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高速电动机控制系统反馈信号调理电路实验方案设计 被引量:2
1
作者 王飞飞 陈炫萧 金浩 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期127-132,共6页
为了解决高速磁浮电动机高精度反馈控制问题,设计了一套高速电动机控制系统信号调理电路实验方案,包含电路设计、频域理论计算、仿真验证与实验验证。通过二阶滤波环节的参数匹配,实现调理电路的频域指标设计,确保调理电路能够有效过滤... 为了解决高速磁浮电动机高精度反馈控制问题,设计了一套高速电动机控制系统信号调理电路实验方案,包含电路设计、频域理论计算、仿真验证与实验验证。通过二阶滤波环节的参数匹配,实现调理电路的频域指标设计,确保调理电路能够有效过滤噪声并满足频域指标要求;采用Simulink、Multisim仿真平台对所设计的电路进行时域与频域验证,确保其在理论模型下的可靠性和稳定性;基于Altium Designer完成电路原理图与印制电路板设计,确保电路紧凑性与可靠性;利用实验验证所设计电路有效性以及在不同负载和转速下电路对位移和电流信号处理的优异稳定性与灵敏度。通过对电动机磁悬浮轴承位移和电流信号的准确反馈,有效提升系统的响应速度和控制精度,实现高速磁悬浮电动机的高动态控制。 展开更多
关键词 模拟电路课程设计 磁悬浮轴承 信号调理电路 电动机转速测量
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基于PID的直流电机调速系统设计与仿真 被引量:2
2
作者 黄道敏 张雪 +2 位作者 彭军 曾思悦 张娜 《水电站机电技术》 2025年第1期12-14,共3页
利用直流电机的简化结构和等效电路,推导系统的微分方程和传递函数,在Matlab/Simulink环境下构建直流电机系统的仿真框图,并进行仿真和分析。针对仿真结果提出了优化系统性能的控制器设计方案。利用Simulink设计工具,加入PID控制模块,... 利用直流电机的简化结构和等效电路,推导系统的微分方程和传递函数,在Matlab/Simulink环境下构建直流电机系统的仿真框图,并进行仿真和分析。针对仿真结果提出了优化系统性能的控制器设计方案。利用Simulink设计工具,加入PID控制模块,通过参数整定,设计出符合指标要求的直流电机调速系统控制器。 展开更多
关键词 MATLAB/SIMULINK 直流电机 PID 系统仿真
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基于非支配排序遗传算法与神经网络的20MW双定子超导磁场调制电机优化设计 被引量:1
3
作者 朱新凯 刘雅斌 +2 位作者 王景霞 张志恒 花为 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第15期6103-6115,I0029,共14页
超导电机比永磁电机拥有更高的功率密度和效率,有利于海上风力发电机单机容量向20 MW以上发展。为解决超导励磁极对数受限于模块化杜瓦几何尺寸而无法提高的问题,该文提出采用整体式杜瓦的双定子超导磁场调制电机拓扑结构。为研究双定... 超导电机比永磁电机拥有更高的功率密度和效率,有利于海上风力发电机单机容量向20 MW以上发展。为解决超导励磁极对数受限于模块化杜瓦几何尺寸而无法提高的问题,该文提出采用整体式杜瓦的双定子超导磁场调制电机拓扑结构。为研究双定子超导磁场调制电机中内定子齿、转子导磁块、外定子齿等各个调制器所带来的谐波分量与不同极槽配合电枢绕组的谐波分量如何实现最佳耦合,分析双定子电机不同极比、极槽配合以及不同极弧系数、转子调制块占比等9个敏感参数对电磁性能的影响,并基于上述参数建立电机数学模型;为解决大功率双定子超导磁场调制电机传统优化方法速度慢、耗费资源多的问题,利用数学模型计算生成的样本库训练BP神经网络,得到9个敏感参数与电机性能间的映射关系,并采用改进第二代非支配排序遗传算法,完成20 MW电机的多目标优化设计。 展开更多
关键词 超导电机 磁场调制 NSGA-II BP神经网络 优化设计 整体式杜瓦
