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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
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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
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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
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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
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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
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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:1
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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
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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
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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
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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
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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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双边环形绕组直线感应电机电磁特性解析及验证
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作者 高宇帆 刘小虎 +2 位作者 袁志方 李翔宇 于文中 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期53-61,共9页
针对双边环形绕组直线感应电机气隙磁场、电磁推力解算误差较大的问题,首先通过引入卡氏系数、集肤效应系数、气隙漏抗磁通系数和电抗系数,对有效气隙、次级等值电导率进行修正,进而消除初级齿槽效应和次级集肤效应对气隙磁场、电磁推... 针对双边环形绕组直线感应电机气隙磁场、电磁推力解算误差较大的问题,首先通过引入卡氏系数、集肤效应系数、气隙漏抗磁通系数和电抗系数,对有效气隙、次级等值电导率进行修正,进而消除初级齿槽效应和次级集肤效应对气隙磁场、电磁推力解算带来的误差影响;然后,在获取精准气隙磁场特性的基础上,结合次级感应涡流,解析获取了含恒定平均分量、两倍频正弦交变分量的电磁推力数学表达式,并对恒定平均分量的基本行波推力、入端行波推力和出端行波推力的波动分量进行了剖析;最后,在上述工作基础上,计算绘制了气隙磁场、电磁推力特性曲线,并通过有限元仿真及设计实物样机推力测试实验,验证了理论分析的正确性,为双边环形绕组直线感应电机工程实践提供了必要的气隙磁场、电磁推力精准计算的理论支撑。 展开更多
关键词 直线感应电机 气隙磁场 电磁推力 环形绕组
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基于线性自抗扰控制的PMLSM推力波动抑制策略
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作者 黄道吉日 易祥烈 +2 位作者 袁志方 王文湛 高宇帆 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第6期21-27,共7页
针对低速下永磁同步直线电机定位力导致推力波动显著,电流与速度波形畸变等问题,提出了一种基于线性自抗扰控制器的永磁同步直线电机推力波动抑制策略,以提高系统运行性能。该控制器利用线性扩张状态观测器实时观测系统所有未知扰动量,... 针对低速下永磁同步直线电机定位力导致推力波动显著,电流与速度波形畸变等问题,提出了一种基于线性自抗扰控制器的永磁同步直线电机推力波动抑制策略,以提高系统运行性能。该控制器利用线性扩张状态观测器实时观测系统所有未知扰动量,并通过线性状态误差反馈对总扰动量进行前馈补偿,从而改善电机速度与电流波形质量。低速工况下,仿真和实验结果表明:相比于传统PI控制器,所提控制器速度波动抑制率最高为60%,证明了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 线性自抗扰控制 推力波动抑制 速度控制
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直线电机在国内轨道交通中的应用研究 被引量:1
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作者 何云风 卢琴芬 翁萍 《电力机车与城轨车辆》 2025年第2期1-6,12,共7页
直线电机作为一种直接产生直线运动的驱动装置,具有结构简单、可靠性高等优势,但有时也存在效率低、成本高及法向力干扰等问题,因此在轨道交通领域应用直线电机时,需要充分利用并发挥其优势。文章基于直线电机的结构特点,系统分析了其... 直线电机作为一种直接产生直线运动的驱动装置,具有结构简单、可靠性高等优势,但有时也存在效率低、成本高及法向力干扰等问题,因此在轨道交通领域应用直线电机时,需要充分利用并发挥其优势。文章基于直线电机的结构特点,系统分析了其在轮轨车辆、中低速磁浮列车及高速磁浮列车中的应用现状,介绍了在研的直线电机交通系统,并针对直线电机在轨道交通领域的应用提出了技术发展建议。 展开更多
关键词 直线电机 轮轨车辆 磁浮列车 振动冲击
原文传递
