开关磁阻电机

摘要： 开关磁阻电机的无位置传感器控制技术一直是当下的研究重点.传统的单相脉冲注入法简单易实施,但需要事先设定电流阈值;两相脉冲注入法虽无须阈值,但是转速上升时转子导通角过于滞后,应用转速范围有限.因此,为了保留无须电流阈值的优点,同时又能够拓宽导通区间,提出了一种新型两相脉冲注入法.在两相脉冲注入的基础上,检索两相响应电流峰值差的极大值,并在其附近通过曲线拟合来精准得到转子位置,从而达到没有位置传感器控制的目的.最后以12/8结构的开关磁阻电机为例进行了仿真实验,结果表明该方法转矩特性佳,转子位置计算误差小,具有有效性和可行性.

摘要： 由于开关磁阻电机强非线性、强耦合等特点,导致传统磁链控制过程中转矩脉动过大。针对该问题,提出了一种基于SRM转矩特性神经网络的瞬时转矩估计与磁链前馈补偿相结合的控制策略。利用神经网络构建了SRM的瞬时转矩估计器,在该网络结构中设计了能够体现SRM转矩变化规律的激励函数,对神经网络的输入进行预处理,通过自适应学习率训练,实现对瞬时转矩的实时估计。根据转矩估计得到的转矩偏差求得磁链偏差,在磁链模型基础上实现对磁链的前馈补偿,通过磁链滞环控制配合下实现对SRM转矩脉动的抑制。仿真实验表明,基于瞬时转矩估计和磁链前馈补偿的控制方案相较于传统控制策略可以有效地抑制转矩脉动,改善了系统的动态性能。

摘要： 针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题,文中提出一种变滞环阈值的直接瞬时转矩控制(DITC)系统。DITC的滞环阈值一般是针对额定工况离线计算的,在额定工况附近可有效抑制转矩脉动,但偏离额定工况后转矩脉动的抑制效果会变差。文章依据SRM的转矩特性,将SRM的一个电周期划分为三个区域,并制定相应的控制策略;同时分析滞环阈值对转矩脉动的影响,探究影响滞环阈值的因素,制定基于最小二乘法模型预测的滞环阈值在线寻优方案,使SRM运行时自适应调整滞环阈值的大小,以提高瞬时输出转矩的跟随特性,实现SRM的恒转矩输出。Matlab/Simulink仿真及实验平台证明了所提DITC系统在抑制转矩脉动和优化动态性能方面的有效性,说明其在SRM高性能控制领域具有较高的实际应用价值。

摘要： 电动汽车用开关磁阻电机控制系统包含电机驱动和电池充电电路,降低了系统集成度和功率密度。以开关磁阻电机不对称半桥式功率变换器为基础,设计了一种用于电动汽车的集成功率变换器,增加了前端电路,通过控制前端电路可以实现电机驱动和电池充电两种工作模式。在电机驱动模式下利用电容器的充放电功能提高了系统的能量比,给出了电容器的容量估算方法,对比了不同容量对系统性能的影响。在电池充电模式下利用电机绕组作为充电电感,对原有功率器件复用,实现了具有功率因数校正(PFC)的功能充电方式,有效地改善了交流信号,分析了电机绕组作为充电电感的限定条件,实现了恒流充电和恒压充电过程,最后通过Matlab/Simulink仿真验证了方案的有效性。

摘要： 开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、成本低、输出扭矩大等优点,但也存在转矩脉动大的不足,限制了它的应用范围。为抑制其转矩脉动,提出一种新型定子结构,在定子磁极端部两侧加入一个楔形角,减小气隙在定转子开始重合时的突变,降低了气隙磁场能量骤变,进而减小转矩脉动。首先分析了该特殊楔形结构各参数对平均转矩及转矩脉动的影响。在此基础上,采用三维可视化算法对楔形结构参数进行多目标约束寻优,得到最优参数集。最后,利用有限元电磁场计算软件进行仿真,验证设计方案的有效性。结果表明:所提出的新型楔形结构能够有效地抑制转矩脉动,同时对电机平均转矩影响较小。

