感应电机

摘要： 为了降低感应电机传统模型预测控制(MPC)因电压矢量作用时间固定引起的转矩和磁链脉动,采用转矩无差拍(DB)控制优化电压矢量作用时间,并从精简电压矢量个数和消除权重系数对传统转矩DB控制进行优化。通过数字仿真和单片机试验对感应电机传统MPC、转矩无差拍模型预测控制(DB-MPC)和提出的优化策略的控制性能和实时性进行对比。仿真结果表明:传统MPC可通过扩充电压矢量来降低转矩脉动。DB-MPC可显著减小转矩脉动、磁链脉动和定子电流谐波含量(THD),可通过扩充电压矢量来减少磁链脉动和电流THD。优化控制策略减少备选电压矢量,无需权重系数,控制性能与DB-MPC基本相当。基于STM32F103单片机的计算耗时试验表明增加备选电压矢量显著增加计算耗时。相同备选电压矢量下,传统MPC与DB-MPC计算耗时基本相当。在相同控制性能下,优化控制策略可显著减少计算耗时,提高实时性。

摘要： 针对低速大转矩电主轴电机转矩脉动偏高的工程实际问题,对电机不同槽配合的性能进行分析综合对比,精确选择出各方面性能较优的电机方案。针对感应电机有限元仿真瞬态场收敛速度慢、在多方案对比时求解周期长的问题,提出时谐场和瞬态场联合仿真的思路,实现电机的快速优化设计。对一台12极7.5 kW的电主轴感应电机在每极每相槽数为3、2.5、2三种不同槽配合的组合下进行二维电磁有限元分析计算,对比其在额定工况下的铁耗、绕组铜耗、转子铝耗、效率、功率因数和转矩脉动等电磁性能。结果表明了转子导条数目的增加,能够使电机电磁性能保持较高水平,特别是能够维持较低的转矩脉动水平。最后对定子槽数90和转子槽数106的槽配合方案进行了样机制作,试验验证了样机的性能,并验证了时谐场和瞬态场联合仿真的准确性。

摘要： 针对感应电机驱动系统采用有限集模型预测控制时权重系数整定复杂的问题,设计一种感应电机驱动系统的无权重分配优化有限集模型预测控制方案。新方案采用顺序级联预测控制形式,即对系统中的每个控制目标使用单独的成本函数优选开关状态,可在无权重系数设置的同时完成转矩和磁链预测控制。相对于传统方案,新有限集模型预测控制方案逻辑简单、易于实施,可规避与权重系数设置有关的所有问题。利用感应电机驱动系统测试平台开展了实验,实验结果验证了新方案可实现快速动态,控制性能较好。

摘要： 建立了感应电机模型预测转矩控制(MPTC)系统、模型预测转矩无差拍控制系统(MPTC-DB)和转矩无差拍模型预测控制(DB-MPTC)系统仿真模型,并对三种控制策略进行仿真对比。仿真结果表明:与MPTC相比,MPTC-DB可减小转矩脉动均方根误差(RMSE)26.92%;与MPTC-DB相比,DB-MPTC可减小转矩脉动(RMSE)66.93%,减小磁链脉动(RMSE)43.37%,控制性能最优。

摘要： 带式输送机系统是散货码头的重要组成部分,而感应电机作为最重要的驱动组成,其运行效率不高,导致了电力能源的浪费。本文从感应电机转子磁场定向角度出发,建立了一种考虑铁损的感应电机新模型,并提出了最大效率矢量控制策略。通过检测或估计电机的电流信号,使得电机运行于最优效率点,从而提高带式输送机系统的整体效率。最后仿真模拟了该控制方法对电机运行的影响,结果发现,考虑铁损的感应电机最大效率矢量控制策略能更加有效的降低损耗,提高运行效率。

