新型偏置磁链电机设计机理及其零序电流控制策略的研究

基本信息
批准号:51707171
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:牛双霞
学科分类:
依托单位:香港理工大学深圳研究院
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:傅为农,盛田田,王云冲,林启芳
关键词:
定子永磁弱磁控制偏置磁链电机有限元分析
结项摘要

Aiming to break the bondage of traditional concepts in the hybrid excitation design, an innovative idea a new class of DC field winding free, biased-flux controllable machines and its associated zero-sequence current based drive system are proposed in this project. Firstly, an integrated armature winding enable this machine produce improved torque in low speed operation and realize effective flux regulation in high speed operation. Compared with traditional hybrid excitation stator PM machine, high-efficiency flux regulation capability is maintained and also provide improved torque performance at low speed, which is especially suitable for low-speed high-torque and wide-speed range applications. It is also worth mentioning that the rotors are solid and reliable, making the machine maintenance easy and cheap...This project investigate the operation mechanism of biaed flux machines, and propose different novel topologies of this kind machine aiming to satisfy different application requirements. In addition, a zero-sequence current based control strategy along with a novel.three-dimensional space vector control strategy can be applied to provide an effective flux regulation by using only one set of integrated armature coil...By means of theoretical analysis, simulation and experiments, research will be carried out on the following aspects: working principle, electromagnetism characteristic, design guideline and control strategy of the proposed machine. An inspiring scientific value and broad prospects in application can be expected from this project. What’s more, new machine concepts will be created through implementation and industrialization of this proposed scheme, thus promoting the development of energy conservation and environmental protection.

本项目突破传统混合励磁电机设计的束缚,创造性的提出一类新型无DC励磁绕组,可控励磁偏置磁链电机及其特殊的基于零序电流控制的驱动系统。利用一套集成电枢线圈,可以使其在低速运行时,提供高转矩输出,高速运行时,可以通过零序电流控制的方式,提供弱磁调节。相比于混合励磁电机,既保留了高效的磁场调节能力, 又增大了低速转矩输出能力,尤其适用于低速大转矩和宽调速范围的应用场合。另外所有激励源都设置于定子,转子故障率低,可有效减小电机维修成本。.本项目深入研究了无DC励磁绕组偏置磁链电机的工作机理,针对不同的应用场合,提出了不同的新型的偏置磁链电机的拓扑结构。利用一套集成电枢线圈实现气隙磁场的直接调节,结合新型三维空间矢量控制策略,实现了宽调速范围的控制。本项目将对该电机的工作原理,电磁特性,设计原则,控制策略等,进行系统的理论,仿真和实验相结合的研究。该项目具有极高的启发性科研价值,应用前景广阔。

项目摘要

本项目突破传统电动车驱动电机设计的束缚,创造性的提出一系列新型偏置磁链互补型电机及其驱动系统。首先,新型电机通过采用内外转子凸极互补结构,使得磁链具有互补和并联的特性,从而突破性的解决了传统定子永磁电机的漏磁问题,显著提升了永磁体利用率,电机效率及稳定性。其次,其偏置磁链的设计,结合新型三维空间矢量控制策略,利用一套集成电枢线圈实现气隙磁场的直接调节。其高效的磁场调节能力尤其适用于电动车低速大转矩和宽调速范围的应用,并大大减小励磁损耗,提高了电机转矩密度和效率。此外,转子稳固可靠,故障率低,可有效减小电机维修成本。.本项目将对该电机的工作原理,电磁特性,设计原则,控制策略等,进行系统的理论,仿真和实验相结合的研究。该项目具有极高的启发性科研价值,应用前景广阔。此设计研制成功及产业化将开创电动机车及风力发电技术新途径,加快推动节能环保发展战略的开展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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