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电机与控制学报 2021年第10期25卷 78-88页

作者：徐保荣王家慧梁秀李琪王大方 32184部队北京100072 哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院山东威海264209

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电... 详细信息

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电机模型,对比了定参数建模电机模拟器、变参数建模电机模拟器与实际永磁同步电机三者的输出端口特性。根据仿真结果,所用定离散周期的电机离散模型具备良好的模拟精度,电机模拟器电流跟踪算法能够对电机模型输出指令电流进行快速跟踪。实验结果表明,基于所设计变参数建模的电机模拟器相较于实际电机端口特性模拟精度高,且准确性高于基于定参数建模的电机模拟器。变参数建模是高精度电机模拟器发展的正确方向。

关键词：永磁同步电机电机模拟器定参数建模变参数建模电机控制器模拟精度磁热耦合

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绕组分段永磁直线同步电机高效V/f控制研究

绕组分段永磁直线同步电机高效V/f控制研究

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作者：崔磊磊河南理工大学

学位级别：硕士

永磁直线同步电机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)同时具备永磁电机和直线电机的优点,是无绳提升系统最理想的驱动源,在超高深矿井提升、轨道交通、电磁弹射和舰载升降机等领域都有着较广泛的应用,是国内外研究的热... 详细信息

永磁直线同步电机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)同时具备永磁电机和直线电机的优点,是无绳提升系统最理想的驱动源,在超高深矿井提升、轨道交通、电磁弹射和舰载升降机等领域都有着较广泛的应用,是国内外研究的热点。而PMLSM应用于远距离、长行程应用场合时,为了便于安装、节约能耗,长初级直线电机通常将初级设计为分段结构。绕组分段永磁直线同步电机(Segment winding permanent magnet linear synchronous motor,SW-PMLSM)采用初级阵列式安装结构,这样使得安装结构变得方便灵活,同时可以带来更大的优化设计空间。与普通PMLSM不同,SW-PMLSM在动子运行过程中,初、次级之间相对位置在时刻变化着,这会引起电机的磁路结构和电磁参数发生变化,这也就造成了SW-PMLSM建模与控制方法具有一定的特殊性。本文首先针对SW-PMLSM在运行过程中关键电磁参数变化进行分析研究,采用理论计算和有限元分析的方法研究电感和磁链随定子、动子相对位置改变而变化的规律,在此基础上建立了SW-PMLSM全行程运动坐标系下变参数数学模型。其次,本文选用的SW-PMLSM次级动子长度要远大于单段初级长度,为解决长初级电机的供电问题,采用了分段供电技术,即对电机初级段进行分区间段供电策略:只将次级所处的初级区间位置及临近区间进行通电,其它段初级区间不通电,并随着次级的运动,对初级段进行分区间逐段递进切换供电。由于现场供电条件限制,供电方式采用单电源有效段并联供电的供电方式,在节约成本的同时也简化了供电策略。分有效段多控制器分段同步矢量控制方法无疑是最适合SW-PMLSM的稳定驱动方式,但每个段中配给独立的控制器无疑增加了系统的成本投入,并且在正常的系统电源设计中,多电源分段切换供电设计也增加了电源切换控制设计的难度。并且由于应用于长行程远距离传输场合,速度位置传感器问题也一直制约着矢量控制在SW-PMLSM驱动控制系统中的发展。针对SW-PMLSM结构特点,结合本文选用的电机供电方式,本文提出了一种新颖的V/f闭环控制结构,同时结合传统V/f控制无需传感器以及矢量控制控制精度高的优点,本方法的创新之处在于设计了两路闭环调校结构来同时满足SW-PMLSM稳定运行与提高推力输出效率两个目标,并通过系统仿真验证了控制方法的可行性。最后,在理论分析的基础上,搭建SW-PMLSM高效V/f驱动控制实验平台,设计绕组供电切换控制单元以及半实物仿真模型算法构架,并通过实验验证了低成本高效V/f控制方法在长行程PMLSM中的实用性。

关键词：绕组分段永磁直线同步电机低成本高效V/f控制低成本控制变参数建模无传感器控制

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