摘要： 为了降低四轮独立驱动电动汽车在复杂路面上直线行驶时跑偏以及车轮打滑对汽车行驶操纵稳定性产生的不良影响,提出了一种以开关磁阻电机为驱动核心,采用模糊趋近律理论对控制参数进行实时修正的转矩协调控制策略。该策略由模糊PID控制器计算汽车行驶力矩,由滑模变结构控制计算纠正车辆跑偏的附加横摆力矩以及车轮打滑时的防滑力矩。基于该控制策略搭建的仿真模型包含了车速控制器、横摆运动控制器以及防滑控制器,并协调分配到各个车轮上。将Matlab/Simulink中搭建的电机驱动模型与Carsim中搭建的整车模型进行联合仿真,与无控制下的仿真结果对比表明,转矩协调控制可快速将车速、横摆角速度和车轮滑转率控制在理想值附近,较好地提升了直线行驶稳定性。

摘要： 电动汽车的关键技术之一是电机驱动技术,不仅受到社会各界的广泛关注,也为电动汽车的发展提供了强有力的支持。车用电机驱动系统使用了开关磁阻电机,主要是因为开关磁阻电机具有结构简单、坚固可靠、成本低廉、调速性能优异、适应条件能力好等优势。课题组分析了电动汽车开关磁阻电机驱动调速系统研究现状,阐述了开关磁阻电机调速系统总体设计,深入剖析了开关磁阻电机调速控制策略和方法。

摘要： 准确的转子位置信息对于开关磁阻电机的高性能调速控制是十分重要的。由于无位置传感器控制策略可节省额外的硬件连接、提高系统可靠性而被广泛研究。本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波的开关磁阻电机无位置传感器控制方法,由于开关磁阻电机具有强非线性的特点,本文基于无迹卡尔曼滤波构建了位置观测器,充分利用了该算法处理非线性系统的优点,并通过建立完整的无位置传感器控制系统仿真模型给出了该方法的具体实现方式。仿真结果表明该无位置传感器控制系统的调速性能较好,抗扰动能力强,位置观测器在低中高速条件下均具有较好的动态性能和较高的稳态精度,验证了该方法的有效性。

摘要： 电机直驱化是机电传动系统节能的重要趋势,低速大转矩开关磁阻电机是应用较广的一类直驱电机。直驱电机的高负荷电流导致本体温升明显,电机的关键尺寸参数受热形变影响而变化并影响电机的性能,本文对直驱开关磁阻电机的磁–热耦合响应进行分析以阐明直驱开关磁阻电机的服役特性。本文以24/16外转子型直驱开关磁阻电机为例,利用Ansys进行了磁–热耦合仿真,得到了开关磁阻电机稳态热场分布情况,并计算电机关键尺寸参数的热形变量;从电磁场、电感和扭矩三个角度分析了在热变形的影响下电机的运行性能,为极端工作环境下大功率开关磁阻电机的设计奠定了一定的理论基础。本文对磁–热耦合效应的研究有助于了解直驱开关磁阻电机性能演变规律,为直驱电机的电磁设计、散热设计和性能评估提供理论基础。

摘要： 随着“双碳”、“减排”越来越受重视,作为耗电大户的电机控制系统应用正朝着高效化、高频化、小型化、智能化方向发展,受可靠性、可维护性、用户体验影响,BLDC(无刷直流)/PMSM(永磁同步电机)/SRM(开关磁阻电机)电机将持续替换有刷电机,市占率将进一步提升。

摘要： 针对开关磁阻电机(SRM)换相引起的转矩脉动、高速运行时脉动增加的问题,设计了全区域补偿转矩分配函数.首先基于传统的转矩分配函数(TSF),考虑换相阶段实际转矩无法及时跟踪参考转矩的问题,将开通角与关断角之间划分为两个区间.分别计算两个区间内由于转矩无法及时跟踪导致的实际转矩与参考转矩的误差,将误差作为补偿加入已经具备转矩跟踪能力的相邻相,来实现总转矩保持恒定,达到抑制转矩脉动的效果.为了验证本文设计对转矩脉动的抑制效果,通过仿真实验对比了传统TSF与全区域补偿TSF的间接转矩控制系统输出转矩,结果表明,基于全区域补偿TSF的控制系统对转矩脉动具有良好的抑制效果,高速状态下也可以保证稳定的输出转矩.

摘要： 本文分析三相6/4极开关磁阻电机(SRM)的两种绕组激励方式对铁耗的影响.用有限元方法对比分析两种激励方式的磁密波形,描述电机定子极和定子轭部的径向磁密和切向磁密周期性变化规律,并比较了两种绕组激励方式所对应定子铁芯不同单元的谐波含量及其对铁芯损耗的影响.给出有限元铁耗的计算方法,并以此计算相同电机结构的两种绕组连接方式所对应的铁耗.