摘要： 为提高感应电机(IM)伺服驱动系统的控制性能,抑制电机参数变化、外部扰动和未建模动态等不确定性因素对系统的影响,提出一种基于径向基神经网络(RBFN)的智能动态滑模控制(IDSMC)方法。首先利用动态滑模控制(DSMC)方法削弱抖振,提高系统的跟踪精度。但由于DSMC中切换函数所需的不确定性边界值无法获知,因此将RBFN不确定性估计器与DSMC相结合,设计IDSMC方法进一步提高系统的鲁棒性。RBFN可通过自适应学习算法估计不确定性因素值并在线训练调整网络参数,以确保系统在不确定性因素存在时仍能高性能运行。最后,通过TMS320C31 DSP控制核心验证所提方法的有效性。实验结果表明,IDSMC不但可以保证系统精准的响应能力,还有较强的鲁棒性。

摘要： 提出了一种基于新息理论的自适应扩展卡尔曼滤波(IT-AEKF)感应电机转速估计方法,实现了优化的感应电机无速度传感器矢量控制。该转速估计方法使用新息序列对系统噪声协方差矩阵进行在线估计和自适应调节,实时地跟踪系统模型的变化,使系统模型与实际模型更加匹配。所提出的方法提高了系统模型对于实际系统以及外部环境变化的适应性,也满足对于低速的估计要求,进而提高系统的稳态精度和抗粗差性能,使系统遇到干扰时更快收敛。实验结果验证了算法的正确性和有效性。

摘要： 在混合模式制动应用中,需要对电动机/发电机和液压阀进行控制,以满足驾驶员的制动需求。控制这些制动元件是通过调节电动机/发电机产生的电流和调节流向车轮制动缸的液压来实现的。文章对再生制动和液压制动系统即感应电机、逆变器、镍氢电池、控制器、压力源、压力控制单元和制动卡钳进行建模和设计。15 kW、1500 r/min的感应电机配备一个减速齿轮,齿轮传动比为4,使用了能够产生40 bar液压的液压制动器。在电动机/发电机和液压电磁阀中,选择直接转矩控制和压力控制作为控制标准。在MATLAB/Simulink中开发了两个仿真模型来分析各个制动系统中控制策略的性能。结果表明:该控制系统在制动系统中引入转矩脉动和压力振荡,压力脉动的高频特性和车辆惯性的阻尼效应不影响车辆的制动性能,实验结果也证明了该模型的有效性。

摘要： 预测转矩控制作为一种新兴的控制策略,通过计算目标函数中的转矩与磁链误差,选取最优开关状态,近年来被广泛应用于交流调速电机系统。与传统的矢量控制相比,预测转矩控制具有动态响应快、开关频率低等优势。为统一目标函数中不同误差项的量纲,预测转矩控制需要设计系数用于调节转矩与磁链误差的权重。然而,依据经验设计的权重系数难以适应不同工况条件。针对以上问题,该文提出一种基于集成优化结构的无权重系数预测转矩控制策略。该控制策略同时优化转矩与磁链误差项,分别得到3个转矩最优与磁链最优的开关状态序列,通过集成优化算法求解最优开关状态。实验结果表明,基于集成优化的无权重系数预测转矩控制在多种工况下具备较好的稳态与动态性能。

摘要： 如何有效应对感应电机复杂多变的非线性特性,是充分发挥电机本体性能并保持电机控制系统鲁棒性的关键。从能量的角度分析感应电机控制特性,提出了一种基于无源性迭代学习的感应电机转速控制方法,设计P型迭代学习控制器,利用其自学习能力来使控制性能渐趋期望,进一步提高系统鲁棒性。但由于系统转速阶跃给定造成系统控制量过大而引起超调。为了抑制系统超调的发生,对转速给定值进行了柔化处理,设计柔化方程,并加入微分项,形成PD型迭代学习控制器。仿真结果表明,系统转速曲线响应无超调,跟随性能良好。

