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基于差分进化的直馈线圈发射器参数优化
1
作者 时建明 张微星 刘俊杰 《空军工程大学学报》 北大核心 2026年第1期87-96,共10页
为优化单级直馈线圈发射器的结构参数和3级直馈线圈发射器的能量分配,建立了3级直馈线圈发射器的场-路耦合数学模型和有限元分析模型,采用数值计算方法和有限元分析方法计算了2种模型的准确性,结果显示2种模型计算的运动数据和电路数据... 为优化单级直馈线圈发射器的结构参数和3级直馈线圈发射器的能量分配,建立了3级直馈线圈发射器的场-路耦合数学模型和有限元分析模型,采用数值计算方法和有限元分析方法计算了2种模型的准确性,结果显示2种模型计算的运动数据和电路数据基本吻合,证明了2种模型具有较高的准确性。基于建立的3级直馈线圈发射器的参数化模型,采用差分进化算法实现了单级直馈线圈发射器结构参数的优化和3级直馈线圈发射器能量分配的优化,结果显示迭代过程具有良好的收敛性,单级优化60次收敛,3级优化100次收敛;经过优化,单级出口速度由27.5 m/s提升到30.8 m/s,输出效率提升了6%,单级电流峰值由19 kA下降到8 kA,降幅为57.9%,3级出口速度由56.4 m/s上升为60.4 m/s,输出效率提升了5%,3级电流峰值由25 kA下降为10 kA,降幅为60%,证明了差分进化算法针对直馈线圈发射器多维优化问题具有良好的寻优能力,该优化方法和结果可为直馈线圈发射器参数优化设计提供参考。 展开更多
关键词 启发式算法 线圈型电磁发射器 直馈线圈 有限元仿真 结构参数优化 能量分配优化
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直线电机电磁力作用下次级感应板强度分析
2
作者 郭孟龙 于晓杰 +4 位作者 马光同 李婧 崔李滨 赵金昭 罗俊 《微电机》 2026年第1期8-15,共8页
在直线电机牵引的地铁车辆中,电机次级结构件出现因结构强度不足导致损坏的问题,严重影响车辆的安全运行。本文以应用于地铁车辆的单边短初级直线感应电机为研究对象,通过建立直线电机电磁-结构分析模型,研究直线电机电磁力作用下次级... 在直线电机牵引的地铁车辆中,电机次级结构件出现因结构强度不足导致损坏的问题,严重影响车辆的安全运行。本文以应用于地铁车辆的单边短初级直线感应电机为研究对象,通过建立直线电机电磁-结构分析模型,研究直线电机电磁力作用下次级感应板结构强度分布规律,计算得到电机次级结构的总变形、等效应力与等效弹性应变分布情况。并且通过在国内某条线路上对实际运行车辆的直线电机感应板进行测量,测试结果与有限元仿真结果基本吻合,验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 直线电机 次级感应板 有限元法 等效应力
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考虑端部效应的永磁同步直线电机变增益ESO-PLL无位置传感器控制
3
作者 段智勇 颜建虎 +1 位作者 佟胜 张威航 《电机与控制应用》 2026年第1期24-34,共11页
【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度,本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响,并对NFO进行了重构。此外,为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置... 【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度,本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响,并对NFO进行了重构。此外,为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置传感器控制系统中的抗扰动能力,提出了一种变增益扩张状态观测器锁相环(VGESO-PLL)位置解算方法。【方法】首先,考虑到PMSLM固有的端部效应在电机运行过程中所造成的电压偏差,对现有数学模型进行了修正,并对NFO进行重构。然后,通过分析ESO带宽对位置估计性能的影响,提出了一种改进的VGESO控制方法。该方法在传统ESO中引入了受估计速度导数驱动的带宽变化律,以动态改变ESO带宽,从而提高了瞬态条件下的速度观测精度。最后,通过欧拉离散方法,对VGESO的特征方程进行求解,并结合Jury判据给出了VGESO带宽选择范围。