

作者：任士焱周术崔林马爱清华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074

首先介绍了变压器损耗产生原理,通过与传统变压器损耗测试方法比较,提出了以电流、电压求和法测量变压器铁耗、铜耗的新方法,并详细阐述了用该方法在线测试变压器铁耗和铜耗的实现原理。选用三相自耦式变压器,纯电阻负载为对象进行模拟... 详细信息

首先介绍了变压器损耗产生原理,通过与传统变压器损耗测试方法比较,提出了以电流、电压求和法测量变压器铁耗、铜耗的新方法,并详细阐述了用该方法在线测试变压器铁耗和铜耗的实现原理。选用三相自耦式变压器,纯电阻负载为对象进行模拟实验。以一相为例说明其模拟实验接线图,得到铁耗及铜耗在线测试数据,并对数据进行了误差分析。验证了在线测试变压器铁耗及铜耗原理的正确性。

关键词：变压器铁耗铜耗在线测试误差分析

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稀土永磁无刷直流电机铜耗分析

微电机 2010年第4期43卷 12-14页

作者：李虚怀窦满峰怀丽徐蕾西北工业大学西安710072

传统的计算铜耗的方法是输入电机的母线电流的平方乘以电枢绕组上的平均电阻。但此方法在计算无刷直流电机实际运行过程中的铜耗时还存在一点欠缺。文章研究了无刷直流电机在PWM斩波调速下的铜耗问题,采用Matlab软件建立模型进行仿真,... 详细信息

传统的计算铜耗的方法是输入电机的母线电流的平方乘以电枢绕组上的平均电阻。但此方法在计算无刷直流电机实际运行过程中的铜耗时还存在一点欠缺。文章研究了无刷直流电机在PWM斩波调速下的铜耗问题,采用Matlab软件建立模型进行仿真,仿真结果表明,当改变PWM占空比对电机调速时,电机在满负载高速运行状态下用电枢绕组电流计算的铜耗比用母线平均电流值计算的铜耗大。最后通过试验对仿真结果进行验证。

关键词：铜耗稀土永磁无刷直流电动机相电流

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冲击用圆筒式音圈电机铜耗与涡流阻力抑制

冲击用圆筒式音圈电机铜耗与涡流阻力抑制

作者：赵瑞重庆大学

学位级别：硕士

作为直线式音圈电机的一种,圆筒式音圈电机以其出力性能好、响应速度快、体积小等优点,广泛应用于诸多领域当中。本文的研究对象就是用于直线冲击系统中的圆筒式音圈电机,在对圆筒式音圈电机原理分析的基础上,分别从电机的铜耗与涡流阻... 详细信息

作为直线式音圈电机的一种,圆筒式音圈电机以其出力性能好、响应速度快、体积小等优点,广泛应用于诸多领域当中。本文的研究对象就是用于直线冲击系统中的圆筒式音圈电机,在对圆筒式音圈电机原理分析的基础上,分别从电机的铜耗与涡流阻力两个角度出发并展开研究。首先,根据直线冲击系统的需求,选定所用电机为圆筒式音圈电机。根据电机磁路的分布特点,采用磁路法对电机气隙磁场进行解析计算并与Halbach磁路结构进行对比分析。从电机的工作原理出发,采用解析法推导出电机推力与冲击系统的数学模型。接着,从冲击用音圈电机的工作方式出发,表明其铜耗为电机一次冲击过程中所产生的焦耳损耗。对绕组焦耳损耗的影响因素进行分析,给出电机绕组结构与额外轭长度为影响铜耗的主要因素。从这两个因素出发,通过解析法确定了使得电机铜耗为最小的绕组结构参数和电机额外轭长度,并进行绕组铜耗实验用以验证。最后,采用有限元法对圆筒式音圈电机的定子电枢磁场和动子合成磁场进行分析的基础上,明确了电机涡流主要分布在定子绕组支撑骨架上。通过解析法推导出骨架涡流阻力的数学模型,并提出了三种用于抑制涡流阻力的骨架开槽方法。经过有限元分析表明,带有连通槽配合加强筋结构的绕组支撑骨架对其涡流阻力的抑制效果最好,并进行电机加速度实验用以验证。

关键词：冲击系统圆筒式音圈电机铜耗焦耳损耗支撑骨架涡流阻力

单绕组与双绕组异步电动机的用铜量及铜耗比较

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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中小型电机 2001年第3期28卷 34-35页

作者：李国建李光友王旭国山东工业大学 250061 东营市市政局

近年来 ,部分三相异步电动机定子上采用了两套三相绕组的结构 ,通过电容移相 ,以提高功率因数达到节能等目的。本文导出了它与通常一套绕组定子在用铜量及铜耗上的比较公式 ,说明该比值是与容量比、匝数比及位移角 β有关的 ,公式有助... 详细信息

近年来 ,部分三相异步电动机定子上采用了两套三相绕组的结构 ,通过电容移相 ,以提高功率因数达到节能等目的。本文导出了它与通常一套绕组定子在用铜量及铜耗上的比较公式 ,说明该比值是与容量比、匝数比及位移角 β有关的 ,公式有助于设计者从力能指标和经济性两方面去考虑。

关键词：单绕组异步电动机双绕组异步电动机铜量铜耗

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多相感应电机铜耗分析的研究

多相感应电机铜耗分析的研究

作者：徐娜青岛大学

学位级别：硕士

多相感应电机具有转矩密度高、容错性强、易满足大容量需求等特点,被广泛用于舰船综合电力推进系统。在多相感应电机的各类损耗中,铜耗的占比最高,某些附加铜耗难以直接测量,为此,本文对多相感应电机的定、转子铜耗进行深入研究,并以一... 详细信息

多相感应电机具有转矩密度高、容错性强、易满足大容量需求等特点,被广泛用于舰船综合电力推进系统。在多相感应电机的各类损耗中,铜耗的占比最高,某些附加铜耗难以直接测量,为此,本文对多相感应电机的定、转子铜耗进行深入研究,并以一台十二相感应电机为例进行分析计算。为计算样机的基本铜耗,给出了计及多相感应电机结构的定、转子电阻计算公式;同时对样机定子槽中导体的集肤效应进行分析,计算了定子槽中不同数量导体下的电阻增加系数;以分层法代替传统解析公式法对样机转子导条的集肤效应系数进行计算,该方法不仅适用于复杂形状转子的铜耗分析,且可以结合计算机数值计算软件进行编程求解,方便快捷。为计算多相感应电机转子在非正弦电流下的附加铜耗,在分层法的基础上,进一步推导出非正弦电流下损耗的计算公式,推导结果证明转子在非正弦电流下产生的铜耗为各频率电流所产生的铜耗之和;从槽配合以及转子槽口高度两个因素出发对样机转子进行降耗分析,给出了有效降低样机转子铜耗的优化方案,为电机效率的提高打下基础。为降低定子绕组的附加铜耗,对定子槽内的股线进行换位操作以解决由集肤效应和邻近效应所造成的电密不均问题,以漏感电势法为基础,推导出多匝线棒结构的定子绕组在不足360°换位方式下的漏感计算公式,并计算了三种换位角度下的股线环流和环流损耗,借助多截面场-路耦合有限元法验证了该计算公式的正确性。本文针对多相感应电机定、转子铜耗所提出的计算方法及降耗措施经仿真验证合理有效,可为多相感应电机的损耗分析及优化设计提供理论依据。

关键词：多相感应电机铜耗集肤效应有限元分析定子股线换位