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新能源汽车扁线电机绕组设计及其损耗分析 被引量:1
4
作者 冯雨 汪冬梅 梁艳萍 《大电机技术》 2025年第3期24-30,共7页
本文针对永磁电机扁线导体受高频涡流效应影响较大的问题,以48槽8极扁线绕组永磁电机为研究对象,研究绕组损耗的影响因素。首先,建立了6层均匀扁线导体永磁电机二维场路耦合有限元模型,研究不同扁线层数、不同扁线横截面积对绕组损耗的... 本文针对永磁电机扁线导体受高频涡流效应影响较大的问题,以48槽8极扁线绕组永磁电机为研究对象,研究绕组损耗的影响因素。首先,建立了6层均匀扁线导体永磁电机二维场路耦合有限元模型,研究不同扁线层数、不同扁线横截面积对绕组损耗的影响。其次,基于槽内漏磁分布特性,探究扁线导体分割方式对绕组损耗的影响,从而提出一种非均匀矩形利兹线绕组结构。最后,对比分析了非均匀扁线绕组和非均匀矩形利兹线绕组这两种绕组结构的绕组损耗随频率的变化情况。研究表明,非均匀矩形利兹线绕组结构能够显著解决电机运行在高频高速时绕组损耗较大的问题,为解决新能源汽车高速电机绕组损耗的问题提供了方向。 展开更多
关键词 新能源汽车 扁线电机 涡流效应 绕组损耗
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新能源汽车并联爪极式混合励磁电机结构设计及参数优化
5
作者 魏春基 吴杞康 +4 位作者 鲍久圣 闫晴晴 王松 隋艳伟 委福祥 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1496-1502,共7页
新能源车辆领域的高速发展,使得行业对高性能车用电机的要求不断提高。混合励磁电机作为一种新型电机,其综合了永磁励磁和电励磁两种励磁方式的优势,具有优异的调控性和可靠性。提出一种并联爪极式混合励磁电机结构,采用永磁体与电励磁... 新能源车辆领域的高速发展,使得行业对高性能车用电机的要求不断提高。混合励磁电机作为一种新型电机,其综合了永磁励磁和电励磁两种励磁方式的优势,具有优异的调控性和可靠性。提出一种并联爪极式混合励磁电机结构,采用永磁体与电励磁装置并联轴向励磁的方式,优化了混合励磁电机磁路。在此基础上,分别对电机爪极侧板与励磁托架大端厚度等参数化仿真,并根据最优结构仿真优化前后电机平均转矩。最后对比分析了并联爪极式混合励磁电机与永磁同步电机的机械特性曲线,结果表明:并联爪极式混合励磁电机在保有转矩性能的基础上,电机的运行范围拓宽了17.24%,提高了混合励磁电机的力学性能和适应性。 展开更多
关键词 新能源汽车 混合励磁 爪极电机 优化设计
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不同转速下轴承电蚀特性分析
6
作者 张智翔 陈德志 +5 位作者 张国臻 方崇 赵文良 孙云 许雪峰 赵国新 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第20期8213-8224,I0029,共13页
在新能源汽车领域,电机轴承电腐蚀问题已成为影响其可靠性和寿命的重要因素之一,然而目前缺乏不同转速下轴承电腐蚀特性的研究。为此,该文基于轴承电腐蚀机理,构建电-热-腐蚀多物理场耦合有限元模型,对不同转速下轴承发生放电击穿时的... 在新能源汽车领域,电机轴承电腐蚀问题已成为影响其可靠性和寿命的重要因素之一,然而目前缺乏不同转速下轴承电腐蚀特性的研究。为此,该文基于轴承电腐蚀机理,构建电-热-腐蚀多物理场耦合有限元模型,对不同转速下轴承发生放电击穿时的电流密度、放电温度及腐蚀坑深度进行仿真分析,并搭建单体轴承电蚀试验平台,开展多转速工况下的电腐蚀实验,利用扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行表征。结果表明,随着转速的增加,轴承电击穿时的电流密度和放电温度显著升高,电蚀坑深度加;高转速工况下轴承表面腐蚀点密集,电蚀坑面积呈指数式增大。该文可为新能源汽车电机轴承的设计优化与寿命预测提供理论依据和实验参考。 展开更多
关键词 轴承电腐蚀 放电能量 多物理场耦合仿真 不同转速 单体轴承电蚀试验平台