【结果】试验结果表明,在速度从0.1 m/s突增至0.3 m/s的工况下,VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了8.05%,虽然最大速度估计误差和ESO-PLL一致,但速度估计误差波动范围较ESO-PLL更小;在速度从0.3 m/s突减至0.1 m/s的工况下,VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了73.1%,较ESO-PLL减小了37.7%。【结论】本文重构的NFO能够反映PMSLM端部效应的影响,所提VGESO-PLL位置解算方法可以有效改善PMSLM在速度突变工况下的速度观测精度,有效提高了VGESO的抗扰动能力。 展开更多
关键词 端部效应 永磁同步直线电机 锁相环 无位置传感器控制 变增益扩张状态观测器
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一种关于双边永磁直线电机电感参数计算方法
4
作者 娄一川 何梓榕 +2 位作者 刘壮 华实 翁萍 《电机与控制应用》 2026年第1期101-109,共9页
【目的】在双边永磁直线电机运行过程中,仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势,而大部分作用于电机绕组的电感压降,因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造... 【目的】在双边永磁直线电机运行过程中,仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势,而大部分作用于电机绕组的电感压降,因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造成不必要的成本浪费,也可能导致容量不足而使电机无法达到既定输出性能,对其精确计算具有重要的工程意义。因此本文提出了一种电感参数计算方法。【方法】首先,基于电磁场理论,建立双边永磁直线电机的解析数学模型;然后,分别推导出双边永磁直线电机单个载流导体和单相通电绕组的气隙磁密表达式以及绕组自感、互感表达式;最后,将解析法计算结果与有限元仿真结果进行对比,以验证所提方法的有效性。【结果】气隙磁密的计算值与仿真值的误差为1%,电感的计算值与仿真值的误差小于2%,验证了所提方法的准确性。进一步地,在动态试验平台上开展了从轻载到重载工况的运行试验,通过实测数据获取的电感试验值,与解析法计算值相比误差为4.6%。基于电感计算值得到的端电压计算值与端电压试验值基本一致,进一步验证了所提电感参数计算方法的有效性与工程实用性。【结论】本研究为双边永磁直线电机的参数优化设计与供电系统配置提供了可靠的理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 双边永磁直线电机 电感计算 解析法 有限元仿真 参数优化 供电系统配置
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基于神经网络的直线电机反步法控制优化
5
作者 金凡清 《工业控制计算机》 2026年第1期138-139,142,共3页
音圈电机是一种不需要任何机械传动环节,就可以将电能转化为直线运动的机械能的直线电机。结合国内外学者对音圈电机的结构优化,提出了一种对音圈电机具有可调参数的反步法控制电机模型,并利用先进的神经网络技术手段对系统的控制率参... 音圈电机是一种不需要任何机械传动环节,就可以将电能转化为直线运动的机械能的直线电机。结合国内外学者对音圈电机的结构优化,提出了一种对音圈电机具有可调参数的反步法控制电机模型,并利用先进的神经网络技术手段对系统的控制率参数进行逼近迭代。主要贡献在于在李亚普诺夫稳定条件下进行改进。建立了跟踪误差的等效目标函数,避免了对系统输入-输出的辨识问题。采用值自适应方法估计音圈电机中由未知非线性函数和扰动组成的等价项,利用神经网络训练控制器参数并在这种方法的基础上设计了对系统的确定性优化控制器。 展开更多
关键词 磁致伸缩电机 反步控制 自扰动抑制 神经网络参数优化
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基于谐波-励磁绕组协同设计的多相自励磁同步电机转矩提升方法
6
作者 李艳灵 王世伟 +3 位作者 林晓刚 钱日欣 林丛硕 解伟 《电机与控制应用》 2026年第1期57-66,共10页
