永磁同步电梯（精选10篇）
永磁同步电梯 篇1
0前言
自从世界上诞生了直流电系统,在很长一段时间内,大多数电梯的运行方式都是通过直流电系统实现的。直流电系统的调速范围很广,在进行控制和操作的时候,也非常简便,易于控制。但是,它也存在着重量达、体积大、耗能大等缺点,同时结构十分复杂、造价较高、可靠性也比较差。随着电子技术、电力技术、永磁技术的发展,电梯控制技术正在逐渐朝着更平稳、平层精度更高、能耗更低、机房面积更小等方面发展。
1 永磁同步电机的结构和类别
永磁同步电机在组成机构方面与三相异步电机十分的相似,其铁心都是由硅钢冲片相互叠加而形成的,其三项对称绕组是设置与铁心槽当中,其它部分还有固定贴心的机壳、端盖等一些辅助部分。按照转子结构的区别,永磁同步电机主要可分为表面式永磁电机和内埋式永磁电机。其中表面式永磁电机又分为突出式和插入式两种。
对于相对回复磁导率来说,在永磁同步电机当中,其所采用的永磁材料是趋近于1的。所以,在电磁性能方面,表面凸出式转子,实际上是隐极转子。还有表面插入式转子,它的导磁率由于两个永磁磁极之间所使用的铁磁材料比较大,这就是凸极转子。表面是永磁同步电机,其磁路的分部在定子和转子之间,是比较均匀的。与转子的位置并无太大关系。而在内埋式永磁同步电机当中,磁路分部在此之间就不均匀,受到转子的影响。
从结构来说,表面是同步永磁电机很简单,较小直径的转子,转动惯量低。而磁路气隙较大,当在转轴粘上永磁体,可获得低电感、改善电机性能。所以,当前大多数的永磁同步电机采用的都是这种转子。内埋式永磁同步电机则不同,它的永磁体是在铁心之内,生产较为复杂。
在永磁同步电机当中,不同的转自磁钢形状不同,所以在空间分布当中,会由正弦波和梯形波。所以,转子在运转过程中,反映在定子的反电动势也是正弦波和余弦波两种方式。这就造成了两种不同的永磁电机的原理、模型和控制方式。为了对其进行区别,人们将产生正弦波磁场的永磁同步电机称为正弦型永磁同步电机,而产生梯形波磁场的永磁同步电机就是梯形波形永磁同步电机。
正弦电机的转自磁钢是抛物线形,正弦型的磁通密度在气隙当中。以短距分布绕组作为电枢绕组,能够有效的消除谐波磁动势。提醒电机则不相同,它与直流电机更为接近,也叫做无刷直流电机。转子钢圈在这种点击之中呈现弧形,电子和转子在磁极下气隙较为均匀,梯形的磁通密度,整距集中式绕组的电枢组。
2 无速度传感器矢量控制技术
2.1 传统传感器的弊端
在控制永磁同步电机的的系统当中,转子轴上要安装机械师传感器。以此来对电机的位置和速度进行测量。在传统的应用当中,采用的都是测速发电机或者是编码器。这些设备提供的转自信号虽然能够为电机运行提供支持,不多,他们对调速系统也存在着一些不良的影响。
首先,电机的转子轴上加装了机械传感器之后,使得其大大增加了转动惯量,也导致了电机增加了体积和尺寸。在安装机械传感器的时候,也要在电机和控制系统之间安装新的接口和连接线路,这样将可能会对控制系统造成不良的影响和干扰,使得调速系统不具备巨构的安全性和稳定性。其次,由于机械传感器在运行过程中容易受到温度、适度、震动等外界条件因素的影响,因此其适用范围受到很大的限制,使得调速系统在某些场合当中不能得到广泛的应用。最后,调速系统的成本由于机械传感器和它的一些辅助电路的增加而缠上了更大的成本,一些比较高端的精密传感器,其价格甚至比电机本身还要高。
2.2 无速度传感器
由于传统的机械传感器本身存在的缺陷以及其给调速系统带来的不便之处,相关领域内加大了对无速度传感器的开发和应用力度。无速度传感器控制技术指的是对限次信号在点击绕组中进行应用,利用一定的手段,估计转子的位置和速度,这样就能够代替传统的机械传感器,对电机进行控制。准确的估算转子的位置和速度是无速度传感器技术的主要内容与核心手段,由合适的估算方式与科学的控制手段共同决定了控制系统的性能。
在我国当前的实际应用领域,所采取的对于永磁同步电机转子速度和位置的估算方法有很多种,例如估算方法基于观测器的基础当中、估算方法基于定子三次谐波相电压、定子端电压和电流直接估算法、模型参考自适应估算法、反电动势法、扩展卡尔曼滤波法、以及人工智能理论估算等方法。针对于不同类型的永磁同步电机,应当有针对性的选择不同的估算手段,才能取得更为理想的效果。
在应用了无速度传感器控制技术之后,能够对速度闭环进行高性能、高质量的控制,也减少了速度传感器的安装给控制系统造成的不良影响,有利于保证永磁同步调速电梯的可靠性和稳定性。
3 总结
永磁同步调速电梯在我国电梯领域当中占有十分重要的位置。它对于方便人们的生活和工作、促进社会的发展具有重要的意义。而无速度控制器又是其中的重点内容。无速度控制器的应用,可以大大提高永磁同步调速电梯的性能,增加其稳定性和可靠性。随着技术的不断发展,永磁同步调速电梯无速度传感器控制必将发展的越来越完善,更好的为社会服务。
摘要：由于社会发展速度的加快,建筑物的高度不断增加,人们对于电梯的依赖越来越大。电梯运行的安全性和稳定性则主要由曳引机的性能及其控制模式所决定。随着科技的发展,永磁同步电机由于其各种优点,逐渐成为电梯拖动系统的主流。而速度传感器的存在使得其在进行安装和维护等方面存在着很多困难,也增加了成本。因此,在永磁同步调速电梯当中,无速度传感器控制已经成为了其中一项重要的研究内容。
关键词：永磁同步电机,无速度传感器控制,研究内容
永磁同步电机控制策略 篇2
永磁同步电机的材料组成是交流电机，应用激磁磁极转子这种高性能永磁材料，因此，其控制系统与普通同步电机不同，并且，电机的机械结构也不相同。因此，永磁同步电机的气隙磁密较高，而且，具有较小的转矩脉动，但转矩/惯量比较大，所以，与普通电机相比效率极高。因上述诸多优点，永磁同步电机应用范围逐渐扩大，应用领域包括高性能机床进给控制、位置控制和机器人等。为了能够更好的使永磁同步电机发挥出作用，就需要对永磁同步电机有一定的了解，并对其控制策略进行探讨。
