四相電勵磁雙凸極電動機的效率優(yōu)化控制策略研究
發(fā)布時間:2021-11-23 13:24
電勵磁雙凸極電機(Doubly Salient Electro-magnetic Machine,DSEM)具有結(jié)構(gòu)簡單、勵磁可調(diào)、調(diào)速范圍廣、控制靈活等特點,適合作為電動機使用。同時又由于勵磁繞組的存在,DSEM的效率相對較低。本文主要針對電勵磁雙凸極電機效率偏低的問題,提出并研究一種電流分配策略。該策略以不對稱電流控制為基礎(chǔ),通過協(xié)調(diào)分配勵磁、電樞電流,降低了電機損耗,從而達到提高效率的目的。同時針對新型的H橋功率電路采用導(dǎo)通區(qū)間加寬控制方法,推導(dǎo)出相應(yīng)的正、負(fù)向提前開通角度的確定方法,為低速電勵磁雙凸極電動機的實踐應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文首先介紹了四相電勵磁雙凸極電機的線性模型以及工作原理,在傳統(tǒng)控制方法的分析過程中,引入了不對稱電流控制方法。其次,以不對稱電流控制為基礎(chǔ),針對一臺四相8/6極低速電勵磁雙凸極電機存在的效率較低問題,提出了基于銅損最小的勵磁、電樞電流分配策略,該策略可以有效減少電機銅損,提高電機效率。針對標(biāo)準(zhǔn)角控制存在的轉(zhuǎn)矩缺失問題,采用導(dǎo)通區(qū)間加寬控制的角度控制方法,該方法可以有效提升電機轉(zhuǎn)矩,一定程度上提高效率。最后,搭建了基于Labview軟件平臺的調(diào)速系統(tǒng),介紹...
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同轉(zhuǎn)速下提前換相角度對轉(zhuǎn)矩影響
利用有限元仿真對不同控制方式下的出力情況和效率情況進行對比分析。仿真條件為:電機轉(zhuǎn)速 n 為 240rpm,采用標(biāo)準(zhǔn)角邏輯,勵磁電流輸入范圍為 0A~8A,采用電樞電流有效值不變的原則,有效值電流為 8A,單相控制電流幅值為 16A,雙相控制電流正、負(fù)電流幅值為 11.31A 與-11.31A。勵磁 6A 情況下仿真波形如下所示,單、雙相控制時通入電樞繞組的電流有效值相同。(a) 單相控制相電流波形 (b) 單相控制轉(zhuǎn)矩波形
四相電勵磁雙凸極電動機的效率優(yōu)化控制策略研究表 2.2 兩種控制方法比較(n=240rpm,出力情況)勵磁電流(A) 單/雙相控制轉(zhuǎn)矩(N m) 單/雙相控制 KT(%)0 29.33/-0.26 109.68/*2 33.21/10.41 113.67/191.654 34.36/20.31 119.12/93.416 34.10/27.82 128.53/74.488 33.51/32.51 139.84/72.13勵磁繞組通電為 0A 時,勵磁轉(zhuǎn)矩由于未通勵磁電的原因并不存在,同時又由于電機以及通電的對稱性,在轉(zhuǎn)子滑入定子的位置產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩與滑出時產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩相互抵消,使得整體輸出轉(zhuǎn)矩約為 0,不予以計算。下面對不同勵磁情況下單相控制與雙相控制的轉(zhuǎn)矩進行對比分析。為了更加直觀的分析轉(zhuǎn)矩對比情況,繪制了折線圖。圖 2.5(a)為轉(zhuǎn)矩對比折線圖,(b)為轉(zhuǎn)矩脈動對比折線圖。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]有源電力濾波器的PR+滯環(huán)電流控制策略研究[J]. 張墻,劉慧,孫濤,袁芊芊. 自動化儀表. 2019(01)
[2]現(xiàn)代電機發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 劉鑑. 數(shù)碼世界. 2018(06)
[3]非線性規(guī)劃問題的全局最優(yōu)必要條件[J]. 鐘海濤,陳偉. 應(yīng)用數(shù)學(xué)與計算數(shù)學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[4]電勵磁雙凸極電機九狀態(tài)控制策略的研究[J]. 劉偉峰,王慧貞,王逸洲,施艷萍. 微特電機. 2016(09)
[5]試論現(xiàn)代電機發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李正立. 科技風(fēng). 2016(10)
[6]雙凸極無刷直流電機三相九狀態(tài)控制策略研究[J]. 王寅,張卓然,袁琬欣,趙易緯. 中國電機工程學(xué)報. 2016(10)
[7]一種永磁同步電機變占空比電流滯環(huán)控制策略[J]. 廖金國,花為,程明,朱發(fā)旺,王寶安. 中國電機工程學(xué)報. 2015(18)
[8]開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動與銅耗最小化控制研究[J]. 王喜蓮,許振亮,王翠. 電機與控制學(xué)報. 2015(07)
[9]損耗模型法異步電機效率優(yōu)化控制[J]. 劉學(xué)飛,彭曉,李謨發(fā),宋運雄. 防爆電機. 2015(01)
[10]基于無差拍控制的永磁同步電機魯棒電流控制算法研究[J]. 牛里,楊明,王庚,徐殿國. 中國電機工程學(xué)報. 2013(15)
博士論文
[1]電勵磁雙凸極電機轉(zhuǎn)矩特性與控制方法研究[D]. 王寅.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]城軌牽引內(nèi)置式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)效率優(yōu)化控制方法研究[D]. 盛義發(fā).中南大學(xué) 2010
[3]求解約束優(yōu)化問題的幾種智能算法[D]. 胡一波.西安電子科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]某電動車用驅(qū)動電機效率分析與建模研究[D]. 索博宇.吉林大學(xué) 2018