【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生,励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论,限制了电磁转矩的进一步提升。因此,本文对谐波... 【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生,励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论,限制了电磁转矩的进一步提升。因此,本文对谐波-励磁绕组分布结构进行优化以提升电磁转矩。【方法】首先,通过分析多相SESM的励磁原理,研究了谐波-励磁绕组分布结构对励磁磁链的影响机理;然后,根据影响机理,提出了一种将感应电势相位相同的谐波绕组进行串联,将多个串联支路进行并联的优化策略;其次,分析所提优化策略的耦合机理,使谐波-励磁绕组与定子绕组之间形成解耦;最后,基于Ansys Maxwell构建电机有限元仿真模型,将传统方案和优化方案进行对比。【结果】仿真结果表明,在100 r/min转速下,与传统方案相比,优化方案的励磁绕组感应电势增强了74.5%,励磁电流提升了57.2%,电磁转矩提升了56.9%。【结论】本文设计的谐波-励磁绕组结构优化方案在零低速域下有效提升了电磁转矩,增强了励磁效果。 展开更多
关键词 自励磁同步电机 谐波-励磁绕组分布结构 电磁转矩 解耦
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无铁心圆筒永磁直线电机的电磁设计及优化
7
作者 强强 陈志辉 《微特电机》 2026年第1期28-33,40,共7页
无铁心圆筒永磁直线电机(ironless tublar permanent magnet linear motor,ITPMLM)推力脉动小、响应速度快,在高端精密制造领域应用广泛。但相比于有铁心结构,ITPMLM的电磁设计文献较少,相关规律的总结还有待完善,急需更加深入的研究。... 无铁心圆筒永磁直线电机(ironless tublar permanent magnet linear motor,ITPMLM)推力脉动小、响应速度快,在高端精密制造领域应用广泛。但相比于有铁心结构,ITPMLM的电磁设计文献较少,相关规律的总结还有待完善,急需更加深入的研究。本文结合ITPMLM的特点和经典永磁电机设计方法,对主要尺寸、槽极配合、绕组设计、初级、次级设计等问题作了系统性阐述,展示了参数计算的完整流程,设计结果经有限元验证能满足给定80 N的推力要求。通过参数化仿真研究了不同槽极配合下,极弧系数、永磁体外径对电磁性能的影响,给出了电磁负荷及推力与损耗的变化规律。优化结果表明,在给定性能指标下,15槽5极为最优槽极配合,极弧系数取0.3,永磁体内外径分别取7.04 mm和25.62 mm时,电机的电磁性能较优,平均推力达到85 N。 展开更多
关键词 无铁心圆筒永磁直线电机 电磁设计 有限元
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
8
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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初级分离式U型永磁开关磁链直线电机特性分析及优化
9
作者 许孝卓 王雪 +1 位作者 杜宝玉 赵运基 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期84-93,136,共11页
针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利... 针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利用有限元法研究关键结构参数对UPM-PPFSLM电磁性能的影响,对比分析UPM-PPFSLM与SPM-PPFSLM的电磁特性;以平均推力和推力波动为优化目标,结合Kriging代理模型与MOPSO多目标优化算法对UPM-PPFSLM进行多目标优化;通过添加端部辅助齿,并对端齿参数进行优化,从而削弱定位力。结果表明,UPM-PPFSLM的U型聚磁结构有效改善了漏磁现象,强化了气隙磁场,相对SPM-PPFSLM推力增加13.7%,推力波动降低28.6%,显著提升了电机的电磁性能;优化后UPM-PPFSLM的平均推力提升了5.8%,推力波动降低了33.3%,且经端部优化后定位力削弱了45.4%。 展开更多
关键词 永磁开关磁链直线电机 初级分离式 U型永磁 电磁特性 多目标优化