永磁同步电机原理
永磁同步电机原理是，三相电流通入在电动机的定子绕组，使旋转磁场形成于電动机定子绕组中，因为转子上安装了永磁体，而永磁体的具有固定的磁极，磁极同性相吸异性相斥，因此，定子中的旋转磁场会影响转子，带动其进行旋转，最终，转子会和定子中产生的旋转磁极具有相同的旋转速度，所以，永磁同步电机启动过程可以看做是异步启动阶段和牵入同步阶段共同组成的。
永磁同步电机结构
永磁同步电机的组成是由转子、端盖和定子等部件。通常来说，永磁同步电机与普通感应电机结构十分相似是其最大的特点，而与其他电机的区别则在于其转子结构具有独特性。因为，永磁同步电机的转子上有质量较高的永磁体刺激。根据永磁安放位置的不同，可以将永磁同步电机分为内嵌式、面贴式和插入式三大类，具体如图1所以。
永磁同步电机控制策略
恒压频比控制。恒压频比控制是通过开关控制使电机运转维持一定的转速，简单来说，就是按照系统给定，通过空间矢量脉宽调制转化成理想的输出。恒压频比控制应用的依据是对电机稳态进行模拟，得到的是不理想的动态控制系统性能。因此，如果想获得动态性能较高，就需要数学模拟电机动态。永磁同步电机的动态数学模型较为复杂，是非线性、多变量的，其中包括角速度和电力的乘积项，因此，必须采用对角速度和电流解耦的方式才能够使控制性能更加精准。最近几年，为了能够更好的解决永磁同步电机非线性特定这一问题，已经对各种非线性控制器进行了研究。
矢量控制方案。F.Blaschke是德国西门子公司，该公司于1971年首次提出矢量控制原理，自提出起便被广泛关注，并且，对其理论和应用等方便都展开了较为深入的研究。简单来说，矢量控制就是利用普通的三相交流电机，对直流电机转矩的控制规律进行模拟，也就是说，把三相交流电机的定子电流进行分解，得出励磁电流和转矩电流的分量，并在磁场定向坐标上垂直的对励磁电流分量和转矩电流分量进行标记，使其独立后，分别的对其进行调节。通过这样的方式就使得交流电机与直流电机在转矩控制原理和特性上基本一致。而在进行矢量控制时，需要格外注意的就是定子电流幅值和空间位置的控制。矢量控制是以改善转矩控制性能为目的，以定子电流控制为最终的实施方式。因为，定子测的物理量均为交流量，所以，空间矢量在空间旋转是同步转速，这样十分不便于调节、控制和计算。所以，此时坐标变换十分有必要，这样能够将各物理量由静止转换到同步旋转坐标系。该准则是产生同样的旋转电动势，三相静止坐标系将交流电iA、1B和ic进行3/2变换以及d B/dp变换，便能够等效成同步旋转坐标系下的直流电1d、iq，观察者如果和旋转坐标系旋转速度相同，那么，就能够看到直流电机。
矢量控制方案也存在一定的不足，因为，矢量控制方案针对交流伺服电机控制较为有效，但由于需要矢量旋转变换，所以该方式较为复杂，而且，与电磁常数相比，电机的机械常数较慢，质量控制的中转矩相应速度不够。
直接转矩控制。直接转矩控制是由上世纪80年代德国学者Depenbrock提出，其优点是结构简单、转矩相应快等，更好的解决矢量控制中存在的问题。直接转矩控制采取定子磁链定向的方式，因此，不需要解耦控制和电流反馈，而是，通过离散的两点式控制对电机定子磁链和转矩进行调节。通过直接转矩控制可以使磁链和转矩双闭环控制得到实现。当电机的磁链和转矩值获得之后，便能够对永磁同步电机进行直接转矩控制。图2为永磁同步电机直接控制方案结构图，其组成是永磁同步电机、逆变器、转矩估算、磁链估算和电压矢量切换开关表等环节，其中的uD、uQ，iD、iQ是静止DQ坐标系下电压、电流分量。
永磁同步电梯 篇3
永磁同步无齿电梯曳引机具有功率密度高、响应速度快、节能效果好等优点, 因此在电梯系统中的应用越来越广泛, 并将逐步取代交流异步曳引机。而永磁同步电梯系统的性能取决于变频驱动是否能控制好同步曳引机并充分发挥同步曳引机的优势。
永磁同步电机通常采用基于转子磁极定向的矢量控制方法[1,2,3], 但其在电梯系统中很难达到期望的控制效果。这主要是因为电梯系统存在2个控制难点:一是启动突加负载扰动抑制效果, 在抱闸释放瞬间是否有倒溜、抖动现象;二是运行过程中速度跟踪效果, 运行过程中能否快速、无稳态误差跟踪斜坡输入和抛物线输入 (在S曲线速度给定中含有斜坡段和抛物线段) 。
为了改善永磁同步电机的抗负载扰动性能和速度跟踪性能, 国内外一些文献对此做了深入的研究。文献[4-5]采用二自由度PID控制器来独立设计抗负载扰动性能和速度跟踪性能, 但选用的二自由度模式设计复杂, 参数不便整定。文献[6]采用带多对象观测器的PID控制方法, 以PID控制器来调节跟踪特性, 以观测误差补偿方法来抑制扰动;文献[7]采用负载转矩观测器的模糊滑模控制方法, 将负载转矩观测结果加入到前馈控制器中。这两类方法实现起来都比较复杂, 而且观测器延时较大, 对启动突加负载扰动抑制效果有限。文献[8]提出了基于位置编码器测量的启动转矩补偿方法, 通过检测启动瞬间负载微动方向分步补偿转矩, 该方法响应速度快, 但是要求编码器检测精度很高。
本文在文献[4-5]的基础上, 针对永磁同步电梯控制系统, 提出了一种二自由度、三控制器的速度控制算法, 并且控制器参数可以根据曳引机与电梯参数进行自动匹配。Matlab仿真与实际电梯实验结果验证了该控制算法的有效性。
2 永磁同步曳引机矢量控制
2.1 永磁同步曳引机矢量控制原理
