国家自然科学基金(50977043)
- 作品数：14 被引量：96H指数：7
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- 相关机构：南京航空航天大学南京工业职业技术学院淮阴师范学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中国航空科学基金更多>>
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- 无轴承交替极永磁电机集中式悬浮绕组结构及其优化设计方法被引量：10
- 2015年
- 在一台12槽8极无轴承交替极永磁电机上研究了集中式悬浮绕组结构对电机悬浮性能的影响,研究并提出能够提高悬浮性能的绕组结构及优化方法。首先,分析两相和三相传统集中式绕组径向存在较强耦合关系的原因。其次,研究一种带辅助线圈的三相改进集中式绕组结构,并提出一种带辅助线圈的两相改进集中式绕组结构以验证两相绕组经优化改进作为悬浮绕组的可能性。然后,为优化改进集中式悬浮绕组结构,研究了基于悬浮力解析的绕组优化法。但该方法优化过程复杂,从简化绕组优化设计过程角度,提出基于悬浮磁动势总谐波畸变最小的绕组优化法。最后,将两种绕组优化法用于两相和三相改进集中式悬浮绕组的优化中,理论和有限元分析结果表明本文所提优化方法的有效性。
- 丁强邓智泉王晓琳
- 关键词：无轴承电机绕组结构
- 混合励磁分块转子磁通切换电机电磁特性分析被引量：10
- 2012年
- 为了提高电励磁转子分块式磁通切换电机转矩密度和功率密度,提出一种混合励磁分块转子磁通切换电机拓扑,通过在定子齿开槽,嵌入径向充磁的永磁体,提高了电机的转矩密度和功率密度。介绍了电机的工作原理、磁通切换方式和基本参数尺寸设计。通过有限元仿真得出静态永磁磁场分布、永磁磁链、反电势和定位力矩。与典型混合励磁磁通切换电机的调磁磁性能进行对比研究。有限元仿真结果表明:混合励磁分块转子磁通切换电机具有高转矩密度、高功率密度、强容错能力、强调磁能力,适合用于启动发电系统。
- 熊树邓智泉王宇朱婷婷许培林
- 关键词：磁通切换混合励磁拓扑调磁
- 多相无轴承永磁薄片电机故障运行特性分析被引量：5
- 2011年
- 为解决多相无轴承永磁薄片电机因某相发生故障无法正常工作的问题,提出了更具通用性的故障容错控制方法。该方法以相应的断路容错控制方法为基础。考虑到故障相对悬浮力与转矩的影响,重构了其它非故障相定子电流。满足了电机在故障状态下稳定运行所需的悬浮力与转矩,实现了该电机短路和断路故障状态的容错控制。同时,介绍了一种基于相电流反馈量的故障检测方法。最后以该电机同时发生断路、短路故障以及两相短路故障为例,通过仿真和实验验证了所提的容错控制策略的正确性。
- 王晓琳盛旺邓智泉任新宇
- 关键词：容错控制无轴承自诊断薄片电机
- 短路容错控制在多相无轴承永磁同步电机中的可行性分析被引量：8
- 2012年
- 容错性作为多相无轴承永磁电机关键技术之一,其控制系统的可行性对提高整个电机的安全性和鲁棒性具有重要意义。本文对多相无轴承永磁电机短路故障下的控制模型及其短路电流表达式进行了推导。在此基础上,提出以某特定矩阵的三阶非零子式或其行秩作为短路容错控制的可行性判别依据。并以一台六相无轴承永磁电机为例,对其中任意一相、两相和三相绕组发生短路故障时的容错控制可行性进行了系统分析和归纳,且给出了该电机的短路容错控制系统框图。文中还利用有限元仿真对短路故障下的电机运行状态作了详细分析,并在一套原理样机平台上进行了实验验证。
- 王晓琳任新宇邓智泉廖启新
- 关键词：容错永磁电机无轴承电机短路
- 单绕组无轴承永磁薄片电机缺相运行特性分析被引量：3
- 2010年
- 针对无轴承永磁薄片电机因绕组或功率开关故障导致电机无法正常工作的问题,以六相单绕组无轴承永磁薄片电机为例,提出定子电流重构原则的缺相故障控制方法。该方法以电机的悬浮力和转矩数学模型为基础,结合功率最优约束条件,给出了更具通用性的定子电流缺相控制模型。通过对缺相后剩余定子电流及其产生的悬浮力脉动进行分析,得到可保证电机稳定运行的缺相形式,即任意一相绕组相邻两相和相对两相绕组故障可实现缺相控制,而对于相隔一个定子齿的两相绕组故障及缺相绕组个数大于2的故障形式无法实现缺相控制。最后,在一台原理样机上实现了任意一相和相对两相故障的缺相控制。
- 岳盛奏王晓琳邓智泉廖启新