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不同冷却流道参数对车载永磁电机性能的影响
7
作者 张广杰 章建林 +1 位作者 李云龙 倪汝克 《汽车技术》 北大核心 2025年第8期56-62,共7页
基于Maxwell-Fluent对车载永磁同步电机进行电-磁-热-流耦合分析,通过建立电机三维模型及不同结构的冷却流道,应用计算流体力学对比分析了不同流道类型、折返方式、折返次数及进出口位置对流道压力损失及定子温度的影响,结果显示,进出... 基于Maxwell-Fluent对车载永磁同步电机进行电-磁-热-流耦合分析,通过建立电机三维模型及不同结构的冷却流道,应用计算流体力学对比分析了不同流道类型、折返方式、折返次数及进出口位置对流道压力损失及定子温度的影响,结果显示,进出口之间的角度为180°、折返次数为7次、流道类型为圆角轴向折返型时,冷却流道的散热性能和压力表现最好,为车用永磁同步油冷电机冷却流道的设计和选型提供了数据支撑。 展开更多
关键词 永磁同步电机 耦合 压力损失 定子温度 冷却流道
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船用发电机转子-轴承系统动力学特性分析
8
作者 杨昔科 张燕 +2 位作者 咸哲龙 董兴建 彭志科 《电机技术》 2025年第1期12-19,共8页
研究了考虑船体运动的转子-轴承系统动力学特性。首先,基于椭圆轴承的动力学模型建立了油膜支承力与轴颈相对位置的关系;其次,将轴颈位置表达为轴与轴承绝对坐标之差,在绝对坐标系下建立转子-轴承-船体耦合系统的动力学模型;最后,研究... 研究了考虑船体运动的转子-轴承系统动力学特性。首先,基于椭圆轴承的动力学模型建立了油膜支承力与轴颈相对位置的关系;其次,将轴颈位置表达为轴与轴承绝对坐标之差,在绝对坐标系下建立转子-轴承-船体耦合系统的动力学模型;最后,研究了不同船体运动和轴承开口角下的转子-轴承系统的动力学特性。结果表明:船体运动(尤其是船体横摇)对转子涡动幅值的抑制作用明显,对转子不平衡响应影响较小;在考虑船体运动后,调整轴承开口角能够有效抑制转子涡动,但不会对系统动态响应产生额外影响。 展开更多
关键词 转子-轴承系统 滑动轴承 动力学分析 基础运动 轴承优化
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基于增大端环漏抗降低异步电机起动电流的新方法
9
作者 王榕生 赖联锋 凌晖 《宁德师范学院学报(自然科学版)》 2025年第3期258-263,共6页
针对高效率异步电动机转子电阻小,导致起动电流大的问题,提出了基于增大端环漏抗降低起动电流的新方法。该方法在转子端环外表包裹一层铁磁材料,为端环漏磁提供一条高导磁率的闭合磁路,使端环漏磁通及其漏抗值显著增大,相应提升了端环... 针对高效率异步电动机转子电阻小,导致起动电流大的问题,提出了基于增大端环漏抗降低起动电流的新方法。该方法在转子端环外表包裹一层铁磁材料,为端环漏磁提供一条高导磁率的闭合磁路,使端环漏磁通及其漏抗值显著增大,相应提升了端环漏抗在整个转子漏抗的占比,由此降低电机的起动电流。磁场仿真及起动性能测试的结果证明该方法可行有效,并且具有方法简单易于实现的优点。 展开更多
关键词 起动电流 端环 铁磁包裹层 端环漏抗
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基于DSP的电机伺服控制系统设计与实现 被引量:3
10
作者 魏成坤 《防爆电机》 2025年第1期42-45,54,共5页
随着科技的飞速发展,电机制造技术、电力电子技术及计算机控制技术的显著进步,伺服控制系统在数控机床、机器人等机械控制领域中的应用愈发广泛。现设计与实现了一种基于数字信号处理器(DSP)的电机伺服控制系统,该系统选取无刷直流电机(... 随着科技的飞速发展,电机制造技术、电力电子技术及计算机控制技术的显著进步,伺服控制系统在数控机床、机器人等机械控制领域中的应用愈发广泛。现设计与实现了一种基于数字信号处理器(DSP)的电机伺服控制系统,该系统选取无刷直流电机(BLDCM)作为核心驱动机构。通过运用先进的控制策略,该系统成功实现了对电机转速和电流的双重闭环控制,从而大幅提升了控制的精准度和稳定性。详细阐述了该系统的硬件与软件设计,深入剖析了各个模块的功能与实现原理。同时,通过一系列实验,充分验证了系统的可靠性和卓越性能。该系统不仅具备高精度、高响应速度的特点,还展现出良好的稳定性和鲁棒性,为伺服控制系统在各类机械控制领域中的广泛应用奠定了坚实基础。这一创新设计无疑将推动伺服控制技术的进一步发展。 展开更多
