新闻资讯


电气化行业的最新科研集锦(三十一)

2024-04-15


01.永磁同步电机机壳串并联混合流道液冷分析

针对机壳串联流道水冷永磁同步电机散热冷却水压力损失过大的问题,提出一款新型机壳串并联混合流道,对某型号42 kW车用永磁同步电机冷却散热进行了计算,比较了机壳串并联混合流道与串联流道冷却电机最高温度与冷却水压力损失,分析了机壳串并联混合流道环形流道数量、槽深及冷却水流量对电机冷却散热影响。结果表明:电机以额定工况运行时,在相同对流换热面积及冷却液流量条件下,机壳串并联混合流道冷却水进出口压降比串联流道减小26 693 Pa,降低67%,而机壳串并联混合流道比串联流道冷却电机最高温度升高0.6℃,增大0.68%;机壳串并联混合流道环形流道数量增多或冷却水流量增大均能加快机壳串并联混合流道冷却永磁同步电机散热,但冷却水压力损失会有所增大;流道槽深增加可显著降低冷却水压力损失,但对电机最高温度变化影响较小。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mCvI_KJRdWru_PZ4XE9f8Ei59QcUIC35AhA98w9sdctEDNAsm6gc7_kzd2bHh2lLYSaWw9pNS0EBw1uhSYyFUXYYgISMNfF7JFw2ttMJQigDuhzxNi2O3yG-9zAs7zsJC_kAmogoLemRy2ifOsFCvqG&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

02.用于康复训练的永磁同步电机等速运动控制仿真

为实现康复训练中的等速运动控制,课题组根据等速运动的概念和特点搭建了永磁同步电机速度控制系统仿真模型。在建立电机数学模型基础上,利用PID控制器实现电机电流环和速度环控制;采用余弦函数设计动态速度规划器,实现升速阶段和减速阶段速度和加速度无突变;采用判断转矩阈值方法,实现运动意图识别。结果表明:系统仿真模型输出的速度和转矩与规划的训练速度和模拟的用户输入转矩基本重合,在等速运动阶段和换向时,速度波动小。该仿真模型可用于康复用等速运动控制。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mD62TsWiK300oMykLu7asgdYh7nfQ3IlYDoBBrIiKZACVrQWN1SYiQayqIHO-0nCzHeA2QvA_D61tmAY7NjTc-RwlAr6v4CxCP45KeHtRbogrBn4M-dNMgrwefHlPQbxYmretl64eWjVroLg4QvHdXD&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

03.车用永磁同步电机无电流传感器控制研究

针对电动汽车车载环境复杂多变,影响电流传感器测量精度,更恶劣情况会导致电机驱动系统一相或多相电流传感器发生故障失效问题,因此基于扩展卡尔曼滤波提出一种无电流传感器控制算法,利用永磁同步电机定子电压、转子位置和转速信息重构电机定子电流,并针对无电流传感器算法导致的系统延迟问题设计了前馈补偿环节来改善系统动态性能,并对所提算法进行加减速及鲁棒性实验,仿真及实验结果均验证了所提方法的有效性。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mDpzohr2JdNCmekbpKi-pR1D_8lqzadypiWRKDCmwRRgP1P4h0FjElFtC3WjvQsDYopnwje7ggD1BHcDBhcyS5Gq33FM8gs_LVUxhcSNS3wE9FDLPo3OjPQqWoncaodq5hHtWQ7OpR72P74gnVRA0f1&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

04.改进TD3算法在电机PID控制器中的应用

本文针对永磁同步电机(PMSM)在工业领域中的多变量、非线性和强耦合特性以及传统PID控制在应对其变化时可能导致参数调整困难、响应延迟、鲁棒性差以及适应性问题,提出一种结合双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法和PID控制的创新方案,以优化PID参数调整,实现更精确的电机速度控制.在本文的方法中,融合双向长短期记忆网络(BiLSTM)到Actor和Critic网络中,极大增强了对PMSM动态行为的时间序列数据处理能力,使得系统不仅能够准确捕捉当前状态,还能预测未来趋势,从而实现对PID参数更精确和适应性强的自整定.此外,通过整合熵正则化和好奇心驱动的探索方法进一步增强策略的多样性,避免过早收敛到次优策略,并鼓励模型对未知环境进行深入探索.为验证方法的有效性,设计了一个永磁同步电机的仿真模型,并将本文提出的方法BiLSTM-TD3-ICE与传统的TD3以及经典的Ziegler-Nichols (Z-N)方法进行对比.实验结果充分证明了本文提出的策略在控制性能上具有显著的优势。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mDOJR_VxzXIgJJPVvNhUrkuOwVo12b_-l406f2kYaohSWRcKN1vOp88dPy7n_JVeiuM67-zlNLSUalHR3uNfzUYjZJuVD-7vgwXUiRLu-oSUliF44m9PCwaxjnUjAPo1x1ESpN8IXc7yrlzl1meWuMA&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