永磁同步曳引机基于转子磁链定向的id*=0矢量控制基本结构如图1所示, 将其等效为直流电机控制。控制器通过采样驱动输出电流的ia, ib, 经过Clarke变换得到静止坐标系下iα, iβ, 再经过Park变换得到旋转坐标系下id, iq;通过编码器测得曳引机转速, 速度PI控制器根据速度偏差输出转矩电流iq*;通过2个电流环PI控制器输出ud*, uq*, 经过Park逆变换产生静止坐标系下uα*, uβ*, 由SVPWM模块产生驱动波形控制电压源型逆变装置。Park变换与Park逆变换所需的解耦角度θe为编码器测量的角度增量Dθ叠加上转子磁极初始角度θ0。
2.2 永磁同步曳引机电流控制
永磁同步曳引机经过矢量变化后, 等效电路方程表达式为[1]
式中:ud, uq分别为直轴电压、交轴电压;Rs为电枢绕组相电阻;ωe为转子角速度;为永磁体产生的磁链;Ld为直轴电感;Lq为交轴电感;id为d轴电流;iq为q轴电流。
根据式 (1) ~式 (4) 可得电流环的控制结构图如图2所示[2]。TPWM, Tsample分别为PWM控制延迟时间和电流检测采样延迟时间。按照文献[2]电流环设计方法可得电流环闭环传递函数为
其中Tåi=TPWM+Tsample
2.3 永磁同步曳引机速度控制
永磁同步电机在id*=0矢量控制方式下满足
式中:Te为电磁转矩;p为极对数;Ψ̂f为转子磁场。那么永磁同步曳引机工作在额定状态下时, 有
式中:TN, IN分别为额定转矩、额定电流 (有效值) 。
电梯负载关系满足:
式中:TL为负载转矩;m为负载质量;g为重力加速度, g=9.8 m/s2;v (t) 为轿厢速度;D为绳槽节径;ratio为曳引比 (悬挂比) ;φ (t) 为补偿链、摩擦、空气阻力等引起的负载转矩。
电梯运行的动力学方程为
式中:B为粘滞系数 (一般可忽略) ;J为曳引机转动惯量;ωr为角速度。
轿厢速度v (t) 满足:
由式 (7) ~式 (10) 得到:
其中
设轿厢速度给定为R (s) , 轿厢实际速度为V (s) , 负载扰动为D (s) , 则速度控制结构如图3所示。其中为速度控制器, Tt为转矩滤波时间, Td为速度检测滤波时间。
3 永磁同步曳引机二自由度控制
3.1 二自由度PID控制原理
二自由度三控制器的永磁同步曳引机控制结构如图4所示, Cj (s) (j=123) 为3个控制器, N (s) 为检测通道干扰。
系统的开环传递函数为
负载扰动D (s) 到梯速输出V (s) 的传递函数为
速度给定R (s) 到梯速输出V (s) 的传递函数为
检测干扰N (s) 到梯速输出V (s) 的传递函数为
即有:
只要GVD (s) 确定, GVN (s) 就确定, 即系统为二自由度控制系统, 根据抗负载扰动性能和跟踪性能分别设计[C1 (s) +C2 (s) ], [C1 (s) +C3 (s) ]2个自由度。
3.2 永磁同步曳引机二自由度控制设计
在二自由度三控制器的永磁同步曳引机控制中, 先根据抗负载扰动要求设计[C1 (s) +C2 (s) ], 再根据速度跟踪要求设计[C1 (s) +C3 (s) ], 最后按主次控制器要求与计算复杂度特性确定C1 (s) , C2 (s) , C3 (s) 。
为保证主控制器C1 (s) 与单自由度控制的一致性, 取C1 (s) = (α1s+β1) /s;为使系统稳定, C2 (s) , C3 (s) 不能含有积分环节, 取C2 (s) =α2+γ2s, C3 (s) =α3+γ3s。
电梯抗负载扰动性能要求在阶跃负载扰动下, GVD (s) 的阶跃响应稳态值为零 (表示最终能消除负载扰动影响) , 同时位移应该足够小并且没有振荡 (最好临界阻尼) 。设:
可对扰动响应函数式 (17) 降阶处理为
由可知系统能够最终消除负载扰动影响, 而最终偏移位移为
为使S (t) 为临界阻尼, 则有:
由式 (21) 得:
电梯速度跟踪性能要求GVR (s) 能够快速、无稳态误差跟踪斜坡输入和抛物线输入, 即
代入式 (18) 得
为保证主控制器C1 (s) 与单自由度控制的一致性, 取, 至此3个控制器均已求得。
4 仿真与实验验证
本文以11.7 k W永磁同步电梯曳引机为例, 其参数为:额定电流26.5 A, 额定频率28 Hz, 额定转速168 r/min, 额定转矩667 N·m, 转动惯量4kg·m2, 额定载重1 000 kg, 梯速1.75 m/s, 相电阻1.2Ω, 电感18 m H, 功率11.7 k W, 曳引比2∶1, 绳槽节径400 mm, 极对数20, 曳引比2∶1。取负载为额定载重的50%, 那么有
在本电梯控制系统实验中, 取。若取λ=5, 则单自由度控制器为
二自由度中
代入原系统进行仿真, 单自由度和二自由度下的对比结果如图5~图9所示。
图5是单自由度和二自由度两种设计下的系统开环Bode图。可以看出, 二自由度控制的频带比单自由度控制的频带更宽, 相位裕度更大, 即系统响应速度快且更稳定。
图6、图7分别是单自由度和二自由度两种设计下的系统在零参考输入阶跃负载扰动 (负载等效电流为1 A) 时的速度与位移响应曲线。可以看出, 二自由度控制比单自由度控制速度响应幅值小得多, 最终位移也更小, 即系统获得更好的启动突加负载抑制效果。
图8、图9分别是单自由度和二自由度两种设计下的系统在速度给定阶跃输入、抛物线输入时的速度跟踪响应曲线。可以看出, 二自由度控制比单自由度控制阶跃响应速度更快, 同时超调更小;同时, 二自由度控制可以很好地跟踪抛物线给定 (几乎重合) , 而单自由度存在稳态跟踪误差。以上仿真结果充分验证了二自由度控制的优势。
上述控制参数在实际电梯上进行测试, 在电梯空载时 (对控制系统而言相当于额定负载转矩) , 单自由度控制时的倒溜距离约为2 cm, 而二自由度控制时倒溜距离小于5 mm (几乎感觉不出) 。实验结果也验证了二自由度控制的有效性。
5 结论