- 关键词：无轴承薄片电机单绕组
- 六相永磁容错磁通切换电机及其单相故障的容错控制被引量：28
- 2013年
- 为了提高永磁电机的可靠性和容错性,研究了一种六相永磁容错磁通切换电机(FaultTolerant Flux Switching Permanent Magnet Motor,FTFSPM)。该电机继承了永磁磁通切换电机的结构特点和功率密度优势,同时具备故障隔离和抑制短路电流的能力。通过有限元仿真研究了该电机电感特性和转矩特性,分析了电机的电磁性能和容错能力。为使该电机在单相故障时仍能提供平滑转矩,提出了容错电流优化控制策略。开路故障时,利用扩展坐标变换,通过控制转子同步旋转坐标系下的交轴电流、零序电流,实现转矩脉动的补偿,同时优化转矩铜耗比。针对短路故障,提出一种故障分解补偿法,对短路电流及绕组正常电流缺失引起的转矩脉动或转矩缺失分别进行补偿,进而矢量合成,实现容错控制的同时,避免了复杂的在线计算。在原理样机上进行了带载实验及容错实验,证明了所研究的永磁容错磁通切换电机的转矩输出能力和容错性能,同时验证了所提容错控制策略的有效性。
- 吴一丰邓智泉王宇王晓琳
- 关键词：容错转矩脉动铜耗
- 无轴承扰动补偿悬浮系统的稳定性分析与验证被引量：4
- 2012年
- 目前,无轴承磁悬浮系统多采用PID等经典控制策略,然而由于外界扰动、参数摄动等诸多原因,难以实现高性能的悬浮控制.本文针对上述问题,通过在传统PID悬浮控制系统中增加扩张状态观测器,对悬浮力扰动进行实时补偿,从而建立基于扩张状态观测器的无轴承悬浮控制系统.其中,根据扩张状态观测器对综合扰动进行观测的基本原理,构建了系统数学模型,并对其稳定性进行了分析.在此基础上,对观测器参数调节的选取原则和稳定域的参考范围进行了理论分析,从而提出了一套无轴承悬浮控制系统参数整定方案.此外,本文还结合模型中主要参数的物理意义,进一步完善了非线性扩张状态观测器参数的设定原则.最后,通过仿真验证了扩张状态观测器对无轴承悬浮系统扰动抑制的作用,以及所述参数整定方案的正确性.
- 王晓琳贺鹏
- 关键词：无轴承电机扩张状态观测器稳定性分析
- 基于速度信息观测的无轴承永磁同步电机悬浮解耦控制被引量：2
- 2011年
- 无轴承永磁同步电机以转子位置信息为媒介实现解耦控制,整个算法复杂且依赖速度传感器.本文研究电机无传感器运行及解耦算法简化的方法.首先将传统扩张状态观测算法简化为线性形式.然后将二、三阶线性扩张状态观测器分别加入转矩和悬浮系统电流环和位移环,并定义电角速度与转矩d-q轴电流乘积以及转矩系统q轴磁链与悬浮d-q轴电流乘积为扰动项,利用观测器辨识转速信息及悬浮扰动力.接着对转速信息进行处理、对悬浮扰动力进行补偿从而实现无速度传感器运行并简化悬浮解耦算法.最后通过仿真验证所提控制策略能够实现电机无速度传感器运行,保证额定转速下稳定悬浮.
- 王晓琳丁强
- 关键词：无轴承永磁同步电机无速度传感器解耦控制
- 基于正交坐标变换的永磁无刷直流电机转速估计方法被引量：8
- 2012年
- 为了实现方波永磁无刷直流电机无传感器技术中转速的实时估计,提出一种新颖的基于正交坐标变换的转速估计方法。在分析三相梯形反电势坐标变换原理的基础上,利用正交坐标变换重构出两实时保持正交关系的基波,并对其进行相应的解算,从而得到电机的转速信息。传统转速估计方法要以假设在相邻两次换相期间转速不变为前提,而该方法不基于这条假设,不受换相时刻的限制。最后,以一台表贴式方波永磁无刷直流电机为研究对象,进行了相应的实验,结果证明了该转速估计方案的正确性和可行性。
- 吴元元邓智泉王晓琳凌星马晓涵
- 关键词：永磁无刷直流电机转速估计无位置传感器
- 无轴承永磁电机悬浮波动抑制策略被引量：2
- 2012年
- 无轴承电机运行过程中不可避免地产生悬浮波动。悬浮波动过大会影响电机性能,有效抑制悬浮波动是保证电机正常工作的关键。考虑到无轴承电机悬浮控制常用的PID控制算法对扰动抑制针对性不强的缺点,在分析悬浮波动源和常规观测算法不足的基础上,以一种交替极无轴承永磁电机为研究对象,提出利用线性扩张状态观测算法对电机悬浮转子径向扰动加速度进行观测。通过分析扰动加速度与电流控制量之间的关系,提出等效扰动电流的概念。将等效扰动电流补偿到悬浮控制算法中以抑制悬浮波动。与仅采用PID控制算法相比较,仿真结果表明所提控制策略能够抑制悬浮波动,实现电机稳定悬浮。
- 丁强王晓琳
- 关键词：无轴承电机