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相邻直线电机边端效应及电磁力特性分析
10
作者 张敏 骆淑娟 +1 位作者 曹毅 罗世辉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期842-850,共9页
直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁... 直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁场、牵引力和法向力表达式,分析相邻电机磁场干涉对电机电磁力的影响,并利用有限元仿真对理论模型进行检验;最后,研究电机间距和滑差频率对相邻电机电磁力的影响.研究结果表明:2台电机边端效应引起的行波相互影响,前一台电机(LIM1)受后一台电机(LIM2)影响较小,而LIM2则受LIM1影响较大;LIM2牵引力和法向力均随间距的变化产生波动,间距越小,滑差频率也越小,波动幅度越大,LIM2电磁力受间距影响波动幅度越大;当滑差频率为8 Hz、速度为160 km/h、电流为400 A时,LIM2牵引力相较LIM1最大可增加83%;LIM2法向力最大可减小6.6 kN,将大大减轻悬浮系统的负担. 展开更多
关键词 中低速磁浮 直线感应电机 间距 滑差频率 电磁力
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悬浮导向混合励磁直线电机的法向偏移自抗扰控制
11
作者 许孝卓 毕征 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期254-263,共10页
针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。... 针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。建立表征HEDPLSM励磁电流调磁特性的法向力解析模型,针对法向偏移控制系统为恒值控制系统以及电机启动前存在初始法向偏移,采用函数发生器代替传统的微分跟踪器改进线性自抗扰法向偏移控制器,为系统安排过渡过程。在初始气隙不平衡工况下,采用改进型自抗扰控制策略的上升时间分别缩短45.7%和9.5%;调整时间分别缩短70.8%和61.1%,最大超调量分别降低95.5%和89.6%;在500N阶跃扰动工况下,调整时间分别缩短51.9%和30%,最大超调量分别降低50.9%和38.6%。仿真结果表明,本文所提改进型自抗扰气隙调衡控制策略可有效提升系统抗扰能力,消除系统的扰动稳态误差。 展开更多
关键词 混合励磁直线电机 直线电机法向力 直线电机气隙调节 磁悬浮控制 线性自抗扰控制 微分跟踪器
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电磁发射前期电枢表面熔蚀特性
12
作者 娄建勇 徐顺 +2 位作者 高源 吕晴 郄家辉 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4668-4676,共9页
电磁发射是一种大电流、高速度的滑动电接触过程,发射过程中枢轨界面产生大量的焦耳热和摩擦热,使电枢表面产生熔蚀,改变枢轨界面的接触状态,从而影响发射效果。该文分析了电磁发射前期枢轨界面的热量来源及温度分布,建立了考虑接触压... 电磁发射是一种大电流、高速度的滑动电接触过程,发射过程中枢轨界面产生大量的焦耳热和摩擦热,使电枢表面产生熔蚀,改变枢轨界面的接触状态,从而影响发射效果。该文分析了电磁发射前期枢轨界面的热量来源及温度分布,建立了考虑接触压力和接触电阻的三维电磁模型与热传递模型,分析了焦耳热和摩擦热在发射前期对电枢熔蚀的影响,通过Stefan相变条件建立了电枢表面熔蚀模型,并进行相关实验验证。结果表明,在电枢表面形成具有润滑作用的金属液膜之前,电枢的起始熔蚀主要与焦耳热有关,电枢的最大熔蚀深度主要与摩擦热有关。 展开更多
关键词 电磁发射 焦耳热 摩擦热 电枢熔蚀 Stefan相变
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常导磁悬浮单端供电模式能效与速度协同优化策略 被引量：2
13
作者 郑彦喜 葛琼璇 +2 位作者 赵鲁 朱进权 高瑞 《铁道学报》 北大核心 2025年第7期162-171,共10页
