摘要：高速永磁电机转子偏心问题时有发生,且引起电机故障。故针对一台转速为11000 r/min功率为300 kW的高速永磁电机,利用有限元软件建立其转子偏心模型,分析研究了该高速永磁电机在转子偏心状态下的气隙磁场分布,发现定转子气隙减小处气隙磁密幅值增大,气隙增大处气隙磁密值减小,且转子偏心率越大,该种状况越明显。利用快速傅里叶分析解析了气隙磁密波形中的谐波情况,偏心率越大,气隙磁密谐波越多。同时,得到了高速永磁电机在转子偏心状态下的不平衡磁拉力,不平衡磁拉力随偏心率的增大而增大。故应在高速永磁电机电磁设计和生产工艺环节尽量避免出现转子偏心的情况。

摘要：介绍了一种采用空间移相代替时间移相,实现电机调速控制的新型空间调相环形行波超声波电机。设计了新型压电陶瓷极化分区方案,利用四个电源在超声波电机定子上激励出四个驻波,四个驻波两两具有相同幅值或相同时间相位;根据波形叠加原理,具有相同时间相位的驻波叠加成一个新的合成驻波,通过改变两个原始驻波的幅值关系使合成驻波在空间的位置发生改变,进而达到空间移相的目的;研究了电源幅值和空间相位角的关系,推导了新型超声波电机的波形及速度表达式;在研究了新型超声波电机的幅值控制和相位控制的基础上,设计了空间调相环形行波超声波电机的的幅相控制方案。仿真及实验结果验证了理论分析。

摘要：提出了一种大力矩径向驻波型超声波电机,在实现电机大力矩输出的同时保持结构紧凑的特点。首先设计并分析了电机的结构和工作原理,采用有限元法分析了电机定子的振动特性。接着制作了超声波电机样机,样机直径为32 mm。采用激光测振仪测量了定子的共振频率及径向振动的振幅,测量结果与理论分析结果相吻合。最后,搭建了电机输出特性测试平台,测量了电机在不同电压下的转矩-转速特性。实验测试结果显示,定子工作模态的共振频率为73.3 kHz,当施加的电压幅值为100 V、频率为74 kHz时,电机的空载转速为45 r/min,堵转力矩达到0.41 N·m。与其他同尺寸的超声波电机相比,所提出的径向驻波型超声波电机具有更大的堵转力矩。

摘要：超声波电机的接触摩擦模型对电机结构设计和性能优化具有重要作用。该文考虑定子齿结构,基于Dahl摩擦这一动态摩擦定律,分析了定子振动的瞬态响应过程、定子齿质点与转子的法向接触和切向摩擦及转子运动方程,建立了环形行波超声波电机定转子动态接触摩擦解析模型。基于所建立的模型,研究了定转子间的接触状态和法向接触应力,以及相对速度和切向摩擦应力,并分析了电机的输出性能。最后,测量了样机的输出特性,将测量值与所建立模型的计算值进行比较,二者基本吻合。此外,也对比了忽略定子齿结构并采用库仑摩擦定律的接触摩擦模型的计算值,结果表明,所建立模型的计算值能更好地与实验值相吻合,说明所建立的模型能够更准确地描述定转子接触摩擦传动特性。

摘要：提出一种新型轴向分相永磁式磁悬浮飞轮电机,利用轴向分相的两套悬浮绕组实现飞轮转子四自由度悬浮,并克服了磁悬浮电机研究中存在的悬浮力与转矩强耦合以及悬浮力产生死区问题。在阐述该飞轮电机基本结构及其悬浮磁路与转矩磁路解耦设计基础上,采用三维有限元分析了电机内磁场分布、电感、转矩、悬浮力等关键性能,研制了一台额定功率为3kW的实验样机,给出了电机在径向扰动和升速等工况下径向两自由度位移以及位移与转速之间的解耦性能,结果验证了所提结构和理论分析的正确性。

摘要：以降阶后的等值模型设计闭环调节器,推导和分析基于等值模型合理设计闭环调节器的方法,以等值模型中的状态变量予以反馈,按照闭环调节器的设计要求计算调节器反馈阵系数,进而得到原始系统的闭环方程,原始系统动态特性得以改善的同时,调节器的设计工作量大幅下降。实例中综合考虑原动机及其调速系统和励磁系统的影响,以发电机组自动励磁调节系统的附加辅助信号为控制量建立简单电力系统的状态空间方程,采用模态摄动法获得其对应的二阶等值模型,进而利用极点配置法设计闭环调节器,所得到的原始系统动态特性由不稳定转为稳定。

摘要：超声波电机的接触摩擦模型对电机输出性能优化、控制电路设计具有重要的作用。现有对超声波电机接触摩擦模型的研究,大多基于库伦摩擦模型,其计算结果的精度有待进一步提高。该文基于Dahl摩擦模型对一种径向驻波型超声波电机的接触摩擦特性进行建模和分析。首先介绍电机的结构,然后分析定子的振动、定转子间的接触摩擦以及转子的旋转运动,考虑定子振动的瞬态响应过程,基于Dahl摩擦模型建立径向驻波型超声波电机定转子接触摩擦传动模型。利用所建立的模型,研究接触界面的摩擦力、不同负载下电机的速度响应情况以及电机的转矩-转速特性。最后测试样机的转矩-转速特性,将理论计算值与实验值进行对比,二者基本吻合,证明所建立模型的有效性。此外,该文也对基于库伦摩擦模型的计算值进行对比分析,结果表明:相比于库伦摩擦模型的计算值,基于Dahl摩擦模型的计算值具有更高的精度。

摘要：轴向永磁磁悬浮飞轮电机多运行于大功率快速充放电状态,较高的功率密度和内定子拓扑结构使其存在热负荷大、损耗复杂、温升显著等突出问题,为此开展轴向永磁磁悬浮飞轮电机损耗计算与温度场分析研究。阐述了轴向永磁磁悬浮飞轮电机基本结构与工作原理,采用改进变系数IEM5模型建立了考虑高频下集肤效应对涡流损耗影响的电机精确温度场分析模型,分析得到了该电机在不同转速下的损耗变化规律。在此基础上,基于三维有限元仿真进行电机稳态温度场计算,进而根据温度场计算结果更新电磁材料温度属性参数以及电机损耗,通过磁-热双向耦合有限元法分析得到更为准确的电机最高温升和温度分布情况,为轴向永磁磁悬浮飞轮电机复杂运行工况下的散热优化设计和高效应用提供参考依据。

摘要：随着风力发电技术发展,PWM整流电路应用越来越广泛,而要想实现对PWM整流电路直流侧母线电压和电网侧无功功率的有效控制,其控制器的设计至关重要。在建立系统数学模型基础之上,简单分析比较了PWM整流电路的控制方法,然后对利用前馈解耦控制策略的电流内环和电压外环的PI调节器的参数进行分析设计和公式推导,构建了一个双环PWM整流电路的仿真模型,验证所设计的参数是可行和有效的。

摘要：提出了将直流模拟负载单元进行模块化设计,实现多模块并联且将电能回馈电网的节能方案。直流模拟负载模块采用并联输入并联输出的工作方式,数字控制和模拟控制相结合的混合控制方式,实现每个模块输入电流的独立高精度控制。为提高并网电能质量,采用基于离散傅里叶变换的闭环锁相控制方法,并网逆变控制引入重复控制实现周期性扰动的无静差调节。根据所提出的方案设计了样机,实验结果验证了该方案能实现模拟负载模块输入电流的精密控制,且有效抑制并网电流谐波,实现高功率因数,额定功率下并网电流总谐波失真为0.7%。