內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可控磁通永磁同步電機(jī)的分析與控制.pdf

1、Vlado Ostovic首先提出了可控磁通永磁同步電機(jī)--記憶電機(jī)的思想,但在結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能上有諸多不足.本文提出了一種內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可控磁通永磁同步電機(jī).其徑向永磁體采用剩磁密度和矯頑力都很高的釹鐵硼；而切向永磁體采用剩磁密度高但矯頑力卻很低的鋁鎳鈷.通過(guò)定子直軸電流矢量脈沖控制鋁鎳鈷的磁化方向和強(qiáng)弱,使釹鐵硼產(chǎn)生的磁通部分穿過(guò)氣隙而部分被鋁鎳鈷在轉(zhuǎn)子內(nèi)部旁路,使永磁主氣隙磁通受控,實(shí)現(xiàn)真正意義上的寬調(diào)速. 通過(guò)對(duì)鋁鎳鈷

2、正向與反向兩種極端磁化狀況下模型電機(jī)電磁場(chǎng)的有限元計(jì)算和分析,證明所提出的方案的可行性；同時(shí),總結(jié)出了永磁體尺寸和磁路結(jié)構(gòu)尺寸的選取原則,特別是將交軸磁路磁阻設(shè)計(jì)的較大,交軸電感較小時(shí),弱磁效果會(huì)更好,還能減少電樞反應(yīng)對(duì)永磁主氣隙磁場(chǎng)的影響. 根據(jù)內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可控磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn),設(shè)計(jì)了采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的此種電機(jī)的雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng).它不同于一般的永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng),內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

3、可控磁通永磁同步電機(jī)工作在低速運(yùn)行區(qū)時(shí),要維持電機(jī)永磁氣隙主磁通最強(qiáng),采用i=i<,q>、i<,d>=0的控制策略；當(dāng)進(jìn)入高速運(yùn)行區(qū)時(shí),在很短時(shí)間內(nèi),令i<,a>=0,并通過(guò)三相定子繞組在電機(jī)轉(zhuǎn)子直軸方向上施加一幅值和方向可控的直軸電流矢量i<,d>脈沖,在此脈沖所產(chǎn)生的直軸電樞反應(yīng)去磁動(dòng)勢(shì)作用后,改變鋁鎳鈷永磁體的磁化方向和強(qiáng)弱以削弱永磁氣隙磁場(chǎng),在脈沖消失后；仍然采用i=i<,q>、i<,d>=0的控制策略.反之,由高速運(yùn)行區(qū)進(jìn)入低

4、速運(yùn)行區(qū)時(shí),在很短時(shí)間內(nèi),令i<,Q>=0,并施加一幅值和方向可控的直軸電流矢量i<,d>脈沖,以增強(qiáng)永磁氣隙磁場(chǎng)；在脈沖消失后,仍然采用i<,Q>=0、i<,d>=0的控制策略.這樣就克服了傳統(tǒng)弱磁調(diào)速要維持直軸電流矢量i<,d>損耗大、調(diào)速范圍不寬的不足.借助于Matlab/Simulink建立了雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了所提出的內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可控磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)想是可行的,這種新型電機(jī)的