基于二自由度三控制器的矢量控制方法, 有效改善了永磁同步电梯系统的控制性能, 达到了抑制启动突加负载扰动和快速无稳态误差跟踪斜坡与抛物线输入的控制目标, 并在仿真与实验结果中得到了验证。同时, 控制器的设计结果可以方便地适配各种参数的曳引机参数与电梯载重, 可在控制系统自动计算控制器参数, 大大提高了电梯控制系统调试的便捷性。
参考文献
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永磁同步电梯 篇4
关键词：永磁同步发电机；空间矢量脉宽调制；调制比；载波比；谐波损耗
中图分类号：TM315 文献标识码：A
文章编号：1674-2974（2016）10-0087-07
Abstract：Permanent magnet synchronous generator is directly connected with PWM converter in the wind power system based on direct-driven permanent magnet synchronous generator， which results in the increase of the stator losses of the permanent magnet synchronous generator， and even leads to the irreversible demagnetization of permanent magnet materials. To solve this problem， this paper analyzed the influence of amplitude modulation radio and frequency modulation radio on eddy current losses and stator losses of permanent magnet synchronous generator under SVPWM modulation. Finally， this paper compared the results of AnSoft simulation and Fourier analysis with the results obtained from the calculation models of this paper， which verifies the correctness of the calculation model proposed. The calculation models presented have reference value for setting proper amplitude modulation radio and frequency modulation radio under SVPWM modulation. This can ensure the safe operation of the permanent magnet synchronous generator.
Key words：PMSG； SVPWM； amplitude modulation radio； frequency modulation radio； harmonic losses
永磁同步发电机具有效率高、维护方便、控制性能优越等优点[1-2].因此，直驱式永磁同步发电技术逐渐成为余热发电、测量传动等领域研究的焦点并得到广泛应用.
但对于直驱式永磁同步风力发电系统而言，永磁发电机与PWM变流器直接相连，使永磁同步发电机谐波含量增大，引起永磁同步发电机发热，甚至会导致永磁材料不可逆去磁[3-4].因此对永磁同步发电机损耗的研究变得越来越重要.
文献[5]分析了电机控制策略对电机损耗的影响，并提出矢量控制可以减小电机的损耗.文献[6-7]在此基础上，对基于id=0矢量控制下永磁电机的损耗进行了分析，提出id=0控制中id值与永磁电机的损耗大小之间的关系.文献[8]同时兼顾矢量控制和电机损耗，对基于id=0矢量控制下永磁电机运行不同工况下的各区域损耗进行有限元分析.上述文献具有较强的工程实用性，但文献均没有考虑矢量控制中调制参数对永磁同步发电机损耗的影响.
PWM调制会在电机中产生较大的谐波电流，从而使得电机定子磁动势中的时间谐波增大，产生很多相对于定子以不同速度旋转的谐波磁场，导致定子铁心损耗增加.因此，对SVPWM调制下谐波分析是必要的.本文在上述文献的研究基础上，分析了基于矢量控制的SVPWM调制策略下，调制比与载波频率对永磁同步发电机各区域损耗的影响，并应用AnSoft联合仿真对SVPWM调制策略下调制比与载波频率对永磁同步发电机谐波损耗影响的规律进行了研究.最后搭建了实验平台，将实验结果与 AnSoft联合仿真进行有限元数值计算的结果进行了对比，验证了本文仿真结论的正确性.
2 永磁同步发电机谐波分析计算模型
2.1 永磁同步发电机谐波铜耗计算模型
电机运行时，定子绕组趋肤效应使导线的有效截面积减小，从而导致导线的等效电阻增加，特别是在高频情况下，导线的电阻会随着频率的增加而显著增加[10-11].基于矢量控制的SVPWM调制策略下，永磁同步电机谐波频率较高，为准确计算铜耗，趋肤效应还应考虑不同频率下的电阻增加系数.因此，永磁同步发电机谐波铜耗为[12]：
3 SVPWM调制下发电机损耗分析
3.1 仿真参数及AnSoft有限元模型
本文分析的永磁电机参数如表1所示，由于电机磁场呈周期性变换，为了研究SVPWM调制下设置不同调制比与载波频率时，永磁同步电机损耗变化规律及所占比例，本文采用有限元分析软件建立电机的1/8模型进行分析，模型如图3所示.
