摘要：首先通过分析控制棒驱动机构中同步磁阻电机在低速运行时出现失稳的原因,得到了齿槽转矩脉动、换相换流转矩脉动和低速时电流非正弦引起的转矩脉动对转矩波动的影响规律。然后通过建立的低速运转仿真模型得到了电机在不同转速下的电流和输出转矩,并针对仿真结果,提出了从电机本体结构和控制方式对电机转矩脉动进行优化的方案。仿真结果表明:优化后电机低速运行平稳性得到明显改善,在低速运行时的电流畸变率减小了65%,转矩脉动最高减小了81%。

摘要：同步磁阻电机凭借其转子凸极结构所具有的高凸极性产生较高的磁阻转矩,进而实现电机内的机电能量转换,运行可靠性高。与三相电机相比,双三相电机具有较好的容错性、较高的运行效率、高可靠性等优点。为此,将双三相电机技术与同步磁阻电机相结合,可以极大地提升系统运行安全性和可靠性。本文在深入分析双三相同步磁阻电机的结构和运行原理的基础上,基于Taguchi法对双三相同步磁阻电机结构参数进行了优化设计,获得了电机稳健性电磁设计方案,充分发挥了定子磁动势与转子凸极特性间的协同效应,为双三相同步磁阻电机在电动汽车领域的广泛应用奠定了理论基础。

摘要：为完成对低转矩脉动同步磁阻电机的设计工作,借鉴了同步磁阻电机的相关研究成果,结合个人实践工作经验,提出了转子不对称结构的想法,以期降低电机的转矩,并对同步磁阻电机展开多目标优化设计研究,通过有限元对该方案的合理性进行验证分析。

摘要：针对屏蔽同步磁阻电机运行于高温高压条件下,转子偏心状态难以直接监测的情况,提出了一种通过在线测量定子绕组电感值,从而判断屏蔽转子偏心状态的方法。利用样机开展了试验研究,验证了定子绕组电感值随转子偏心改变存在明显变化,获得了转子不同偏心状态与定子绕组电感值的对应关系。该方法无需对电机屏蔽转子进行拆检即可判断转子偏心状态,并具有较高的准确度。

摘要：为了改善同步磁阻电机存在的转矩密度低、效率低等问题,课题组设计了一种10极12槽的永磁辅助同步磁阻电机。定子采用隔齿绕分数槽集中绕组,减小了相间耦合,增大了绕组自感,从而提高了电机的容错能力;此外,通过永磁辅助,增大电机的交直轴电感差,提高了电机的转矩密度;针对样机转矩脉动较大的问题,采用转子不对称磁障结构与定子斜槽的改进方法进行优化。仿真结果表明优化后电机的转矩脉动从32.0%减小到15.0%,表明课题组设计方案和优化方法具有可行性。

摘要：永磁同步磁阻电机结合了永磁同步电机和同步磁阻电机的优点,广泛应用于电动汽车,是电机领域的一大研究热点。分别采用辐式磁极和V形磁极设计了两台永磁同步磁阻电机,每台电机都设计了可串、并联切换的电机绕组,以进一步拓宽电机的调速范围。为减小转矩脉动,电机采用不均匀气隙。分析了两种转子电机在定子绕组串、并联模式下的交、直轴电感的特点,以及不均匀气隙对电机性能的影响。研究表明V形磁极电机较辐式磁极电机具有更大凸极率,在电机串联运行时可以获得更大的磁阻转矩,合理的不均匀气隙可以改善电机的性能。样机测试结果验证了上述分析的正确性。

摘要：【目的】解决传统电机参数优化设计中依赖设计者经验,且无法产生新型拓扑的问题。【方法】基于归一化高斯网络,提出一种能对同步磁阻电机进行拓扑优化的方法。通过将多个中心点不同的、带权重的高斯函数组合成归一化高斯网络,利用归一化高斯网络来输出确定的同步磁阻电机拓扑结构,并使用遗传算法对网络权重进行优化。【结果】以电机平均转矩和转矩波动为优化目标,采用拓扑优化方法,对同步磁阻电机的转子部分进行优化,优化后的电机转矩性能得到大大提高。【结论】研究结果表明,拓扑优化方法能在不依赖设计者经验的前提下生成新型拓扑结构,并达到优化电机性能的目的。

摘要：凸极比是影响同步磁阻电机功率因数和转矩性能的关键参数,本文提出了一种基于等效磁路法的同步磁阻电机交直轴电感和凸极比分析计算方法,可以分析转子磁障结构改变对凸极比和电机性能的影响,快速进行同步磁阻电机的转子结构优化设计。为验证磁路法的可靠性和准确性,论文采用有限元法对一台30 kW同步磁阻电机进行了仿真分析,计算电机在不同转子磁障层数、不同磁障宽度、不同径向磁桥数量时的交直轴电感值、凸极比和输出转矩,并与磁路法得出的结论进行了对比。

摘要：结合电力电子系统有限开关状态特性,近年来有限状态集模型预测控制(FCS-MPC)利用被控对象离散预测模型在同步磁阻电机(SynRM)能效提升系统中得到广泛应用。然而,FCS-MPC建模过程严重依赖电机数学模型,电机参数精确性会直接影响系统控制效果。为解决上述问题,提出一种数据驱动型模型预测控制(DD-MPC)方法。该方法不利用任何电机数学模型信息,仅基于电机运行时的输入输出数据关系,通过对数据的处理分析实现“边建模、边控制”。此外,为保证DD-MPC系统的收敛性和稳定性,设计了一种DD-MPC输入输出数据关系的高更新率实现方法,利用最近输出的三电压矢量对应电流变化信息,推演并更新全局电压矢量对应电流变化关系。最后,基于25 kW样机对DD-MPC控制效果进行测试与分析。与传统FCS-MPC方法对比,所提方法在保留FCS-MPC快速性和灵活性等优势的基础上,可有效提升系统的鲁棒性和稳定性。

摘要：针对同步磁阻电机控制中因电感变化带来的系统稳定性及可靠性问题,提出一种基于离线电感参数更新的同步磁阻电机最大转矩电流比控制方法。首先设计了无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制方法,其次通过实验获得全工况下d、q电感参数生成离线电感参数表,并将其引入控制算法中,实现d、q轴电感的实时更新。实验结果表明,传统的最大转矩电流比算法引入实时更新的电感值后,能够快速响应由电流变化所引起的电感变化,及时调整系统控制参数,相较于传统的最大转矩电流比控制方法具有更快的动态响应能力和更小的稳态误差,提高了系统的稳定性和可靠性。