摘要： 抑制转矩脉动是近些年来开关磁阻电机研究的热点问题之一,准确计算开关磁阻电机电磁场是设计、分析开关磁阻电机的关键.本文提出一种在转子齿两侧开半圆形槽的新型转子齿形,通过转子形状的改变带来气隙磁场的改变,即削弱了气隙径向磁密,同时提高了气隙切向磁密,达到减小转矩脉动的目的.利用有限元法,对一台12/8极转子两侧开半圆形槽的开关磁阻电机建模,通过参数化计算开槽位置和开槽大小.仿真结果表明,在开关磁阻电机转子齿两侧开半圆形槽,不仅可以有效地减小开关磁阻电机的转矩脉动,并且能增加电机的平均输出转矩.

摘要： 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)较大的转矩脉动问题制约了其广泛应用,抑制SR电动机转矩脉动的研究是近年来研究领域的热点之一.本文介绍了一种注入一系列分段谐波电流的控制策略,该控制策略采用向初始矩形参考电流中注入多次谐波分量,使之生成相应的额外转矩,来补充或消除原参考电流产生的转矩脉动.为使得谐波电流注入下SR电机转矩脉动降低的更加灵活与有效,将注入的n次正弦谐波电流分量等分成n段,通过调节相应段的谐波分量系数,独立控制各分段区间参考电流波形,进而控制电机输出转矩.新的控制策略在电流斩波控制下可较好的实现抑制转矩脉动的目标.最后,通过仿真与实验验证了上述所提方法的实用性及有效性.

摘要： 开关磁阻电机(Switched Reluctant Motor,SRM)具有结构简单、成本低、可靠性高等优点,但由于电机的双凸极结构和开关供电方式,使其输出的转矩脉动较大.本文根据电机的数学模型,给出了SRM建模方法及其控制策略,依据电机参数,利用JMAG软件对SRM进行有限元分析得到电机的电磁特性,在有限元分析的基础上,通过查表法在Simulink中建立开关磁阻电机的本体仿真模型;为了减小转矩脉动和振动噪声,采用直接转矩控制方式对电机进行控制,并与电流斩波控制下的转矩脉动进行比较,仿真结果表明直接转矩控制能很好地抑制转矩脉动.

摘要： 开关磁阻电机结构坚固,性能优异,可靠性高,常用于机械生产、航空航天与电动车等领域.功率变换器作为开关磁阻电机的驱动控制部件,不仅影响电机的控制方式,还影响着电机驱动系统的可靠性.目前开关磁阻电机大多采用不对称半桥式功率变换器,公共开关式功率变换器由不对称半桥式结构改良而来,使用功率器件较不对称半桥式结构少,降低了损耗与成本;但失去了不对称半桥式结构的各相独立控制能力.针对这两种功率变换器进行可靠性分析与建模可以直观了解二者的可靠性高低.首先进行故障分析,在故障分析过程中总结出两种功率变换器的所有故障模式,在此基础上采用Markov模型对两种功率变换器进行可靠性定性与定量分析,得到二者的状态转换图与各类可靠性数据,由此比较二者的可靠性.结果表明,对于一个给定的开关磁阻电机,公共开关式功率变换器可靠性更高.最后对整个研究过程进行了总结.

摘要： 通常,很多人选择用Simulink做控制仿真.但对于开关磁阻电机来说,它的电磁过程十分复杂,电感随着位置和电流都在变化,他不能简单的用一条磁化特性来等效,而是需要一族磁化曲线来描述.Simulink一般是借助有限元仿真的数据建立表格,然后进行查表.这种方法严重依赖表格的精确性,如果表格建立不正确,或者表格的内容不完整,仿真的时候反应不出来,导致仿真结果不准确.Simplore具有强大的协同仿真功能,采用具有物理特性的元器件建模,可以导入Maxwell有限元模型,仿真的结果将更加精确.同时,可以导入Simulink模型,充分利用了Simulink建模简单的优点.本文首先简要介绍开关磁阻电机的主电路和三种基本的控制方法;然后给出一种用于开关磁阻电机启动的控制策略,之后利用Simplore、Maxwell和Simulink三种软件,建立开关磁阻电机控制系统模型,对电机的启动过程进行联合仿真.最后对结果进行分析,总结经验.