针对常导磁悬浮列车在单端供电模式下的能效与速度瓶颈,提出一种结合牵引变电站布局优化与供电模式动态切换的双重优化策略。首先通过构建牵引供电系统的能效模型,解析变流器在直接模式与变压器模式下的性能差异。其次采用贝叶斯优化算... 针对常导磁悬浮列车在单端供电模式下的能效与速度瓶颈,提出一种结合牵引变电站布局优化与供电模式动态切换的双重优化策略。首先通过构建牵引供电系统的能效模型,解析变流器在直接模式与变压器模式下的性能差异。其次采用贝叶斯优化算法对牵引变电站空间布局实施全局寻优,实现馈电网络损耗的显著降低。最后提出供电模式动态切换策略,基于实时工况自主选择最优供电方式,突破固定模式下的输出功率限制。硬件在环实验表明:变电站布局优化使馈电损耗降低20.1%,动态切换策略使加速区段的变流器容量利用率平均提升31.2%;协同优化下,列车最高速度由442.97 km/h提升至481.23 km/h,验证了单端供电模式的高速可行性。 展开更多
关键词 常导磁悬浮列车 单端供电 牵引变电站 供电模式 贝叶斯优化
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分段供电永磁直线同步电机的新型滑模速度控制策略 被引量：1
14
作者 周世炯 李耀华 +2 位作者 史黎明 孔甘霖 刘进海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2464-2476,共13页
针对分段供电永磁直线同步电机(PMLSM)在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响,该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器(TSMDO)相结合的速度控制策略。首先,分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互矛盾的... 针对分段供电永磁直线同步电机(PMLSM)在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响,该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器(TSMDO)相结合的速度控制策略。首先,分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互矛盾的问题。其次,设计了一种新型的滑模趋近律,使得所提滑模速度控制(SMSC)加快了系统的收敛速度、抑制了滑模的抖振、保证了电机速度跟踪的动态性能。然后,为了提升电机速度跟踪的稳态性能,基于终端滑模理论设计了TSMDO,该观测器可以对外部扰动、参数变化等不确定性因素进行观测并补偿。最后,通过与PI控制、传统SMSC的对比实验,验证了所提控制策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略不仅提高了分段供电PMLSM速度跟踪的动态和稳态性能,而且减小了加速度波动。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 加速度波动 滑模速度控制 终端滑模扰动观测器
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单边直线感应电机三维磁场分析 被引量：1
15
作者 陈康 王滢 +1 位作者 李贵 郑洋阳 《微特电机》 2025年第1期19-24,共6页
针对直线感应电机磁场解析中初级绕组线电流密度不连续、相位不准确以及气隙磁场解析精度低的问题,利用初级延拓模型建立了单边直线感应电机初级绕组磁动势三维模型,推导出了包含准确相位角且能充分考虑端部半填充槽的电流线密度连续模... 针对直线感应电机磁场解析中初级绕组线电流密度不连续、相位不准确以及气隙磁场解析精度低的问题,利用初级延拓模型建立了单边直线感应电机初级绕组磁动势三维模型,推导出了包含准确相位角且能充分考虑端部半填充槽的电流线密度连续模型,根据Maxwell方程组,求解了单边直线感应电机气隙区域的矢量磁位方程,得到了气隙磁场三维解析解。利用气隙磁场解析结果,分析了直线感应电机端部效应对电机推力的影响。通过对比三维解析结果与有限元三维模型仿真结果,发现二者具有较高的吻合度,验证了计及初级绕组半填充槽的电流线密度连续模型的正确性,表明基于磁动势三维模型的磁场解析方法能够有效提高单边直线感应电机气隙磁场求解精度和电磁推力计算精度。 展开更多
关键词 单边直线感应电机 磁动势三维模型 三维连续线电流密度 气隙磁场
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磁通切换磁悬浮直线电机热分析及冷却系统设计 被引量：2
16