关键词 DSP 电机伺服控制 无刷直流电机 双闭环控制 PID控制
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永磁同步电机驱动器的设计 被引量:2
11
作者 许北杨 倪文强 +1 位作者 闫鹏飞 段晨阳 《邵阳学院学报(自然科学版)》 2025年第1期19-27,共9页
为了能够较好地控制永磁同步电机,采用矢量控制算法设计了永磁同步电机驱动器,并设计了各电路模块的原理图和印刷电路板(printed circuit board, PCB)。实验得到驱动器在电流环、速度环和位置环下响应速度均能控制在0.5 s以内,稳定运行... 为了能够较好地控制永磁同步电机,采用矢量控制算法设计了永磁同步电机驱动器,并设计了各电路模块的原理图和印刷电路板(printed circuit board, PCB)。实验得到驱动器在电流环、速度环和位置环下响应速度均能控制在0.5 s以内,稳定运行时的噪声波动在±5%范围内,表明驱动器的性能足以驱使永磁同步电机良好工作。 展开更多
关键词 永磁同步电机 矢量控制 驱动器
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车用永磁同步电机损耗分析及测试方法 被引量:1
12
作者 安智洋 《汽车零部件》 2025年第1期55-60,95,共7页
损耗是电机温升的根本原因。电机的损耗分析是研究电机热管理策略、提升电机效率和控制精度的关键。以某型车用永磁同步电机为研究对象,分析铜损、铁损等损耗的产生机制与计算方法,针对实际工程应用中损耗计算较为复杂的问题,提出了一... 损耗是电机温升的根本原因。电机的损耗分析是研究电机热管理策略、提升电机效率和控制精度的关键。以某型车用永磁同步电机为研究对象,分析铜损、铁损等损耗的产生机制与计算方法,针对实际工程应用中损耗计算较为复杂的问题,提出了一种基于台架测试的损耗测试方法,可较为方便地获取应用于电机控制算法的损耗数据。同时,基于试验样机与台架进行了损耗测试,获取了该型车用永磁同步电机的损耗参数,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 铜损 涡流损耗 电机测试 电机热管理
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基于转子内外风道通风的高海拔地区大型水轮发电机转子冷却系统设计
13
作者 杨越 黄伟 +3 位作者 宋文甲 韩佳丽 陆英楠 王超 《防爆电机》 2025年第6期22-26,49,共6页
高海拔地区空气稀薄对大型水轮发电机转子冷却系统提出严峻挑战。现以海拔2400 m百万千瓦级水轮发电机为研究对象,提出了一种基于转子内外风道通风的冷却系统设计方案。通过增设内风道与优化极间挡板结构,结合离心效应强化气流分布,实... 高海拔地区空气稀薄对大型水轮发电机转子冷却系统提出严峻挑战。现以海拔2400 m百万千瓦级水轮发电机为研究对象,提出了一种基于转子内外风道通风的冷却系统设计方案。通过增设内风道与优化极间挡板结构,结合离心效应强化气流分布,实现散热面积与对流效率的同步提升。基于Flowmaster一维仿真与三维流固耦合计算,验证了总风量226.2 m^(3)/s的可行性,并分析了迎风侧与背风侧的温度场差异。结果表明,内外风道设计使转子最高温度降至146.6℃,内风道承担近50%散热负荷,且采用旋转挡风板后最高温升降低15.4 K。研究为高海拔水轮发电机的安全运行提供了高效解决方案,对推动清洁能源开发具有重要工程价值。 展开更多
关键词 水轮发电机 转子冷却系统 内外风道通风 流固耦合仿真 温度场分析