为了研究SVPWM调制下设置不同调制比与载波频率时，永磁同步电机定子铁心各区域损耗的变化规律，本文对电机铁心进行区域划分，将其分为齿顶、齿身、齿根、齿轭4部分，其模型如图4所示.
设置不同调制比与载波频率时永磁同步电机铁耗分布云图如图5所示.
根据上述仿真参数及模型，分别计算f=5 kHz，M=0.6，0.7，0.8，0.9及M=0.85，f=3 kHz，4 kHz，5 kHz几种情况下永磁同步发电机定子电流，铁耗、铜耗及转子铁心损耗与涡流损耗，并研究了损耗随调制比与载波频率的变化规律.
3.2 调制比对谐波损耗的影响
直驱式永磁风力发电系统中，为保证机侧整流器采用SVPWM调制时处于线性可调制状态，则机组直流母线电压Edc与发电机线电压幅值Ug之间必须满足以下关系[13]
保持载波频率f=5 kHz不变，M=0.6，0.7，0.8，0.9不同情况下，发电机定子电流及FFT电流畸变率分析结果如图6所示.
对比图6（a）～（d）， 根据定子电流波形及损耗随M=0.6，0.7，0.8，0.9变化的规律可以看出，随着调制比的增大，发电机定子电流的幅值逐渐减小，发电机定子电流畸变率也略有减小.但调制比变化主要影响发电机定子电流的幅值，而对电流的畸变率的影响很小.
保持载波频率f=5 kHz不变，分别设定不同的调制比M=0.6，0.7，0.8，0.9，利用AnSoft计算发电机损耗的结果如表2所示.
综合图6与表2可知，当载波频率一定时，随着调制比的增大，由于发电机定子电流的幅值及畸变率均减小，因此， 当载波频率一定时，随着调制比的增大发电机的定子、铜耗、转子损耗也减小.
由图7所示不同调制比下损耗分布的情况可知，发电机铜耗占发电机额定功率的比重最大，为1.5%左右.而综合图6与表7可知，由于调制比变化主要影响发电机定子电流的幅值，而对电流的畸变率的影响很小.因此，图7中调制参数M每增大0.1对铜耗的变化最大.
3.3 载波频率对谐波损耗的影响
保持载波频率M=0.85不变，在f=3 kHz ，4 kHz，5 kHz不同情况下，分析了发电机定子电流及FFT电流畸变率，其分析结果如图8所示.
对比图8（a）～（c）可知，随着载波频率的增大，发电机定子电流畸变率增大，相比图6，载波频率变化对发电机定子电流的幅值没有影响.
保持调制比M=0.85不变，分别选取载波频率f=3 kHz ，4 kHz ，5 kHz，针对不同的f取值，计算电机各部分的损耗，其结果如表3与图9所示.
综合表3与图9可知，当调制比一定时，随着载波频率的增大，发电机的定子铁耗、铜耗、转子损耗均减小.对比f=3 kHz，kHz，5 kHz不同载波频率下损耗的大小可以看出，发电机铜耗占发电机额定功率的比重最大，为1.4%左右.但由于载波频率主要影响定子电流的畸变率，因此载波频率对定子铁心损耗与转子损耗的影响最大，对铜耗的影响最小.
4 结 论
本文应用AnSoft联合仿真进行有限元数值分析研究了基于矢量控制的SVPWM调制策略下，调制比与载波频率对永磁同步发电机各区域损耗的影响.结果表明，调制比与载波频率增大，永磁同步发电机的铁耗、铜耗及转子损耗均减小.当载波频率一定时，调制比每增大0.1对发电机铜耗的影响最大；而调制比一定时，载波频率每增加1 kHz，对发电机铁耗及转子损耗的影响最大.本文的研究结果为SVPWM调制策略下设定合理的调制比与载波频率以保障永磁同步发电机的安全提供了参考.