摘要： 为改善中低速段开关磁阻电动机(SRD)动态响应性能,本文提出了一种SRD控制角度在线调制策略.控制器依据相电流建立与退磁过程确定误差,在线调节开通角度与关断角度.设计了基于本文提出的角度在线调制策略的速度闭环控制器,通过引入误差反馈量增加了系统稳定性.样机实验结果表明本文提出的角度在线调制策略能够有效改善SRD中低速段电流响应,并有效减少相电流峰值,提高系统效率.

摘要： 根据车用工况的需求,以开关磁阻电机的非线性模型为依据,提出了一种基于新型转矩分配函数的改进型直接瞬时转矩控制(IDITC)方案.针对传统转矩分配函数受导通角限制的情况,IDITC将控制中的开通、关断角与转矩分配函数的控制角度进行区分,在满足了各相转矩分配函数之和为1的前提下,扩大了其导通角的范围,并最终通过PI调节对分配转矩不可控区间实施控制.仿真和实验结果表明,IDITC能有效抑制系统的转矩脉动,提高系统的效率.

摘要： 开关磁阻电机运转过程中,由于绕组在换相期间电流发生变化导致电磁振动,进而产生转矩的波动,制约了其广泛应用.传统的控制策略计算得到的电机电流波形在实际运用中依然存在转矩的过补偿和欠补偿问题,SR电机转矩脉动的抑制效果有限.针对这一问题,提出了一种注入多次分段谐波电流降低开关磁阻电机转矩脉动的控制策略,为使得谐波电流注入下SR电机转矩脉动降低的更加灵活与有效,将注入的n次正弦谐波电流分量等分成n段,通过改变相应段的谐波分量系数,独立控制各分段区间参考电流波形,进而控制电机输出转矩.新的控制策略在电流斩波控制下可较好的实现抑制转矩脉动的目标.最后,通过建立仿真模型验证上述所提策略的有效性.

摘要： 本发明涉及开关磁阻电机低速控制方法、装置存储介质、电子设备及开关磁阻电机，包括：S1、接收低速运行指令，监测电机转子的实时位置，并获取低速运行开始时电机转子的位置所对应的电机圆周的起始扇区；S2、在实时位置满足第一预设条件时，控制与起始扇区对应的第一定子线圈继续导通，与第一定子线圈正向相邻的第二定子线圈导通；S3、在实时位置满足第二预设条件时，控制第一定子线圈关闭和与第一定子线圈反向相邻的第三定子线圈导通；S4、监测电机转子转速，在电机转子转速满足第三预设条件时，控制第三定子线圈关闭；S5、获取电机转子的当前扇区以当前扇区为起始扇区，并返回执行步骤S2。实施本发明能够实现电机低速匀速运行。

摘要： 一种开关磁阻电机及应用开关磁阻电机的装置，所述开关磁阻电机包括定子(11)和转子(12)，其中定子(11)包括多对定子齿(111)以及绕设于定子齿(111)上的绕组(112)，转子(12)包括至少一对转子齿(121)，其中转子齿(121)的极弧大于定子齿(111)的极弧，且相邻设置的至少两对定子齿(111)上的绕组(112)能够串联。通过上述方式，能够保证电流的连续性，能够减小转矩的脉动性，进而削弱在低速时开关磁阻电机的步进感，并且降低开关磁阻电机的振动与噪声。

摘要： 本发明提供了一种轴向开关磁阻电机转子及其轴向开关磁阻电机，属于电机领域。包括转子支撑结构，转子支撑结构上设置有若干组转子导电组件，转子导电组件包括至少一个导电结构的导电结构发于转子支撑结构,并在转子外侧向转子支撑结构弯折形成极相，导电结构首尾相连形成闭环，导电结构之间设置有若干铁芯，铁芯以转子支撑结构轴线为中心均布。利用扁平导电体夹设铁芯的方式，大大降低了铁芯的质量，同时由于扁平导电体竖放，可大大增加极相数量。

摘要： 本发明涉及开关磁阻电机低速运行控制方法、开关磁阻电机，包括：获取开关磁阻电机的实时转速；根据实时转速和设定转速确定参考电流；根据参考电流获得开关磁阻电机低速运行的控制参数；根据控制参数控制开关磁阻电机运行。本发明通过基于开关磁阻电机的实时转速和设定转速确定参考电流，并根据参考电流获得开关磁阻电机低速运行的控制参数，从而根据所得到的控制参数对开关磁阻电机进行低速运行控制，以达到控制开关磁阻电机在低速状态下稳定运行，提升开关磁阻电机的稳定性和可靠性。