作者 孙煜昊 蓝益鹏 《电机与控制应用》 2025年第1期84-93,共10页
【目的】磁通切换磁悬浮直线电机(FSMSLM)散热空间狭小、发热源集中,极易引起电机温升,从而影响其运行。通过计算电机各部件的损耗,对电机进行温度场仿真,以此有针对性地设计冷却系统以保证电机的散热。【方法】首先,介绍了FSMSLM的结... 【目的】磁通切换磁悬浮直线电机(FSMSLM)散热空间狭小、发热源集中,极易引起电机温升,从而影响其运行。通过计算电机各部件的损耗,对电机进行温度场仿真,以此有针对性地设计冷却系统以保证电机的散热。【方法】首先,介绍了FSMSLM的结构和工作原理,并通过计算得到了FSMSLM的各部件损耗和生热率。然后,建立了FSMSLM温度场数学模型,根据经验公式求得了电机各部件的导热系数,并通过外流场仿真分析结合经验公式得到了相关表面的对流换热系数。最后,通过有限元仿真得到了FSMSLM在额定工况下的整体温度分布和关键部件的温度分布,基于温度分布和FSMSLM结构特性分别设计了串联型水冷管道和并联型水冷管道两种冷却装置,并利用CFD软件对加装冷却系统后的FSMSLM温度场进行仿真。【结果】仿真结果表明:发热集中在绕组部分;额定工况下FSMSLM整体温度处于200.29℃~209.68℃之间,超出H级绝缘材料的最高允许工作温度180℃;加装管口高度为10 mm的并联型和串联型水冷管道后,电机的最高温度分别降为79.70℃和61.48℃;管口高度为20 mm的水冷管道比10 mm的管道冷却效果提升了8%左右,管道内压力差降低了50%以上;在同一入口水流速度下串联型水冷管道冷却效果更好,冷却效果比并联型水冷管道提高了约8.7%,但其进出口压差约为并联型水冷管道的6倍~8倍。【结论】仿真验证了冷却系统的必要性,综合考虑冷却效果和经济性,选择管口高度为10 mm的并联水冷管道作为FSMSLM的冷却系统。 展开更多
关键词 磁通切换 温度场 磁悬浮直线电机 损耗计算 冷却系统
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单层双列背绕式直线感应电机反相供电下电感参数特性研究
17
作者 李彦飞 李子欣 +2 位作者 张航 赵聪 李耀华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第22期7140-7152,共13页
单层双列背绕式直线感应电机具有加工难度低、容错性高、组装方便等优点,在高速电磁驱动领域应用前景广阔。然而,该电机背部间隙内绕组磁场耦合强烈,加之分段供电运行模式下静态纵向端部效应明显,导致电机参数分析难度较大。该文分析了... 单层双列背绕式直线感应电机具有加工难度低、容错性高、组装方便等优点,在高速电磁驱动领域应用前景广阔。然而,该电机背部间隙内绕组磁场耦合强烈,加之分段供电运行模式下静态纵向端部效应明显,导致电机参数分析难度较大。该文分析了反相供电方式降低背部间隙绕组漏感的原理,并通过建立反相供电下考虑定子段间气隙在内的等效磁路模型,解析推导了电机气隙磁通密度及电感参数,搭建有限元仿真模型及实验原理样机开展验证,仿真与实验结果表明了分析的正确性。 展开更多
关键词 单层双列直线电机 背绕式绕组 分段供电 反相供电 段间气隙 电感参数
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考虑相移补偿的磁浮列车长定子高频注入无传感控制方法
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作者 张雯柏 林国斌 +2 位作者 康劲松 赵元哲 廖志明 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1032-1041,共10页
为研究高频注入响应电角度相移对磁浮列车低速控制精度的影响,考虑控制延时与采样延时对角度偏差滞后的约束关系,提出一种无传感估计角度偏差最小化寻优的补偿方法.首先,建立高速磁浮长定子同步电机零低速高频方波信号注入模型,利用估计... 为研究高频注入响应电角度相移对磁浮列车低速控制精度的影响,考虑控制延时与采样延时对角度偏差滞后的约束关系,提出一种无传感估计角度偏差最小化寻优的补偿方法.首先,建立高速磁浮长定子同步电机零低速高频方波信号注入模型,利用估计-实际-延时坐标系变换理论,构建高频响应电流模型;其次,通过分析大功率电传动系统中系统延时对角度偏差的影响,重构含估计角度相移偏差的高频响应电流模型;然后,设计离散化的估计角度偏差目标函数,提出采用考虑梯度变化的二分法在线计算系统延时与角度偏差;最后,通过磁浮电机低速试验平台验证算法.试验结果表明:本文提出的考虑相移滞后补偿方法与未经补偿的无传感控制相比,当给定电流为20、21、22 A时,估计角度误差分别减小73.3%,70.4%和72.1%;当速度环给定速度为0.8、0.9、1.0 m/s时,估计角度误差分别减小67.9%、70.5%、75.5%,速度跟踪误差平均减小50%. 展开更多