05.基于自抗扰的永磁同步电机附加谐波损耗抑制方法

针对永磁同步电机在变频器供电时,由时间电流谐波所引起的附加谐波损耗过大及难以在电机初始设计时被考虑到的问题,采用场路耦合联合仿真模型来计算电机的附加谐波损耗,并以4台现有的表贴式永磁同步电机为例,通过实验验证了场路耦合联合仿真模型的有效性,为电机设计之初附加谐波损耗的选取,以及后续温升的计算提供了前期计算的方法。同时提出一种基于自抗扰技术的附加谐波损耗抑制方法,设计一种适用于永磁同步电机矢量控制的自抗扰控制器,并从理论上验证了自抗扰控制器对于时间电流谐波的抑制作用,以及针对自抗扰控制器参数众多调参困难的问题,给出一种参数整定方案。最后通过引入所设计的自抗扰控制器,对电机的时间电流谐波进行计算和分析,使电机的附加谐波损耗降低了68.1%,为同类型电机的附加谐波损耗抑制提供了一种有效的方法。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mCkHhhw5ljVmInNCE0g0bHpVYO-m2BzOAb4zg9-SVPW4m-3i9bsOK_yR4Wmydy0ac3MIwJiPSfcjI_itmx9bbmpuw6xTR0_iM0FGqQRPQvG-sV9X4fNGxjBQrumtub0AGI=&uniplatform=NZKPT

 

06.表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究

针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mAuOMumJII21cQs5pHMs7rQv1TRLSPkMkqe4NyBUARB1YbqsWKrG056hBX9076on2C2Xn8VRXL3-vCHsEwXI8efBfpZRBIGC8Grr8CfL2g3ztYCfB1Wopuz-0LGn4AUUVQ=&uniplatform=NZKPT

 

07.含UDE附加阻尼支路的构网型直驱永磁同步风电机组次同步振荡抑制策略

针对构网型直驱永磁同步风电机组在弱电网下的次同步振荡问题,该文提出了基于不确定性和扰动估计器(UDE)的附加阻尼支路振荡抑制策略。首先,网侧变流器采用虚拟同步机(VSG)技术,并基于谐波线性化理论建立了网侧变流器序阻抗模型;其次,深入分析引入电压-电流双闭环控制对弱电网下构网型直驱永磁同步风电机组产生次同步振荡的影响特性,提出了电流环引入UDE附加阻尼支路的振荡抑制策略,并基于UDE的附加阻尼控制采用滤波带宽思想对系统扰动进行估计,通过动态电压补偿方式实现阻尼支撑,可有效抑制次同步振荡,提升系统鲁棒性;最后,通过时域仿真验证了所提振荡抑制方法的有效性。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mCoZuAnBxV5TpLdVXH1GgKXSBZn2LQfWJ_UVP6khQpMdldGu-DV6VzGRMEgve_DbIVUn3zHk0tWoNiC9Y-vOhQEzPQesvECO8FGodJYoK3srVnLpNZgqnulwYT6iqFPbVY=&uniplatform=NZKPT

 

08.基于高频正交方波注入法的永磁同步电机控制研究

针对传统高频注入法解调过程复杂和观测精度受非理想因素时延影响的不足,提出一种基于高频正交方波注入法的零低速位置估计方法。首先,考虑估计旋转轴系注入的低可靠性,选择将高频信号注入静止轴系,采用简单代数运算提取出高频响应电流,通过解调正向虚拟高频响应电流初步估计转子位置;然后,针对主要非理想因素进行影响分析,在此基础上,通过解调负向虚拟高频响应电流提取出相位滞后角,完成补偿;最后,为避免启动阶段位置收敛错误,通过获取电感变化趋势判断出磁极极性。实验结果表明,所提算法在各类工况均能稳定收敛,且最大平均误差不超过1°,说明了算法的抗扰性以及准确性。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=o3lE5Q-17mBmX8MgiytZDbwgpVqXaCBAsPSUTUeSJwIgF_7FA2PExXGR7oMCW8EmwIqoFdrM2IdhAcvRdc9-guX99eK9-xTs4ZKDOfVcDVdR-I-O5p0KBZbFHRYvs1rHdEfUkTbNf2g=&uniplatform=NZKPT