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永磁同步电梯 篇5
无齿永磁同步曳引机为外转子结构,主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。自二十世纪九十年代诞生并在电梯上得到初步运用,因其节省能源、体积小、运行平稳、免维护等优点,市场推广速度非常迅猛,至今已经成为电梯曳引机市场的主流产品,仅在沈阳一地,从2006年起其在新装电梯曳引机中所占比例就超过了50%,并有不断扩大的趋势。因此在对电梯的监督检验和定期检验时,如何对永磁同步曳引机及其相关电梯配件的使用状态进行正确判定已成为一个必须面对的问题。
1 永磁同步曳引机曳引力问题
众所周知,在曳引轮槽中能产生的最大有效曳引力是钢丝绳与轮槽之间摩擦系数和钢丝绳绕过曳引轮包角的函数。按照GB7588-2003附录M的要求。
曳引条件须用下面的公式:用于轿厢装载和紧急制动工况;用于轿厢滞留工况(对重压在缓冲器上,曳引机向上方向旋转)。式中:e为自然对数的底;α为钢丝绳在绳轮上的包角;T1,T2为曳引轮两侧曳引绳中的拉力。f为当量摩擦系数;
由此看来,曳引系数efα限定了T1/T2的比值,efα越大,则表明了T1/T2允许值和T1-T2允许值越大,也就表明电梯曳引能力越大。因此,一台电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引能力。而曳引力又与下述几个因素有关:(1)轿厢与对重的重量平衡系数。(2)曳引轮绳槽形状与曳引轮材料当量摩擦系数。(3)曳引绳在曳引轮上的包角。由于电梯采用永磁同步曳引机初期行业动力是减小曳引机体积和电动机功率,使无机房或小机房电梯成为可能,故永磁同步曳引机省去了齿轮减速机构,电机轴直接驱动曳引轮,电机的转矩就等于曳引机的转矩,因此,输出扭矩低,只能采用小直径曳引轮,这种设计看似既满足用户减少机房或井道空间要求,又使永磁同步曳引机生产厂家达到降低成本的目的。但依照GB7588-2003中9.2.1项要求:“不论钢丝绳的股数多少,曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40。”曳引轮直径的减少必然导致曳引钢丝绳直径减小,而曳引钢丝绳直径减小,钢丝绳与曳引轮槽的接触面积也就相应减小,从而使钢丝绳与曳引轮槽间产生的摩擦力减小,无法满足曳引力要求。为防止曳引力不足的问题,永磁同步曳引机生产厂家一般采用V型槽+复绕大包角+增加钢丝绳根数+减小平衡系数的方式加以解决。但由于许多永磁同步曳引机生产厂家与电梯最终用户间并不存在沟通联系,导致一些不负责的电梯整机生产企业和安装维修单位,对永磁同步曳引机的包角大小、钢丝绳根数进行随意调整,以满足特殊井道或旧梯曳引机更换的需要。使实际曳引力不足,极端工况下不能带动钢丝绳升降的问题日益突出,GB7588-2003中9.3(A)“轿厢装载125%,8.2.1或8.2.2规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。”是不足已代表各类极端工况的。而《电梯监督检验规程(2002)》也仅在8.3.4项中要求对轿厢面积过大的电梯做曳引静载检查。对于符合载重量与轿厢面积规定的电梯并无任何要求。对此笔者建议国家在新推出的《电梯监督检验规程》中能对采用永磁同步曳引机电梯的曳引力有相关的现场检测标准和实验方法。
2 永磁同步曳引机曳引钢丝绳寿命问题.
永磁同步曳引机如上述所讲,曳引轮直径都被设计得很小,又大多采用V型槽增大摩擦系数,这都使永磁同步曳引机生产厂家通过采用表面硬度更高的曳引轮材质的方法来保证产品质量。但这些变化却对曳引钢丝绳的质量提出了更高的要求。曳引轮直径减小和GB7588-2003中9.2.1项要求:“钢丝绳的公称直径不小于8mm”,使曳引钢丝绳弯曲达到能承受的极限。(很多永磁同步曳引机生产厂家绳径比是采用40倍的“擦边”设计),V型槽和高硬度的曳引轮材质使钢丝绳表层钢丝的相对强度降低。这些都导致钢丝绳磨损加大.而现场安装中,采用2:1绕绳比需要钢丝绳绕过更多的轮子,因装配不当造成绳轮与曳引轮过大的偏角,因放绳不当造成钢丝绳被扭曲而产生的内应力,因调整不当造成多根钢丝绳张力差过大引起的不均衡摩损都使钢丝绳寿命急剧下降.考虑到目前配备永磁同步曳引机的电梯因体积小、功率小的优点被房地产市场广泛接受,这些电梯进入正常运行阶段后,因钢丝绳寿命短而导致的频繁换绳,无论对房产业主还是检验检测单位,在经济上或精力上都是一笔不小的支出(根据《特种设备安全监察条例》和《电梯监督检验规程》要求,更换曳引钢丝绳属监督检验),因此笔者建议国家有关部门对GB8903-1988《电梯用钢丝绳》的相关内容作出修改以适应电梯曳引机的不断发展,并通过《电梯监督检验规程》得以具体体现。从而真正达到降低故障提高安全的目的。
3 永磁同步曳引机制动器的响应时间问题
由于永磁同步曳引机不存在齿轮减速机构,使得曳引机在电动机失电后制动器产生制动力矩前的时间段内,轿厢与对重间存在的不平衡力矩及由此造成的加速度无法像老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机那样通过蜗轮蜗杆自锁或齿轮啮合消耗能量和增大转动惯量,从而降低加速度,减缓制动力矩和时间,而必须对曳引轮轴瞬间直接施加制动力矩。这就导致了对永磁同步曳引机曳引轮轴施加的制动力矩要远大于老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机对曳引轮轴施加的制动力矩。小部分厂家对此的解决方案是采用盘式制动器,这类制动器的响应时间较短,一旦失电就可以通过内部的多个摩擦面立即达到额定制动力矩,但绝大部分厂家却仍采用与老式蜗轮蜗杆曳引机相同的鼓式制动器,这类制动器失电后至达到额定制动力矩前,响应时间和制动过程要较前者漫长得多。而这一时间段内也恰好是轿厢与对重间存在不平衡力矩造成的加速度使电梯不受控速度成几何级增长之时。因此对永磁同步曳引机制动器的响应时间,理应存在国家标准的相关指标和电梯检验规程的相关检验项目。但遗憾的是无论GB/T13435-1992《电梯曳引机》5.3.5条“制动器开启迟后时间不超过0.8S”,还是《电梯监督检验规程(2002)》2.8.2项的检验方法“松闸时应同步离开,其四角处间隙平均值两侧各不大于0.7mm”。对永磁同步曳引机要么不适用,要么反而有误导检验员的嫌疑。修订GB/T13435-1992《电梯曳引机》和《电梯监督检验规程(2002)》使之适用于采用永磁同步曳引机的无机房和小机房电梯以成为一个刻不容缓的任务。