摘要： Flux是专业的电、磁、热仿真分析软件,软件以有限元法为基础对产品进行电磁和热优化设计,具有可靠、易用、精确、高效的特点,能够提供精确的仿真结果,降低产品成本,缩短研发周期.常规电磁计算方法在交流感应电机设计计算中存在不足,为了保证计算精度,有必要使用有限元法对电动机的内部电磁场进行计算.Flux是目前应用最广泛、使用最方便的电磁有限元分析软件之一,其交流稳态场模块及斜槽模块具有针对感应电机分析的专用特征功能,其精度得到了广泛认可.本文以实际案例阐述了Flux软件用于感应电机仿真的基本步骤,并与试验进行对比,证明Flux软件完全满足精度要求.

摘要： 根据感应电机轴承故障振动信号与定子电流信号的特点,以LabVIEW为开发平台,设计一种基于振动信号和定子电流信号的多传感器融合电机轴承故障检测系统,实现电机运行过程中轴承振动与电流信号的同步在线检测.

摘要： 内模控制(internal model control,IMC)因其结构简单、易于实现己得到广泛应用,但是传统内模控制不能有效消除电机运行过程中存在的参数变化、负载扰动以及一些不确定干扰,从而影响了其在高性能变频调速系统中的应用.为了提高系统的抗扰动性能,本文提出了一种基于干扰观测器(DOB)的感应电机内模控制方法(IMC-DOB),基于感应电机的数学模型设计了干扰观测器,并对干扰观测器的结构进行了理论分析.实验结果表明,干扰观测器可以实时估计出系统的扰动值,所提方法在系统发生参数摄动和负载突变时,能够保持传统IMC快速响应动态性能的同时,并对干扰具有较好的鲁棒性.

摘要： 传统感应电机矢量控制系统中转速环、电流环均采用比例积分(PI)调节器,该调节器参数鲁棒性差,在调速范围较广的情况下,无法满足系统的响应速度与精度要求.为了获得更好的系统响应性能,研究了一种基于模型预测电流控制的感应电机控制方法,将该方法应用于感应电机矢量控制系统中不仅可以消除d轴和q轴电流的非线性耦合,而且可以改善系统动态响应性能.实验结果表明,基于模型预测电流控制的感应电机调速系统在电机启动、突加减负载时呈现良好的性能.

摘要： 感应电机定子轭部及齿根部存在大量的椭圆形旋转磁通,其产生的旋转损耗大于交变损耗,因此旋转损耗的准确计算成为电机优化设计的前提和基础.本文基于德国RPT型二维旋转磁特性测量系统,测量并分析了无取向电工钢片旋转损耗特性,在研究传统Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程计算铁耗方法的基础上,提出了考虑椭圆形旋转磁化下铁心损耗改进模型,并用自制的B-H矢量传感器对一台感应电机定子铁心模型的局部损耗进行了实验测试,验证了改进模型的有效性.

摘要： 作为感应电机获得高性能控制的重要环节之一,参数离线自整定过程为磁场定向控制提供准确的电机参数.本文首先给出电机在单相试验下基于ARMAX的数学模型,然后用预报误差法对其中参数进行整定,并对逆变器非线性做出补偿,实现了在电机静止状态下对其参数的离线辨识.实验结果验证了所提出方案的有效性和准确性.

摘要： 定子绕组匝间短路是感应电机的主要故障之一,对故障的有效检测将有利于提高电机的运行质量.针对Park's矢量法的不足,提出了一种改进方法.方法主要利用了Park变换后椭圆长轴与短轴间的关系,结合Hilbert变换,从而对匝间短路进行诊断.通过不同工况下的有限元模型仿真以及实验,说明了方法在实际应用中的一些特点.结果表明,相比Park's矢量法,方法可以更加有效地对匝间短路进行检测.