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无刷直流电机驱动系统的设计与优化 被引量:1
14
作者 张皓 《防爆电机》 2025年第1期33-36,共4页
无刷直流电机(BrushlessDCMotor,BLDCM)凭借其紧凑的体积、卓越的效率、低噪音以及长久的使用寿命,在工业制造、汽车工程、无人机飞行等多个领域展现出了广泛且深入的应用潜力。本文在深入研究无刷直流电机本体设计的基础上,进一步聚焦... 无刷直流电机(BrushlessDCMotor,BLDCM)凭借其紧凑的体积、卓越的效率、低噪音以及长久的使用寿命,在工业制造、汽车工程、无人机飞行等多个领域展现出了广泛且深入的应用潜力。本文在深入研究无刷直流电机本体设计的基础上,进一步聚焦于其驱动系统的设计与优化,涵盖了驱动电路的创新设计、位置与速度检测电路的精准实现,以及速度PID调节策略的精细调整等多个方面。通过详尽的理论分析与严谨的实验验证,我们成功地实现了电机的高效、稳定运行,不仅提升了电机的性能表现,还确保了其在各种应用场景中的可靠性与稳定性。这一研究成果为无刷直流电机的进一步应用与发展奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 无刷直流电机 驱动系统 PID调节 优化设计
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基于相位跟踪反馈的调相机系统局放信号检测 被引量:1
15
作者 黄正 吴宝生 +2 位作者 张涛 余祖奎 方扬 《防爆电机》 2025年第3期1-3,共3页
为了进一步提高调相机缺陷识别能力,设计了一种基于相位跟踪反馈的调相机系统局放信号检测方法。在调相机设备上开展了干扰测试,构建能够满足现场调相机局放检测系统。研究结果表明:采用信号产生器形成正弦波,还利用余弦函数具备有界性... 为了进一步提高调相机缺陷识别能力,设计了一种基于相位跟踪反馈的调相机系统局放信号检测方法。在调相机设备上开展了干扰测试,构建能够满足现场调相机局放检测系统。研究结果表明:采用信号产生器形成正弦波,还利用余弦函数具备有界性特点获得最大幅值,所提方法可以有效抑制1.8 kHz以下的相位衰减。未反馈追踪回导致很大的相位衰减;对该传感器相位反馈后振幅可以稳定在40 mV附近,在100 Hz的EMF扰动下仍能维持较好稳定性。该研究成果有助于提高超声检测方法对系统缺陷的检测效率,并提高其灵敏度。 展开更多
关键词 调相机 局放信号 相位反馈 超声检测
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电动客车永磁电机效率提升方法的设计与验证
16
作者 潘岱松 朱鹤 魏潇翔 《客车技术与研究》 2025年第4期29-33,共5页
以降低电动客车能耗为目的,从多个方面对永磁电机进行效率提升,并进行仿真分析及整车测试验证。
关键词 电动客车 永磁电机 效率提升
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新型外转子磁齿轮复合电机的设计与研究 被引量:51
17
作者 张东 邹国棠 +3 位作者 江建中 包广清 蹇琳旎 王建宽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第30期67-72,共6页
提出一种新型外转子磁齿轮复合电机,该电机将磁齿轮和无刷直流电机进行整合,电机的外转子和磁齿轮的内转子共同构成复合电机的内转子,实现了低速大转矩的直接驱动方式,同时充分利用了磁齿轮的内部空间,从而提高了整个传动系统的效率。... 提出一种新型外转子磁齿轮复合电机,该电机将磁齿轮和无刷直流电机进行整合,电机的外转子和磁齿轮的内转子共同构成复合电机的内转子,实现了低速大转矩的直接驱动方式,同时充分利用了磁齿轮的内部空间,从而提高了整个传动系统的效率。采用时步有限元法对复合电机的磁场进行分析,充分考虑了谐波磁场的相互耦合问题,并得出复合电机的相关动态特性。这些特性揭示了复合电机非常适合与低速大转矩的直接驱动场合,但是不适合于对舒适度和位置精度要求较高的场合。制造了一台1200W原型机,并对原型机进行试验,验证了电磁理论分析结果的正确性。 展开更多
