新闻资讯


电气化行业的最新科研集锦(三十二)

2024-05-16


01.定子槽偏移的内置式永磁同步电机的优化与分析

为降低永磁同步电机齿槽转矩和提高电机输出性能,以3相8极36槽内置组合式永磁同步电机为例,提出了一种电机定子槽偏移的方法。首先,通过理论推导定子齿气隙磁导函数,建立电机定子槽偏移数学模型;其次,对不同定子偏移槽数下不同偏移角度的齿槽转矩峰值、输出转矩以及转矩脉动的影响做出分析,利用自适应遗传算法确定电机定子偏移槽数偏移角度下的目标值;最后,通过试制样机并进行实验。结果表明,优化后的电机齿槽转矩峰值降低了49.56%,转矩脉动降低了39.2%,平均输出转矩得到适当提升,气隙磁密谐波得到适当降低,同时,平均输出转矩增大,电机输出性能得到提升。所提定子槽偏移结构及多目标联合仿真方法具有一定的合理性和有效性,可为同类型电机的齿槽转矩优化和输出性能提高提供参考。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829YXij3wFsPQINB068_hiIZVQwfCwyHYsvuO-d3VaTWwS_ggBKIDTT1X8Zwcy2_xbkXvPlDyd3qiPINfrN0C8oJyPyYBBapUs2vN-viHe6hYJoJTz7OdCZ96qojjM_vA4nK2_NmOlSLeMg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 
02.永磁同步电机扁线6层定子绕制嵌线技术研究

驱动电机关乎着汽车的动力性能和能源转换效率,永磁同步扁线电机因其大扭矩、恒功率、强磁场等优势逐步成为新能源汽车的首/选。文章通过分析扁线多层电机的性能参数,以永磁同步扁线6层定子电机为例,采用叠绕组和波绕组两种绕制方式展开绕组绘制图,对6层定子绕组接线方式进行了细致分析,得出叠绕短距绕制时节省端部用铜,但引接线比较杂乱且最后线圈嵌线较困难;波绕组虽引接线整齐美观,但短距绕制时不能节省端部用铜量,据此解读了扁线电机定子绕组的嵌线技术,力求解决职业院校教学中的难点和汽车维修技术上的难题。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829bjOP3qoOa9x-ZXKYVeNZx9_spLbavOLF5KJX7rZk3gCU0AWiTie3JMoiFsovnngHnDGQNtghBcCCRslsTyUipW9av073KYFlOeqrR4MYUPg0FlQpk9w1IH6emhAPaeEb8=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

03.考虑磁链变化率的永磁同步电机失磁故障复合容错控制

针对永磁同步电机(PMSM)失磁故障中磁链变化较快,近似认为磁链变化率为0会导致传统PMSM失磁容错控制方法性能受限的问题,本文提出一种基于智能比例积分微分的无模型超螺旋滑模复合容错控制(iPID-MFSTSMC)方法。首先,构建考虑永磁体磁链变化量的PMSM失磁故障数学模型,根据这一模型设计了磁链滑模观测器,实现了对于磁链及其变化率的观测。此外,针对快速变化的负载转矩设计了负载转矩导数滑模观测器。然后,基于磁链及其变化率、负载转矩导数的观测,设计了iPID无模型容错控制方法,该方法采用超螺旋滑模算法对观测误差及其它扰动进行抑制,改善了动态性能且降低了控制器参数的设计难度。利用Lyapunov稳定性定理证明了所设计容错控制方法的稳定性,并给出了参数的设计条件。最后,在磁链以及负载转矩快速变化工况下,通过仿真和实验分析表明,该方法可以有效减少系统抖振并降低超调量。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829ajWxiq7rAoq-n6y5GfUzSEQQZAw9inQnx9MwATLTGpdhUDH2dDLt79RoLku1z6ed1vracnAoAOGqTgrnjQIWYnI2bRbw6O_SnheDqeAXmLJctnE1JiWChRNLoK3JMru1k=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

04.特种车辆永磁同步电机组装工艺技术

针对特种车辆永磁同步电机组装过程中的难点,提出了实用的特殊车辆电机组装工艺方案,并对关键工序进行分析研究,装配公差带的选择,通过现场组装验证了方案的可行性,保证了电机的组装质量,提升了电机的组装效率。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829ZfS4AP1xvVovkBrjj6Eer61wJGrVgB0kKfaurDwjfdeJ0EV_17Ev7IaHG3w7i-JVkqMQo9mrPSN7nREQZw53WtUaS3osWZ-smzdagcETKrJNdNngDDdmlP7ZC6uLsWOqc=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

