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電氣化行業的最新科研集錦(十八)
2023-07-31
01.表貼式高速永磁同步電機失磁故障及磁體選區滲重稀土研究
針對無鐵心永磁同步直線電機(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor， PMLSM)存在推力波動問題以及磁極結構對永磁體利用率的影響，從結構方面著手，提出一種梯形Halbach交替極磁極結構的無鐵心永磁同步直線電機，對Halbach陣列進行優化設計。首先通過有限元法對比在Halbach交替極、雙層Halbach磁極與梯形Halbach交替極三種磁極結構中PMLSM的電磁性能，分別對氣隙磁場諧波成分、空載反電動勢、電磁推力以及推力體積比進行計算與對比。其次，采用等效磁化強度法定性分析磁極結構對電機出力性能的影響，并引入Kriging模型，結合多目標優化算法對關鍵參數進行優化以提高電機平均推力和推力體積比，降低推力波動，得到三個優化目標的Pareto前沿。最后，通過仿真分析驗證設計方法的有效性以及電機性能的改善。結果表明：梯形Halbach交替極磁極結構永磁體利用率更高，具有一定的實用價值；梯形Halbach交替極PMLSM能夠有效抑制推力波動并保持在7%左右，適用于高精度加工設備。
針對傳統模型參考自適應系統對轉速和負載變化敏感及魯棒性差等問題，提出了一種基于快速超螺旋滑模自適應觀測器的改進型控制算法。利用快速超螺旋滑模代替傳統的PI自適應環節，提高了系統魯棒性；考慮負載轉矩對系統產生的影響，將負載轉矩和轉速作為狀態變量，選取轉速實際值與觀測值誤差作為滑模面，設計負載轉矩滑模觀測器，將實時辨識的負載轉矩引入到電流環，對參考轉矩進行前饋補償，提高了系統的抗負載擾動能力。以表貼式永磁同步電機為控制對象進行仿真和實驗。結果表明：相比于傳統的模型參考自適應控制，改進型快速超螺旋滑模觀測器控制具有更好的動態性能和魯棒性。
針對相繞組為基本單元的永磁同步電機定子繞組短路故障數學模型，存在故障空間位置影響無法計及、不同短路故障需要重新建模，且無法研究健康狀態時線圈對電機性能的貢獻等問題，河南理工大學電氣工程與自動化學院、河南理工大學應急管理學院、鄭州大學電氣工程學院、海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室工作人員提出一種基于線圈子單元的永磁同步電機健康與定子繞組短路故障數學模型（APM），可以為永磁同步電機的設計、故障診斷和容錯控制提供依據。
?https://www.toutiao.com/article/7256589478750356003/?log_from=567a3d6585dca_1689845856689
05.永磁同步電機改進積分型時變滑?？刂?/strong>
本文針對永磁同步電機的積分滑?？刂七M行研究，首先提出了積分滑?？刂圃谶\行中遭遇未知干擾后易產生轉速超調的問題，然后通過定義自調節的積分初值來消除運行過程中因積分累積所產生的超調。其次為了提高滑?？刂迫蛛A段的收斂性，本文提出基于預測在線尋優的時變滑?？刂?，通過預測控制變量來選出當前時刻的最優滑模面，使得狀態變量可以更快收斂到滑模面。最后建立擴張狀態觀測器來觀測系統的未知干擾，對控制器進行補償，并且通過仿真和實驗，驗證了本文所提出方法的有效性。
06.基于MRAS永磁同步電機無速度傳感器的改進控制策略
為了優化永磁同步電機無速度傳感器的控制策略，對模型參考自適應永磁同步電機控制算法進行了改進。設計了基于同步旋轉坐標系下的定子磁鏈狀態方程模型參考自適應的修正補償，改善了可調模型的可控性，轉速抖動小，收斂速度快；理論驗證和仿真結果表明，改進后的控制策略對電機實際參數的依賴性低，適用于參數可發生變化的實際工況，提高了永磁同步電機矢量控制的魯棒性以及系統穩定性。
08.基于參數賦值指令來減少CNC參數調用“事故”的方法
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