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

1、Vlado Ostovic首先提出了可控磁通永磁同步電機--記憶電機的思想,但在結(jié)構(gòu)和機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.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.通過定子直軸電流矢量脈沖控制鋁鎳鈷的磁化方向和強弱,使釹鐵硼產(chǎn)生的磁通部分穿過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,實現(xiàn)真正意義上的寬調(diào)速. 通過對鋁鎳鈷

2、正向與反向兩種極端磁化狀況下模型電機電磁場的有限元計算和分析,證明所提出的方案的可行性；同時,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)計的較大,交軸電感較小時,弱磁效果會更好,還能減少電樞反應(yīng)對永磁主氣隙磁場的影響. 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機的運行特點,設(shè)計了采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)的此種電機的雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng).它不同于一般的永磁同步電動機的矢量控制系統(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工作在低速運行區(qū)時,要維持電機永磁氣隙主磁通最強,采用i=i<,q>、i<,d>=0的控制策略；當(dāng)進入高速運行區(qū)時,在很短時間內(nèi),令i<,a>=0,并通過三相定子繞組在電機轉(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)去磁動勢作用后,改變鋁鎳鈷永磁體的磁化方向和強弱以削弱永磁氣隙磁場,在脈沖消失后；仍然采用i=i<,q>、i<,d>=0的控制策略.反之,由高速運行區(qū)進入低

4、速運行區(qū)時,在很短時間內(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,以增強永磁氣隙磁場；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,并對仿真結(jié)果進行了分析,驗證了所提出的內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可控磁通永磁同步電動機的設(shè)想是可行的,這種新型電機的