关键词 磁浮列车 长定子电机 高频注入 无感控制 角度补偿
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基于FxLMS算法的双馈直线电机交流电磁力矩自适应补偿控制 被引量：2
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作者 彭英楠 王修森 +1 位作者 王业勤 钟再敏 《电机与控制应用》 2025年第1期1-11,共11页
【目的】针对双馈直线电机(DFLM)在交流励磁下的动子振动问题,本文提出了一种基于滤波-x最小均方(FxLMS)算法的自适应补偿控制方法,旨在提高DFLM的动态性能和运行稳定性。【方法】首先,对DFLM在交流励磁条件下的电磁振动机理进行了深入... 【目的】针对双馈直线电机(DFLM)在交流励磁下的动子振动问题,本文提出了一种基于滤波-x最小均方(FxLMS)算法的自适应补偿控制方法,旨在提高DFLM的动态性能和运行稳定性。【方法】首先,对DFLM在交流励磁条件下的电磁振动机理进行了深入分析,通过建立五相20槽DFLM交流励磁两点受力模型,研究了由交流励磁引起的俯仰力矩的产生机理。然后,基于该机理分析,引入了FxLMS算法作为核心控制方法,依靠闭环反馈控制自适应地注入谐波电流,从而有效抑制周期性振动。最后,为进一步提升控制效果,提出了一种基于动子励磁电流电角度的前馈补偿控制方法,提升了系统的动态响应能力。【结果】为了验证所提方法的有效性,进行了仿真分析和试验验证。基于Matlab/Simulink平台建立了DFLM的动态模型,对比分析了引入自适应补偿控制前后的动子振动响应。仿真结果表明,基于FxLMS算法的自适应补偿控制方法在动子垂向振动抑制方面取得了显著效果;前馈控制的引入,改善了控制系统的动态性能,减轻了反馈控制的调节压力。为了进一步验证算法的实际应用性能,本文搭建了试验平台,并在不同的运行条件下进行了试验测试。试验结果表明,本文所提的基于FxLMS算法的自适应补偿控制方法能够显著降低交流励磁引起的动子垂向振动。【结论】基于FxLMS算法的自适应补偿控制方法利用FxLMS算法的自适应特性,结合前馈补偿策略,在不改变原有闭环控制结构的前提下,有效解决了DFLM交流励磁过程中产生的振动问题,显著提高了DFLM的运行稳定性和控制精度,为DFLM的高性能控制提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 双馈直线电机 FXLMS算法 自适应补偿控制 振动抑制
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考虑端部效应的电磁直线执行器解析建模方法
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作者 李钰鑫 李波 +2 位作者 葛文庆 陆佳瑜 陈杰炜 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第4期366-374,共9页
针对动圈式电磁直线执行器端盖的高导磁特性会引起端部磁场畸变,使执行器的推力产生波动,从而导致解析不准确的问题,提出了一种伪周期法与磁矢势法结合的磁场解析建模方法。考虑到端部效应,在伪周期内向永磁体及绕组阵列两侧扩展虚拟阵... 针对动圈式电磁直线执行器端盖的高导磁特性会引起端部磁场畸变,使执行器的推力产生波动,从而导致解析不准确的问题,提出了一种伪周期法与磁矢势法结合的磁场解析建模方法。考虑到端部效应,在伪周期内向永磁体及绕组阵列两侧扩展虚拟阵列以补偿端部磁路,并以傅里叶级数的形式推导出开路及电枢反应的磁场分布解析式;在此基础上,通过洛伦兹力法推导出电磁推力的解析表达式。结果表明:与有限元值相比,忽略端盖时推力解析值的最大误差为9.04%,而考虑端部效应时推力解析值的最大误差为3.97%,验证了所提方法的有效性;实验平均相对误差为3.77%,验证了所提方法的正确性。该方法能有效考虑端盖对磁场畸变的影响,为快速精确地求解电磁直线执行器电磁特性、优化结构参数及控制过程提供了理论参考。 展开更多
关键词 电机学 动圈式电磁直线执行器 解析建模 伪周期法 端部效应
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