4 永磁同步曳引机上行超速保护的有效性问题
目前市场上销售的永磁同步曳引机,除双制动器设计外,均未采用蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机附加的专用上行超速保护装置(双向限速器—安全钳或夹绳器)。对此永磁同步曳引机生产厂家的解释是:(1)抱闸直接作用于曳引轮。(2)制动器双路独立控制,符合存在“冗余度”的要求。(3)永磁同步曳引机设置专用封星接触器,在曳引机超速的时候切断变频器至曳引机间的回路,将永磁同步曳引机三相短接。利用永磁同步曳引机在超速时的发电原理,在永磁同步电机内部产生反向制动磁场。但笔者的看法是对于制动器是双路独立控制而言,只能降低因两组机械部件同时失效而造成事故的概率,一旦制动器同时失效,上行超速保护亦即失效,否则现在生产的蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机也同样采用制动器双路独立控制,又何必附加的专用上行超速保护装置画蛇添足。对于专用封星接触器而言,电梯空载上行时,如制动器失效,由于加速度骤增,速度会在瞬间达到很高,产生极大的发电电流。如果专用封星接触器容量不足以承受如此大的尖峰电流,触点会烧蚀断开,无法起到短接U、V、W三相电流的制动作用,导致上行超速保护失效。故而从总体来说,永磁同步曳引机上行超速保护更多是依赖机-电式制动而非机-机式制动,对旋转编码器的准确性、分辨率、抗干扰性,接触器的容量、绝缘性都有着极高的要求。而部分永磁同步曳引机生产厂家的产品显然无法完全满足这些条件,由于新的《电梯监督检验规程》一直没有正式颁布执行,全国各个检验单位对永磁同步曳引机上行超速保护所采用的机-电式制动是否合理均有着自己的理解,始终无法统一,因此如何界定,界定的依据是什么,实在是急需解决的问题。
当然,尽管笔者提出了涉及永磁同步曳引机标准及检验的有争议问题,但却绝非是否认其技术本身。事实上永磁同步曳引机代表着曳引机新的技术和发展潮流,随着国家节能环保力度的加大,相关标准的不断完善,生产工艺和技术水平的不断提高,永磁同步曳引机必将得到了更加广泛的应用。在中高速电梯市场逐步取代传统蜗轮蜗杆曳引机也必将成为不可逆转的大势所趋。
摘要：本文从机械特性和电器特性两个方面对无齿永磁同步曳引机在实际应用中存在的种种问题进行了分析,并对与此相关的检验内容提出了自己的看法。
永磁同步电梯 篇6
关键词：交叉耦合控制,李雅普诺夫稳定性理论,同步协调控制,永磁同步电动机
一、引言
永磁同步电动机由于体积小、调速比范围宽、效率高、运行平稳、噪声小、过载能力大, 被广泛地应用于工业、交通运输等领域。虽然永磁同步电动机具有诸多优点, 但是由于其数学模型具有高阶、非线性、强耦合、多变量的特点, 要想获得良好的控制效果依然存在困难。为了获得良好的控制性能, 近年来诸多学者提出了多种控制方式。如, 为了应对参数和 (或) 负载的扰动, 有人提出了鲁棒控制。为了应对参数和 (或) 负载的变化, 自适应控制得以应用。预测控制方案可以在降低花费或使某些性能指标最优的情况下, 还能使得输出情况良好。最优控制可以获得综合性能最优。采用模型参考自适应方式既可以使得参考模型随实际模型变化, 又可以使实际输出跟随参考模型输出, 从而获得良好的输出性能。为了降低控制器成本, 减小控制器体积, 采用无传感器控制方式或基于观测器的控制方式。采用模糊控制方式来应对结构和非结构不确定性带来的影响, 提高系统鲁棒性。采用分数阶控制方式可以获得比整数阶更好的控制效果。由于滑模控制方式对系统的不确定性和外加扰动具有鲁棒性, 因此被广泛使用。为了获得良好的动态性能, 采用转矩前馈控制方式。此外, 还有backstepping控制、神经网络控制、有限时间控制和线性控制方式也同样可以应用于该领域。
虽然, 这些控制方式都能对永磁同步电机进行良好的控制。但是, 它们或多或少的存在着不足。如自适应控制和模型参考自适应控制方式计算量很大, 并不特别适用于快速系统。鲁棒控制虽然计算量小些, 但是其只能处理一定范围的扰动。预测控制不但计算量大, 而且预测步长受实际被控对象的限制。采用模糊控制时, 需要对被控对象的实际情况有个事先的了解。采用backstepping方式设计控制器比较复杂。滑膜控制由于它的不连续控制, 会导致震荡现象。神经网络控制方式需要事先获得被控对象的输入输出特性, 并由此对神经网络进行训练。而采用的转矩前馈方式, 需要建立前馈表, 由该表查询控制量。此外, 上述大多数控制器比较复杂, 有些并不一定适合工程应用, 并且它们都是针对单个电机进行控制。
多电机的协调控制方式主要分为两种方法:一种是机械方式;另一种是电气方式。机械式的控制方式比较保守, 不易改变系统结构, 而且整个系统不能够太分散。电气式的多电机协调传动控制方式十分灵活, 而且不受空间的限制。协调控制方式主要是从最初的传统机械总轴控制方式到目前的电气控制方式转变。
