摘要：同步磁阻电机是一种高效节能的电机技术,其结构优化和控制策略是提高电机性能和降低能耗的关键。在当今世界能源危机与环境问题日益严峻的今天,电机作为工业生产与生活中必不可少的动力装置,其效率的提高直接关系到能源节约与环境保护。同时,对电机进行结构优化,不仅可以提高电机的效率,降低能耗,而且可以提高电机的可靠性,延长电机的使用寿命,对降低维修费用、提高生产效率有着不可忽略的作用。

摘要：针对同步磁阻电机型控制棒驱动机构(CRDM)电磁高度耦合难以对输出力矩进行有效线性调节的问题,研究了同步磁阻电机型CRDM的矢量控制技术。将同步磁阻电机CRDM的数学模型映射至同步旋转坐标系内,对输出电磁力矩与磁链进行解耦。通过励磁电流与力矩电流的独立调节,实现输出力矩的线性控制。利用MATLAB/SIMULINK搭建了同步磁阻电机型CRDM的矢量控制模型,对控制方案进行验证。仿真结果表明,本研究的控制方案具有更优的响应速度、稳态精度以及平稳性。

摘要：针对同步磁阻电机转矩脉动大、平均转矩低的问题,提出一种星形转子结构,该结构与传统圆形转子结构相比,增大了转子气隙磁障末端与q轴的夹角,改变了气隙磁密的分布,可以减小转矩脉动,增大输出转矩。描述了星形曲线的形成过程,推导了星形曲线方程,得到参数方程参数角与磁障末端角的数学关系,为后续研究提供理论基础。基于等效磁路法建立了气隙磁密模型,进而可以得到转矩预测模型,并通过解析法和有限元进行对比,验证了磁路模型的有效性与正确性。通过有限元仿真,对星形转子结构同步磁阻电机和传统圆形转子结构同步磁阻电机进行性能对比分析,结果表明前者的铁耗小,气隙磁密波形谐波畸变率小,正弦化程度高,输出转矩大及转矩脉动小,验证了星形转子结构的可行性。

摘要：同步磁阻电机的直轴电感Ld与交轴电感Lq随直轴电流id与交轴电流iq的非线性变化,极大地影响矢量控制特性。同步磁阻电机驱动器中用8个常数构建了电机dq轴交叉耦合饱和电感模型,为了推算其最优参数,在横向叠片各向异性转子同步磁阻电机的设计参数基础上,采用小电流常规方法测量Ld、Lq电感值,建立带权重的最小方均差模型,并针对不同目标函数设定相应的权重,采用改进和声搜索优化算法进行迭代,获得了与电机真实信息较为接近的优化解。其有效性通过电机对拖负载实验得以验证。

摘要：针对无轴承同步磁阻电机(BSynRM)功率因数和转矩密度都较低的缺陷,采用转子附加永磁体的永磁辅助无轴承同步磁阻电机(PMa-BSynRM)。首先介绍具有三层磁障转子的PMa-BSynRM的结构,在详尽阐述电机工作原理的基础上,数学模型由Maxwell张量法推导得出;其次以控制变量法为准则,开展对样机结构选型及参数设计的工作;然后利用有限元软件对PMa-BSynRM的电磁性能计算分析;最后搭建样机实验平台。仿真和实验结果验证了所设计的PMa-BSynRM对提高传统BSynRM的功率因数和转矩密度具有可行性与有效性。

摘要：为了有效解决无轴承同步磁阻电机这一非线性、强耦合的多输入多输出系统的动态解耦问题,提出了基于α阶逆系统理论的无轴承同步磁阻电机解耦控制策略.本文在阐述了无轴承同步磁阻电机径向悬浮力产生机理的基础上,推导出其数学模型,采用α阶逆系统方法将原系统解耦并线性化为一个一阶线性积分子系统和两个二阶线性积分子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用MATLAB软件环境构建了仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮、解耦性能等进行了仿真和分析.仿真试验表明这种解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩与径向悬浮力之间的动态解耦.并且系统具有良好的动、静态性能.

摘要：同步磁阻电机因其结构简单、调速范围宽,且无需永磁体励磁,与永磁同步电机相比具有成本低、可靠性高等优势。与此同时,同步磁阻电机存在转矩脉动较大和功率因数较低等缺点。针对同步磁阻电机转矩脉动高的问题,提出一种形状优化方法对同步磁阻电机的转子磁障形状进行优化,以降低其转矩脉动。首先提出分段线性插值方法确定转子磁障的边界,使获得的同步磁阻电机磁障形状具有任意性。然后结合序贯田口法和拟牛顿法对同步磁阻电机进行优化,进而减少优化所需时长。最后以降低转矩脉动和提高平均输出转矩为目标,对同步磁阻电机进行优化,与传统同步磁阻电机对比结果表明,应用所提出方法获得的磁障形状能够有效降低同步磁阻电机的转矩脉动。

摘要：为了研究不同永磁体添加位置以及充磁方式对永磁辅助式无轴承同步磁阻电机(permanent magnet assisted bearingless synchronous reluctance motor,PMa-BSynRM)性能的影响,设计了两种不同转子结构的PMa-BSynRM,并对它们的性能(转矩和悬浮力性能、热性能和振动特性)进行了评价和比较。首先介绍了PMa-BSynRM的基本结构和工作原理,推导了数学模型。然后,利用有限元软件对两种PMa-BSynRM的电磁特性分析,热分析和振动分析结果进行对比,并选取了性能较好的转子结构。最后,搭建了PMa-BSynRM实验平台进行了实验研究。研究结果表明,在q轴方向添加永磁体切向充磁的PMa-BSynRM的各项性能均得到提升,其中,电机的转矩脉动和悬浮力脉动分别降低了24.8%和51.23%,平均转矩提高了21.88%。

摘要：针对同步磁阻电机的特点设计相应的无位置传感器矢量控制系统。零速和低速时采用脉振电压高频信号注入法,在估计坐标系的q轴注入高频电压信号,使用估计d轴的高频电流信号进行位置估计。中速和高速时使用静止坐标系下的扩展反电动势法进行位置估计。达到电压限制时主动降低q轴电流满足电压限制,同时增加d轴电流绝对值实现恒转矩运行。实验结果表明,所设计的位置估计系统具有一定的抗扰动能力,可以很好地进行全速度段的转速和位置估计。

摘要：为了优化同步磁阻电机的驱动控制性能,设计了一种新型的同步磁阻电机无模型预测电流控制策略。无模型预测电流控制较之传统的模型预测电流控制的主要优点是其无需使用特定的电机模型,不依赖于电机参数,也无需进行反电动势估计。同时,新型无模型预测电流控制方案设计时有效避免了每个采样周期2次电流测量导致的电流尖峰和电流变化更新停滞降低预测性能的问题。新方案简单易行,无需使用脉宽调制技术。最后,对比试验结果验证了新型控制策略具有较优的控制性能。