摘要： 本文首先介绍了永磁电机无位置传感器控制策略，其次介绍了感应电机无速度传感器控制策略，接下来分析了变频器的多目标故障诊断及容错控制策略，最后总结了电动机能效提升技术。

摘要： 由于PWM逆变器的瞬时输出三相电压是不对称的,就会在系统中产生共模电压,并且在电机转轴上感应出高幅值轴电压、并形成轴电流等负面效应,严重影响了系统的安全性和可靠性,缩短电机的使用寿命.因此,研究共模电压的形成机理、影响过程,对提升系统的安全性和可靠性有重要意义.本文以常用的电压源型SPWM变频器为例,首先会对逆变系统的工作原理和输出共模电压进行分析研究,了解共模电压的相关特性.然后结合PWM逆变器驱动感应电机系统的理论分析,利用Matlab/Simutink仿真软件,建立驱动系统仿真模型,仿真得到的共模电压数据证明了模型的正确性,利用FFT分析工具,分别研究了不同调制比,不同载波比对共模电压特性参数的的影响并得到结论.为进一步抑制共模电压提供有效的分析手段.

摘要： 相比于工频供电,采用变频器供电会在逆变过程中引起电流正弦波的畸变,从而产生大量的谐波分量,对电动机的平稳工作造成不利的影响.为抑制电流谐波,本文选用一种辅助谐振极软开关逆变器拓扑对7.5kw感应电动机进行控制驱动,并选用传统硬开关逆变器拓扑作为对照,对两种拓扑结构进行MATLAB模型仿真.通过频谱分析(FFT)在硬开关和软开关两种工作模式下得到的电流频谱表明,选用的软开关拓扑在一定程度上抑制了由变频器供电所引起的电流谐波.

摘要： 本发明公开了一种感应电机控制方法、装置及感应电机，采用电机模型计算模块代替矢量控制中电流环的PI调节器以及Park逆变换的环节，用电机模型计算模块代替了预测控制中传统的滚动优化模块和目标函数计算模块。整个控制中既没有电流闭环PI控制，也不需要复杂的滚动优化，可以减少调试时间，避免出现转矩脉动大和采样频率高的问题，使控制更加直接有效。

摘要： 本发明提供一种感应电机转子磁链控制方法及控制电路和感应电机。该方法包括：采集感应电机的定子电流值、定子电压值和转子角速度值；采用第一处理器计算感应电机的转子磁链值；采用第二处理器计算反馈电流值，并作为下一采样时刻的反馈电流值反馈至第一处理器；根据转子磁链值计算控制电流信号和控制电压信号，并由此调整输出的定子电流值和定子电压值。本发明提供的感应电机转子磁链控制方法，通过采用第二处理器计算反馈电流值，并反馈至第一处理器，参与第一处理器的计算，输出下一采样时刻的感应电机转子磁链值，从而调整下一采样时刻感应电机的转速和转矩值，提高了感应电机低速时转子磁链的观测精度，进而提高了感应电机的低速控制精度。

摘要： 基于与电源角频率同步的正交双轴坐标系进行转矩控制的三相交流感应电机的控制装置，具有：非干扰控制器，被输入电机转速、转矩指令值以及电源电压，参照预先存储的映射图，计算转矩轴非干扰补偿电压及磁通轴非干扰补偿电压；以及非干扰磁通响应滤波器，对转矩轴非干扰补偿电压实施包含馈通项和转子磁通响应延迟的滤波处理。

摘要： 本发明公开了一种用于直线感应电机的复合式感应板以及直线感应电机，感应板包括导电板、导磁基板和支撑架，导磁基板固定于支撑架上，导电板固定于导磁基板上，导电板上沿感应板的径向均匀开设有若干通槽。本发明在原整体式导电板的基础上沿导电板的径向均匀开设通槽，让导电板上形成类似栅栏的结构，使得导电板上感应出的电流呈矩形状流动，从而使电流沿感应板径向均匀流过的有效长度变长，避免原整体式导电板上感应出的环状涡流电流，以使直线电机在相同的工况下牵引力得到提升，并有效的降低了直线电机与感应板之间的法向电磁吸力，提高了直线电机的使用效率。