05.采用无差拍电流跟踪的五相永磁同步电机匝间短路故障容错控制

当发生匝间短路故障后,电机短路回路电流急剧增大,影响电机系统的平衡性,长期运行于该状态下会对整个系统造成不可逆的损伤。为此,提出了一种采用无差拍电流跟踪的五相永磁同步电机匝间短路容错控制策略,保证电机在匝间短路故障下可以容错运行。首先,以稳定的输出转矩为目标,通过转矩脉动最小化原则来获取故障情况下的容错电流;随后,根据短路回路模型,估算匝间短路电流,实现电流注入容错运行;通过构建故障情况下电机模型,利用前向欧拉离散的方法,推导了无差拍电流跟踪方程,实现了交变容错给定电流信号的准确跟踪。最后,搭建了驱动试验平台,仿真和试验验证了所提控制策略的正确性和可行性。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829Y6b-Bic90IU3iPjvXZw80TuJzOrY8spvphVwmRdiJ-tKaKayl9hJGUBM_7M-kFOyugo9NQCjPo4W87tVBx-RC5SWYz3-7f7TUb9CY4zSC3xarHMBFCqWLl1pyEIAPhOJ4=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

06.碳化硅MOSFET驱动电路的研究与设计

随着碳化硅功率器件技术的不断发展,碳化硅功率器件发展优势明显,将逐步成为未来主流半导体功率器件。多家公司推出了多款碳化硅MOSFET,但是对于高压应用的碳化硅MOSFET驱动产品还处于半空白状态。文章针对A公司FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块的驱动进行了研究与设计,在满足碳化硅驱动电流的基础上,增加了有源钳位保护电路、退饱和保护电路、故障信号反馈功能。有源钳位保护电路中具有动态有源钳位设计,在MOSFET关断时,降低嵌位电压来快速保护MOSFET,静态时抬高嵌位电压防止误动作。退饱和保护电路检测到故障后可迅速关闭驱动,并将故障信号进行反馈。通过双脉冲测试,验证了文中设计的驱动板功能,对FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块在后续项目中的应用具有重要意义。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829Z2QlWncjnlaFHfsK_tl3xebVNIYhCRU99Wwdy4M8JXloGueGhSX8jSLa8jfbUa1-mLbcKW6cJ70y8pAQWN4ASwC3xWsVNd-3rgO7yeokFnpUqFEVs6t1iSAiI58bVueuE=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

07.混合转子永磁电机双风道冷却系统设计

混合转子永磁电机具有高功率密度的优势,但也导致电机散热空间和散热能力不足等问题。为此,根据其特有的转子结构提出一种双风道冷却系统,并采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对电机温度场进行验证。首先,根据电机损耗和尺寸设计一个适合双风道的轴流风扇。其次,对不同进、出风口的结构参数进行仿真,对比和分析仿真结果,选出冷却性能较好的参数组合。最后对单风道和该参数组合下的双风道进行数值模拟,仿真结果表明,使用双风道冷却结构后电机散热能力显著提升。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829bQ68WU_HOxME1iUw4qi8FU5lY8cWX2HO6lI2SjkdoY67iIBdCFKPQh7s9FDvcw9WLtEvxQEJVLCzYIjdLDzlMGUo_-IXB0J4hbJAPX9m-QnvAT4MNJQeeaSlGJlNKQ5Cc=&uniplatform=NZKPT&language=CHS

 

08.稀土永磁电机鲁棒直接转速预测控制方法研究

针对稀土永磁同步电机直接转速控制中,因未建模扰动而导致转速性能差的问题,提出一种基于扩张状态观测器的鲁棒直接转速预测控制方法,推导了稀土永磁同步电机的超局域数学模型,设计了多个扩张状态观测器,观测了系统的未建模扰动和参数时变扰动,提高了控制器鲁棒性以及对负载扰动的响应速度。最后,通过搭建基于表贴式永磁同步电机的驱动系统,验证了所提控制策略的有效性。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=BQVG6Ge829aVC14wGKxeRmz99lVNeTAOOsCbOClM9UrtnpU7WEK1MEEv-YdH3Pg2xtH1epIYguSuROHhBHXmAWFvhZ6Bjq3d48n3QWvoUoQignDjC-f7UXsqAXwoEoAEAu41OXa2aA4=&uniplatform=NZKPT&language=CHS