永磁同步直线电机次级磁场检测技术综述 被引量:2
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作者 赵吉文 尹乐 +3 位作者 宋俊材 盘真保 于子翔 王立俊 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用... 【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用前景。永磁体作为永磁同步直线电机的重要组成部分,可为电机气隙空间提供恒定的磁场环境。磁场分布的一致性与电机性能息息相关,因此需要及时检测并更换故障永磁体以保证电机推力密度和功率密度的稳定性。【方法】主要对永磁同步直线电机次级磁场检测内容进行综述性研究:对电机的拓扑结构、工作原理和磁场的解析公式进行了梳理;对磁场的变化机理和磁场故障发生的常见原因进行了总结;对目前研究的永磁体局部退磁、均匀退磁、缺损和裂纹故障及不同故障磁场的建模方法,如解析法、有限元法和Matlab建模法等进行了介绍;对永磁同步直线电机次级磁场检测所选择的故障信号,如电流信号、磁密信号、电动势信号、振动信号和磁场信号等进行了讨论,指出其用于永磁同步直线电机时的优缺点。【结果】在对各类方法进行梳理和归纳后,对相应的研究内容与关键技术进行总结并发现,目前永磁同步直线电机磁场检测多借助于磁场信号和特征提取方法实现磁场故障的离线诊断。【结论】为实现实时化故障诊断和提高电机可靠性的目标,在未来磁场故障诊断发展趋势中,可以加强对电动势、电流、磁密等实时采集信号的研究,以期实现退磁故障的在线检测。同时需要开展具有高容错适应性的容错控制策略研究,保证电机在发生退磁故障时,仍可以维持电机的输出性能,进而保证其可靠运行。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 永磁体退磁 永磁体缺损 永磁体裂纹 磁场检测 直驱式往复运动 电机气隙 次级磁场
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基于双模型的递推最小二乘永磁同步直线电机电气参数在线辨识 被引量:2
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作者 鲍明堃 周扬忠 《电源学报》 北大核心 2025年第3期343-353,共11页
为了实现永磁同步直线电机PMSLM(permanent magnet synchronous linear motor)高精度的多电气参数在线辨识,提出了一种基于双模型的递推最小二乘电气参数在线辨识算法。首先,根据电机的dq轴电压方程分别建立了辨识定子电阻、永磁体磁链... 为了实现永磁同步直线电机PMSLM(permanent magnet synchronous linear motor)高精度的多电气参数在线辨识,提出了一种基于双模型的递推最小二乘电气参数在线辨识算法。首先,根据电机的dq轴电压方程分别建立了辨识定子电阻、永磁体磁链的模型1和辨识q轴电感、d轴电感的模型2,并将2个辨识模型循环结合。其次,基于上述双模型结构,采用递推最小二乘算法实现电气参数在线辨识,并针对PMSLM运行时存在大量动态过程的特性,提出一种具有饱和特性的分段变遗忘因子;然后,对功率开关非理想因素导致的误差电压进行补偿,进一步提高了辨识的精准度;最后,仿真和实验结果证明了该辨识算法的有效性,且具有收敛速度快、辨识结果精度高、多工况适用等优点。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 在线辨识 变遗忘因子 递推最小二乘 双模型 功率开关非理想因素补偿
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电磁轨道发射中一体C形电枢尾翼倾角的约束条件
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作者 陈立学 任烨 徐晟钦 《电工技术学报》 北大核心 2025年第17期5369-5378,共10页
一体C形电枢作为直线式电磁发射器中将电能转化为动能的重要部件,其性能的优劣直接影响发射器的整体性能,电枢尾翼倾角作为发射器典型结构参数会对其发射性能产生重要影响。该文从枢轨接触压力、电枢结构完整性和发射速度三方面考虑,以... 一体C形电枢作为直线式电磁发射器中将电能转化为动能的重要部件,其性能的优劣直接影响发射器的整体性能,电枢尾翼倾角作为发射器典型结构参数会对其发射性能产生重要影响。该文从枢轨接触压力、电枢结构完整性和发射速度三方面考虑,以平面电枢为例,首先通过理论分析探究了枢轨接触压力与电枢结构完整性约束下尾翼倾角的取值范围,然后通过有限元仿真研究了电枢尾翼倾角对发射速度的影响。结果表明:在载流裕度系数为0.7~0.9的区间内,尾翼倾角的临界值随裕度系数的增大而减小,同时在考虑枢轨接触压力和电枢结构完整性的前提下,30 mm口径电枢尾翼倾角的取值范围为20°~30°;在驱动电流波形和额定发射速度均相同的条件下,电枢发射所需的轨道长度随尾翼倾角的增大而减小,尾翼倾角取30°时的轨道长度是取20°时的83%,增大倾角可以减小发射所需的电流幅值和轨道长度。 展开更多
关键词 电磁轨道发射 C形电枢 尾翼结构参数 倾角
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永磁同步直线电机的改进全速域观测器设计
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作者 林健 姜武杰 +2 位作者 周磊 宋欣怡 孙飞宇 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2025年第2期23-30,共8页
高性能数控伺服系统对直线电机动态性能尤其是低速力矩性能提出了严苛要求,为了实现永磁同步直线电机全速域高精度运行,文章提出一种基于无位置传感器技术的全速域观测器设计方法.在电机零低速运行阶段,采用基于陷波滤波器的脉振高频电... 高性能数控伺服系统对直线电机动态性能尤其是低速力矩性能提出了严苛要求,为了实现永磁同步直线电机全速域高精度运行,文章提出一种基于无位置传感器技术的全速域观测器设计方法.在电机零低速运行阶段,采用基于陷波滤波器的脉振高频电压信号注入法,实现对注入电压噪声信号的滤除;在电机中高速阶段,采用可自适应边界层厚度的滑模观测器,降低了抖振带来的影响,并利用加权平均算法实现不同观测器之间的平滑切换,从而在全速域实现直线伺服系统高精度观测与强鲁棒控制.仿真和试验验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 脉振高频电压注入法 陷波滤波器 自适应边界层厚度 全速域
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