关键词 磁齿轮 复合电机 时步有限元法 无刷直流电机 动态特性
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无刷双馈电机能量传递关系和功率因数特性的实验研究 被引量:20
18
作者 张爱玲 熊光煜 +2 位作者 刘振富 王建华 周赞强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期92-97,共6页
在不同的运行方式下,无刷双馈电机控制绕组具有能量双向流动的特点。目前对该课题已有的研究成果中定性分析多、实验数据少,且没有正确反映能量传递关系。提出对应于一定的频率和负载转矩,无刷双馈电机在亚同步电动(或超同步发电)状态... 在不同的运行方式下,无刷双馈电机控制绕组具有能量双向流动的特点。目前对该课题已有的研究成果中定性分析多、实验数据少,且没有正确反映能量传递关系。提出对应于一定的频率和负载转矩,无刷双馈电机在亚同步电动(或超同步发电)状态下控制绕组的能量并非总是回馈到逆变器,而是与其端电压、相应频率下的开路电压以及逆变器的直流侧电压有关。在此基础上,将电机的功率因数、运行效率以及稳定性与能量传递关系结合起来进行研究。样机实验结果表明,双馈运行状态下对应于某一确定的转速和负载,在满足系统稳定运行的条件下,调节控制绕组电压使其约为对应的开路电压,可以提高电机的运行效率。 展开更多
关键词 无刷双馈电机 能量传递 功率因数特性 效率 实验研究
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不同转子结构无刷双馈电动机转子耦合能力与运行性能的对比分析与实验研究 被引量:24
19
作者 张凤阁 王秀平 +1 位作者 于思洋 曲春雨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2816-2826,共11页
无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元... 无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元分析软件进行电动机特性仿真,提出并研制了新型混合转子和磁障转子共用同一定子的两台无刷双馈电动机实验样机,并进行了对比实验研究。结果表明:与磁障转子相比,混合转子的磁场能力获得了进一步提高,运行性能进一步改善。研究结论为新型混合转子无刷双馈电动机的推广应用提供了理论和实验基础。 展开更多
关键词 无刷双馈电动机 磁场调制 混合转子 磁障转子 对比实验
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交流电机模型预测控制策略发展概述 被引量:64
20
作者 齐昕 苏涛 +3 位作者 周珂 杨建成 甘新鹏 张永昌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期6408-6418,共11页
模型预测控制(model predictive control,MPC)早在20世纪80年代早期就已被提出,但由于当时控制器的硬件限制,未能引起重视。近年,随着微处理器运算性能的不断提升,模型预测控制逐渐引起广大学者的关注。由于具有滚动优化、反馈校正等诸... 模型预测控制(model predictive control,MPC)早在20世纪80年代早期就已被提出,但由于当时控制器的硬件限制,未能引起重视。近年,随着微处理器运算性能的不断提升,模型预测控制逐渐引起广大学者的关注。由于具有滚动优化、反馈校正等诸多优点,模型预测控制已成为电力电子领域的研究热点,并在实际应用中得到不断发展和完善。该文回顾了模型测控制的发展历程,总结近年来关于权重系数设计、无速度传感器控制、过调制与弱磁控制技术以及图形边界限定策略等方面的研究成果,分析各类方法的特点;对模型预测控制未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 模型预测控制 代价函数 图形边界限定形式 有限控制集预测控制 控制策略
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