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电气化行业的最新科研集锦(十二)

2023-02-15


01.基于全域解析法的外转子轮毂永磁同步电机多目标优化

基于全域解析法对外转子永磁同步电机(PMSM)的空载反电动势、气隙磁密、齿槽转矩等性能求解计算。计算结果与有限元法计算结果较为吻合,验证了全域解析法对外转子PMSM求解的准确性。在此基础上应用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对电机多个结构参数,多个性能进行多目标优化。与初始方案相比,优化方案的电机综合性能得到有效提高。经过仿真和试验验证,证明了所提方法的合理有效性。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20230107?st=search

 

02.优化隔磁桥对永磁同步电机输出转矩的影响

转子分段斜极能有效降低永磁同步电机(PMSM)转矩脉动,但会使电机平均输出转矩降低。为了解决这一问题,在转子分段斜极的基础上优化隔磁桥提高平均输出转矩。分析了转子分段斜极对电机齿槽转矩、空载反电动势、转矩脉动和平均输出转矩的影响,选取出最优的转子分段数和斜极角。在转子分3段,斜极角为5°的基础上,以保持转矩脉动不变为前提,通过优化转子参数HRib和Dmin找到最优的隔磁桥结构,平均输出转矩由138.5 N·m提升到147.2 N·m,说明所提方法的有效性。优化后齿槽转矩峰值由0.24 N·m降低到0.18 N·m,空载反电动势基波幅值由278.7 V提升到288.6 V且谐波畸变率基本不变,说明隔磁桥优化后能提高电机的其他性能。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20230110

 

03.基于前馈补偿的永磁同步电机自抗扰控制

针对负载转矩扰动对永磁同步电机(PMSM)控制造成的影响,提出了一种基于前馈补偿的PMSM自抗扰控制(ADRC)策略。通过线性自抗扰控制(LADRC)改进传统PID控制器快速性和超调之间的矛盾,并且通过引入负载转矩前馈补偿的方法,将负载转矩观测器观测到的转矩按比例反馈到电流环中,在负载转矩发生突变时进行补偿。仿真结果表明,增加了前馈补偿的LADRC系统对PMSM的控制效果明显优化,有效地抑制了因负载转矩突变引起的转速波动,验证了所提策略的有效性。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20230102

 

04.河海大学学者在抑制分数槽永磁电机的永磁体涡流损耗上取得新成果

准确求解分数槽永磁电机电枢磁场下的永磁体涡流损耗解析解,探究谐波涡流损耗随绕组结构的变化规律是改进绕组结构抑制涡流损耗的关键。针对此问题,河海大学能源与电气学院、国网江苏省电力有限公司营销服务中心的研究人员提出四层绕组电流密度建模方法,实现对三相/双三相、双层/四层绕组结构的建模。他们基于现有的子域模型,将四层绕组结构的槽身区域划分为上层绕组和下层绕组区域,增加上层绕组与下层绕组交界处的边界条件,确定各子域磁场的谐波系数。通过设计瞬态电枢磁场求解程序,建立涡流损耗解析模型。然后以四台仅绕组结构不同的10极12槽永磁电机为例,利用有限元仿真验证了损耗模型的精确性。基于该损耗模型,他们探究了谐波涡流损耗随绕组相数和层数的变化规律,并使用磁动势从机理上分析该规律,为改进绕组结构抑制涡流损耗的研究方向提供一些思路。

http://www.cesmedia.cn/html/report/23010607-1.htm

 

05.中科院学者提出自由活塞内燃直线发电机的高效控制方法

中国科学院宁波材料技术与工程研究所、西南交通大学机械工程学院的研究人员李征、邱书恒、陈飞雪、张驰、肖世德,在2022年《电工技术学报》上撰文,以自由活塞内燃直线发电机为研究对象,提出一种基于预测算法的高效控制策略。通过预测算法计算系统预期的瞬时功率,利用空间矢量脉宽调制施加准确的电压矢量,进而减少系统的功率损耗,提高发电效率。

http://www.cesmedia.cn/html/report/23010565-1.htm

 

06.海上风电机组电气设备状态检修技术研究现状与展望

西安热工研究院有限公司、中国华能集团有限公司湖南分公司、西安交通大学、华能国际电力股份有限公司江苏清洁能源分公司的研究人员高晨、赵勇、汪德良、成永红、陈晓路,在2022年《电工技术学报》增刊1上撰文,阐述了海上风力发电机组主要电气设备运行状态检修技术研究现状,分别介绍了状态监测、状态评价以及检修决策等,对未来海上风力发电机组电气设备状态检修技术发展方向进行了概述。

http://www.cesmedia.cn/html/report/23010529-1.htm

 

07.西工大李伟林教授:飞机供电系统的发展,从多电飞机到电推进飞机

西北工业大学李伟林教授在主题为“空天电源技术及应用”的青年云沙龙中,应邀就《飞机供电系统发展 从多电飞机到电推进飞机》发表学术报告,现将李伟林教授的报告分享给各位读者,以期促进本领域的学术交流和技术进步。

http://www.cesmedia.cn/html/report/23010453-1.htm

 

08.湖南大学科研团队提出稀土超磁致伸缩换能器等效热网络建模新方法

湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心的研究人员张智贺、杨鑫、陈钰凯,在2022年第14期《电工技术学报》上撰文指出,“超磁致伸缩换能器的工作特性与温度密切相关,快速准确地对换能器温度分布进行分析计算与预测是换能器设计与性能评估的关键。凭借仿真速度快、准确性高等显著优势,热网络建模广泛用于换能器热分析,但多聚焦于稳态建模研究,忽略超磁致伸缩棒由于热导率低所导致的明显的瞬态温度梯度。”

http://www.cesmedia.cn/html/report/23010946-1.htm

 

09.基于正交设计试验的永磁同步牵引电机散热的数值模拟研究

基于Taguchi正交设计试验,以定子绕组最高温度为试验指标,采用数值模拟方法分析了机座的散热筋参数对电机散热性能的影响。通过极差分析,发现影响定子绕组最高温度的各因素主次顺序依次为,散热筋高度、散热筋间距、散热筋宽度。综合考虑材料成本和电机减重要求,得到最佳的水平组合方式为散热筋高度30 mm、散热筋宽度4 mm、散热筋间距20 mm。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20230111