摘要： 本发明公开了一种感应电机控制方法、装置及感应电机，采用电机模型计算模块代替矢量控制中电流环的PI调节器以及Park逆变换的环节，用电机模型计算模块代替了预测控制中传统的滚动优化模块和目标函数计算模块。整个控制中既没有电流闭环PI控制，也不需要复杂的滚动优化，可以减少调试时间，避免出现转矩脉动大和采样频率高的问题，使控制更加直接有效。

摘要： 一种电机线圈、感应电机以及感应电机的定子的制造方法，电机线圈是由导体深线和包有陶瓷系列绝缘皮膜构成；感应电机：特征是将多个钢片上的定子槽沿着轴向对齐进行累积形成定子铁芯，将涂覆有绝缘皮膜的线圈缠绕在定子槽上，用绝缘皮膜结扎定子铁芯两端的末端绕组，将多个钢片上的转子槽沿着轴向对齐进行累积形成转子铁芯，转子铁芯与定子铁芯构成同心圆，转子导体设置在转子槽上；感应电机的定子的制造方法，分如下阶段：1.冲压阶段；2.热处理阶段；3.积层阶段；4.卷绕阶段；5.嵌浸阶段。本发明的电机线圈使维持绝缘性能的最高许可温度提高大约三倍，提高了效率。并减少了结扎线圈末端绕组的另外的部件和结扎过程。

摘要： 本实用新型涉及电机技术领域，更具体地说，它涉及一种感应电机转子及具有其的感应电机，其技术方案要点是：感应电机转子包括铁芯、永磁体和导磁体，永磁体设置有多个，多个永磁体绕铁芯的轴线间隔设置在铁芯内，导磁体同时可导电，导磁体的数量对应永磁体的数量，多个导磁体绕铁芯的轴线间隔设置在铁芯内，导磁体位于铁芯的轴线与永磁体之间，多个导磁体与多个永磁体一一对应地接触，感应电机包括上述感应电机转子，本实用新型的一种感应电机转子及具有其的感应电机能够减少因发热而导致的转子掉磁的现象。

摘要： 本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及应用于感应电机的定子结构，包括：定子芯片组件，还包括：分别设于所述定子芯片组件两端、空心槽与定子槽配合的前线架和后线架，一一对应地设于所述定子槽内若干线组，及卡接入所述后线架的安装柱、由若干钢针导通绕线结构的PCB结构；所述定子芯片组件中心成型有若干定子齿围成的定子铁芯内孔，所述定子槽由相邻的两所述定子齿构成，所述定子槽为不规则的半闭口槽，所述定子槽数量为8个。本实用新型具有能简化工艺、降低了生产成本及提升性能的特点。另，本实用新型还提供了感应电机。

摘要： 本实用新型公开了一种直线感应电机水冷结构，包括初级铁心和初级绕组，还包括液冷管，所述初级铁心采用硅钢片叠压制成，初级铁心一侧设有初级铁心槽，初级铁心相对的另一侧设有冷却槽，所述初级绕组绕设于所述初级铁心槽内，所述液冷管嵌装于所述冷却槽内且两端设有冷却液进出口。一种直线感应电机，包括上述的直线感应电机水冷结构。本实用新型结构简单，冷却效果好，有利于提高初级绕组载流能力，进而提高磁浮列车的悬浮能力和牵引能力。

摘要： 本实用新型公开了一种短初级直线感应电机初级定子以及一种直线感应电机，初级定子包括锯齿状铁芯和若干双层叠绕组，每个双层叠绕组均分为上下两个层边,每个铁芯槽内均分别嵌入一个双层叠绕组的上层边和另一个双层叠绕组的下层边并依次排列，铁芯两边端部均有若干半空槽区，半空槽区内嵌入有平行绕组。本实用新型通过嵌入平行绕组，提高铁芯的利用率，降低直线电机的重量，还能有效改善直线感应电机由于边端绕组没有闭合导致的边端效应。