[2]開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)效率優(yōu)化控制研究[D]. 竇宇宇.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[3]電動汽車用輪轂式電勵磁雙凸極電機特性研究[D]. 丁立偉.南京航空航天大學(xué) 2018
[4]電勵磁雙凸極電機不對稱電流控制策略的研究[D]. 于曉飛.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]四相電勵磁雙凸極電動機控制拓?fù)溲芯縖D]. 謝淑玲.南京航空航天大學(xué) 2015
[6]求解非線性規(guī)劃的兩個微分方程系統(tǒng)[D]. 李勤.大連理工大學(xué) 2001
本文編號:3513972
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同轉(zhuǎn)速下提前換相角度對轉(zhuǎn)矩影響
利用有限元仿真對不同控制方式下的出力情況和效率情況進行對比分析。仿真條件為:電機轉(zhuǎn)速 n 為 240rpm,采用標(biāo)準(zhǔn)角邏輯,勵磁電流輸入范圍為 0A~8A,采用電樞電流有效值不變的原則,有效值電流為 8A,單相控制電流幅值為 16A,雙相控制電流正、負(fù)電流幅值為 11.31A 與-11.31A。勵磁 6A 情況下仿真波形如下所示,單、雙相控制時通入電樞繞組的電流有效值相同。(a) 單相控制相電流波形 (b) 單相控制轉(zhuǎn)矩波形
四相電勵磁雙凸極電動機的效率優(yōu)化控制策略研究表 2.2 兩種控制方法比較(n=240rpm,出力情況)勵磁電流(A) 單/雙相控制轉(zhuǎn)矩(N m) 單/雙相控制 KT(%)0 29.33/-0.26 109.68/*2 33.21/10.41 113.67/191.654 34.36/20.31 119.12/93.416 34.10/27.82 128.53/74.488 33.51/32.51 139.84/72.13勵磁繞組通電為 0A 時,勵磁轉(zhuǎn)矩由于未通勵磁電的原因并不存在,同時又由于電機以及通電的對稱性,在轉(zhuǎn)子滑入定子的位置產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩與滑出時產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩相互抵消,使得整體輸出轉(zhuǎn)矩約為 0,不予以計算。下面對不同勵磁情況下單相控制與雙相控制的轉(zhuǎn)矩進行對比分析。為了更加直觀的分析轉(zhuǎn)矩對比情況,繪制了折線圖。圖 2.5(a)為轉(zhuǎn)矩對比折線圖,(b)為轉(zhuǎn)矩脈動對比折線圖。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]有源電力濾波器的PR+滯環(huán)電流控制策略研究[J]. 張墻,劉慧,孫濤,袁芊芊. 自動化儀表. 2019(01)
[2]現(xiàn)代電機發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 劉鑑. 數(shù)碼世界. 2018(06)
[3]非線性規(guī)劃問題的全局最優(yōu)必要條件[J]. 鐘海濤,陳偉. 應(yīng)用數(shù)學(xué)與計算數(shù)學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[4]電勵磁雙凸極電機九狀態(tài)控制策略的研究[J]. 劉偉峰,王慧貞,王逸洲,施艷萍. 微特電機. 2016(09)
[5]試論現(xiàn)代電機發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李正立. 科技風(fēng). 2016(10)
[6]雙凸極無刷直流電機三相九狀態(tài)控制策略研究[J]. 王寅,張卓然,袁琬欣,趙易緯. 中國電機工程學(xué)報. 2016(10)
[7]一種永磁同步電機變占空比電流滯環(huán)控制策略[J]. 廖金國,花為,程明,朱發(fā)旺,王寶安. 中國電機工程學(xué)報. 2015(18)
[8]開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動與銅耗最小化控制研究[J]. 王喜蓮,許振亮,王翠. 電機與控制學(xué)報. 2015(07)
[9]損耗模型法異步電機效率優(yōu)化控制[J]. 劉學(xué)飛,彭曉,李謨發(fā),宋運雄. 防爆電機. 2015(01)
[10]基于無差拍控制的永磁同步電機魯棒電流控制算法研究[J]. 牛里,楊明,王庚,徐殿國. 中國電機工程學(xué)報. 2013(15)
博士論文
[1]電勵磁雙凸極電機轉(zhuǎn)矩特性與控制方法研究[D]. 王寅.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]城軌牽引內(nèi)置式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)效率優(yōu)化控制方法研究[D]. 盛義發(fā).中南大學(xué) 2010
[3]求解約束優(yōu)化問題的幾種智能算法[D]. 胡一波.西安電子科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]某電動車用驅(qū)動電機效率分析與建模研究[D]. 索博宇.吉林大學(xué) 2018
[2]開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)效率優(yōu)化控制研究[D]. 竇宇宇.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[3]電動汽車用輪轂式電勵磁雙凸極電機特性研究[D]. 丁立偉.南京航空航天大學(xué) 2018
[4]電勵磁雙凸極電機不對稱電流控制策略的研究[D]. 于曉飛.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]四相電勵磁雙凸極電動機控制拓?fù)溲芯縖D]. 謝淑玲.南京航空航天大學(xué) 2015
[6]求解非線性規(guī)劃的兩個微分方程系統(tǒng)[D]. 李勤.大連理工大學(xué) 2001
本文編號:3513972
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