摘要： 本发明涉及一种开关磁阻电机低速变载控制方法、装置及开关磁阻电机。该方法包括下述步骤：S1、实时获取开关磁阻电机的反馈转速，由反馈转速和参考转速的差值得到误差幅值Err，由当前误差幅值Err和已存储的上一误差幅值Err的差值得到误差变化幅值DErr；S2、根据误差幅值Err和误差变化幅值DErr调整开关磁阻电机的比例系数KP和积分系数KI。本发明PI控制的参数随电机运行状态的不同自动调整，可有效减小启动、变载、升降速时的超调值，并增加系统的响应速度。

摘要： 本申请公开了一种开关磁阻电机控制方法，包括确定电枢电流中各次谐波电流的最优幅值比例；通过驱动装置按最优幅值比例向开关磁阻电机输出最优电枢电流，以使开关磁阻电机以最大转矩密度运行。本申请提前确定了电枢电流中各次谐波电流的最优幅值比例，通过驱动装置按最优幅值比例输出的电枢电流可以使开关磁阻电机达到最大转矩密度。本申请还公开了一种开关磁阻电机控制系统、装置及开关磁阻电机系统，具有上述有益效果。

摘要： 本发明适用于电机技术领域，提供了一种控制开关磁阻电机的方法、系统、控制器及开关磁阻电机，该方法包括：获取位置传感器的位置信号的电平维持时间，将电平维持时间作为电机换相参考时间T；将开关磁阻电机切换至下一相，并维持通电时间为t1，其中t1为电机换相参考时间T的一半；继续将开关磁阻电机切换至下一相，通电至位置传感器的位置信号电平翻转，记录通电时间为t2；将电机换相参考时间T更新为t1+t2，继续控制开关磁阻电机工作。本发明实施例通过单个位置传感器，结合启动相的预定位和旋转磁场，从而实现对电机的控制，降低了装配难度和成本。

摘要： 本发明涉及开关磁阻电机低速控制方法、装置存储介质、电子设备及开关磁阻电机，包括：S1、接收低速运行指令，监测电机转子的实时位置，并获取低速运行开始时电机转子的位置所对应的电机圆周的起始扇区；S2、在实时位置满足第一预设条件时，控制与起始扇区对应的第一定子线圈继续导通，与第一定子线圈正向相邻的第二定子线圈导通；S3、在实时位置满足第二预设条件时，控制第一定子线圈关闭和与第一定子线圈反向相邻的第三定子线圈导通；S4、监测电机转子转速，在电机转子转速满足第三预设条件时，控制第三定子线圈关闭；S5、获取电机转子的当前扇区以当前扇区为起始扇区，并返回执行步骤S2。实施本发明能够实现电机低速匀速运行。

摘要： 本发明提供了一种轴向开关磁阻电机转子及其轴向开关磁阻电机，属于电机领域。包括转子支撑结构，转子支撑结构上设置有若干组转子导电组件，转子导电组件包括至少一个导电结构的导电结构发于转子支撑结构,并在转子外侧向转子支撑结构弯折形成极相，导电结构首尾相连形成闭环，导电结构之间设置有若干铁芯，铁芯以转子支撑结构轴线为中心均布。利用扁平导电体夹设铁芯的方式，大大降低了铁芯的质量，同时由于扁平导电体竖放，可大大增加极相数量。

摘要： 本实用新型公开了一种开关磁阻电机的防尘盖结构及开关磁阻电机，开关磁阻电机的防尘盖结构包括底板和连接于所述底板的一端且围成一周的侧板，所述底板的内表面设有适于定位霍尔电路板的定位结构、适于对所述霍尔电路板的轴向限位的轴向限位组件、以及适于对所述霍尔电路板的径向限位的径向限位组件。本实用新型在电机端盖的外端部设置防尘盖结构，将霍尔电路板和磁环均包裹在防尘盖结构内，并且在防尘盖结构内针对霍尔电路板设置定位结构和限位结构，对霍尔电路板进行固定，无需使用支架固定霍尔电路板，安装便捷，可以有效起到防尘效果，大大延长电机的使用寿命。