永磁直線同步電機關鍵技術的研究.pdf

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

2、電磁場有限元模型。在此基礎上,定量分析了不同齒槽結構下的齒槽力波動,研究了消除齒槽力波動的方法,驗證了采用近槽極(數(shù))配合的分數(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)絡引入到PMLSM的齒槽結構參數(shù)中進行預估。建立了基于改進算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(BPNN)和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(RBFN)的齒槽結構參數(shù)預估器。以有限元的模擬結果作為樣本,進行了仿真訓練,并對兩種預估器的輸出結果進行了對比。結果表明,基于智能神經(jīng)網(wǎng)絡的

3、齒槽結構參數(shù)預估器具有良好的精度和效率?；赗BFN的預估器效率更高,精度更好。齒槽結構預估器能對PMLSM的結構設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,通過設定q＜1分數(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結構和運行特點的基礎上,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上,通過對樣機三相電流和電壓的檢測,實驗

5、構建了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上得到應用。
　　 最后,設計了PMLSM直接驅動的應用控制界面,該界面操作簡單,使用方便。并對PMLSM驅動裝置的定位精度和重復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。實驗結果表明,PMLSM具有較高