永磁直線同步電機關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、本文主要研究了永磁直線同步電機(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)的若干關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　 首先,根據(jù)電勢星形向量圖原理研究了PMLSM q＜1分?jǐn)?shù)槽繞組的組成結(jié)構(gòu),分析了該結(jié)構(gòu)能夠抑制齒槽力的因為。指出了采用近槽極(數(shù))配合的分?jǐn)?shù)槽繞組的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點。
　　 其次,為了精確分析PMLSM的電磁特性,基于有限元分析法,結(jié)合動態(tài)分網(wǎng)技術(shù),建立了PMLSM的二維

2、電磁場有限元模型。在此基礎(chǔ)上,定量分析了不同齒槽結(jié)構(gòu)下的齒槽力波動,研究了消除齒槽力波動的方法,驗證了采用近槽極(數(shù))配合的分?jǐn)?shù)槽是減小推力波動的一項非常有效的措施。
　　 將智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到PMLSM的齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)中進行預(yù)估。建立了基于改進算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFN)的齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估器。以有限元的模擬結(jié)果作為樣本,進行了仿真訓(xùn)練,并對兩種預(yù)估器的輸出結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明,基于智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

3、齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估器具有良好的精度和效率。基于RBFN的預(yù)估器效率更高,精度更好。齒槽結(jié)構(gòu)預(yù)估器能對PMLSM的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一個有效的參考。
　　 然后,基于有限元模型,采用瞬時電流法,通過設(shè)定q＜1分?jǐn)?shù)槽繞組的電流分布,對PMLSM電磁推力進行迭代計算,得到了PMLSM的負載特性及其參數(shù)。將實驗樣機的測試和有限元分析的理論值進行比較,結(jié)果表明建立的有限元模型具有較高的計算精度和可靠性,得到的負載參數(shù)對PMLSM的運行控制具有一

4、定的意義。
　　 為了進一步抑制齒槽力引起的推力波動,構(gòu)建了PMLSM的PI控制器,通過仿真和實驗,表明PI控制器對PMLSM的推力波動有良好的抑制作用,是PMLSM推廣應(yīng)用中一種簡單有效的方法。
　　 為解決PMLSM位置估計的問題,分析了無刷電機換向時位置估計的常用方法及其優(yōu)缺點。在考慮了PMLSM結(jié)構(gòu)和運行特點的基礎(chǔ)上,采用G函數(shù)估計法來對其進行位置估計。在對其進行仿真的基礎(chǔ)上,通過對樣機三相電流和電壓的檢測,實驗

5、構(gòu)建了G函數(shù),實現(xiàn)了PMLSM的位置估計。該方法在換向點具有較高的靈敏度,不依賴于PMLSM的運行速度,即具有從接近零速到高速的位置估計能力,因而有望在無位置傳感器的PMLSM上得到應(yīng)用。
　　 最后,設(shè)計了PMLSM直接驅(qū)動的應(yīng)用控制界面,該界面操作簡單,使用方便。并對PMLSM驅(qū)動裝置的定位精度和重復(fù)定位精度進行了實驗研究。同時,采用PI控制對不同的速度和負載下的PMLSM速度性能進行了測試。實驗結(jié)果表明,PMLSM具有較高