Koren于1980年提出了交叉耦合控制方法[1], 即当两个轴的输出量的比值与理想值发生偏离时, 由交叉耦合控制器, 对控制双轴的两个电机都进行补偿。与其它协调控制方式相比, 它的协调性能更佳。这是一种将误差进行反馈, 从而达到抑制误差的方法。此后, 众多学者围绕多轴电机协调控制 (即耦合多电机系统) 进行进一步的研究。Kulkarni和Srinivasaa详细分析了交叉耦合补偿控制策略[2,3], 并于1989年提出了相关的最优控制策略[4]。1992年, Tomizuka等在交叉耦合控制器中引入了自适应反馈控制算法[5], 改善了瞬态响应和抗干扰能力。接着出现了多种多电机耦合控制方案, 如模型参考自适应控制在多电机同步拖动系统中的应用[8]。目前, 现有的多电机协调控制器大都比较复杂, 不便于工业应用。此外, 现在所设计的多电机协调控制方法或多或少地使用了交叉耦合的思想。在很多场合, 我们都希望各个电机能够保持同步协调以提高产品的质量和系统的安全系数。例如在造纸机、印刷机系统中, 如果各个电机不能保证很好的同步性能, 生产的纸张将会被拉断, 印刷也会出现不匹配的现象;在高速列车上, 如果各个电机不能保持良好的同步性能, 车体将会由此产生形变, 从而降低使用年限。
针对这些情况, 本文基于交叉耦合控制思想, 对两并联永磁同步电动机系统设计一个同步协调控制器, 并且获得一个通过李雅普诺夫稳定性理论求取该控制器的定理。
二、数学模型
根据文献[7~8], 两永磁同步电动机数学模型可表示为:
其中, Lsdi:第i个电机的d轴上的定子电感;Lsqi:第i个电机的q轴上的定子电感;Rsi:第i个电机的定子电阻;ψri:第i个电机的永磁磁通;npi:第i个电机的极对数;βi:第i个电机的阻尼摩檫系数;Ji:第i个电机的转动惯量;idi:第i个电机的定子电流在d轴上的分量;iqi:第i个电机的定子电流在q轴上的分量;wi:第i个电机的转子转速;udi:第i个电机d轴上的输入电压;uqi:第i个电机q轴上的输入电压;Tli:第i个电机上的负载转矩;这里, 下标i=1, 2。
引理1[9]:∀ε>0, 且ε为常数, 下列不等式成立:
引理2[10]: (Schur补定理) 对给定的对称矩阵
三、同步协调控制器的设计
两永磁同步电机的数学模型如式 (1) 所示。整个系统的控制结构如图1所示。取状态变量为:
其中, ω*是系统的转速设定值, 并且是一个常量。
因此, 由式 (1) - (3) , 我们可以得到如下状态方程:
其中
即λ为G (X) TG (X) 的最大特征值。
我们可以得到如下定理:
定理1:对于给定的两永磁同步电机, 其数学模型如式 (1) 所示, 假设存在一个λ使得不等式 (9) 成立, 且存在常数ε>0, 对称正定矩阵P和矩阵K=[kij]4×6使得不等式 (10) 成立, 则系统 (1) 能够在控制器 (5) 的作用下渐近稳定, 从而实现两永磁同步电机的同步控制。
证明:设X0为系统 (6) 的平衡点, 即 (A+BK) X0+X0+F (x0) , 则根据式 (7) 我们可以得到在平衡点处有:
取李雅普若夫函数为:
由式 (8) 和式 (12) 可得到:
根据引理1, 对任意给定的常数ε>0, 下列不等式成立:
所以式 (13) 变为:
因为由式 (7) 可以得出6) X=Z。所以6) F (X) 可表示为:
由式 (16) 可以得到:
设计控制器为:
所以式 (4) 变为:
令
在系统共负载变化缓慢的情况下, 即6) T11=0, 6) T12=0, 再根据式 (6) 和 (7) , 我们可以得到如下系统:
由式 (15) 和式 (17) 可得:
其中, I为适当维数的单位对角矩阵。
下式成立:
则表明李雅普若夫函数V为负。根据李雅普诺夫稳定性理论, 这表明系统 (1) 在控制器 (5) 的控制作用下能够稳定, 从而表明两永磁同步电机在控制器 (5) 的作用下能够实现同步。
根据引理2, 式 (19) 可以进一步地写为式 (10) 。定理证明完毕。
四、计算机仿真
接下来, 我们用计算机仿真来验证所提定理的正确性与有效性。
根据文献[11], 两电机的参数见表1。
根据电机参数情况, 通过相关方法可以得出:λ≤5×104。取λ=5×104。解定理1中的不等式 (10) , 得:
这表明式 (9) 有解。这意味着系统能够在控制器U=KX的作用下稳定, 并且两永磁同步电机能够实现同步。接下来, 利用Matlab中的Simulink软件进行仿真分析以验证定理的正确性。
Simulink仿真时, PWM开关频率为10KHz, 直流侧电压:VDC=300v。控制器参数K如上所示。为了充分地验证系统的同步协调能力, 我们考虑如下情况:系统的速度设定值ω*:120rad/s→-120rad/s→120rad/s。两电机的负载各不相同而且它们的具体数值是未知的。
仿真结果如图2、图3所示。其中, 图2为两电机的速度响应曲线, 图3为两电机的电流、电压响应曲线。图中, △ω1=ω*-ω1, △ω2=ω*-ω2分别为电机1和电机2的速度误差响应曲线。△ω=ω1-ω2反映的是两电机的同步误差。ia1, ia2分别为电机1和电机2的a相电流响应曲线。uan1, uan2分别为电机1和电机2的a相电压响应曲线。
从仿真结果图我们可以看出:系统启动之后, 两电机的转速很快地稳定下来。同时, 当系统的转速设定值发生变化的时候, 系统也能够很快地跟踪设定值的变化。这说明系统有良好的跟踪能力。同时, 两电机的同步误差在各个阶段均很小并很快地趋近于零。这反映了系统具有良好的同步性能。
五、结语
本文介绍了两并联永磁同步电动机的数学模型, 基于交叉耦合设计思想, 根据李雅普诺夫稳定性理论和范数理论设计了两永磁同步电动机系统的同步协调控制器, 得到了一个能够使该系统稳定的LMI形式的协调控制器设计方法。定理所设计的控制器具有结构简单、便于工业应用的特点。
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永磁同步电梯 篇7
所谓混沌同步,就是对混沌系统施加控制,使该系统的轨道与另一混沌系统的轨道渐进的趋近一致。1990年Pecora和Carroll首次提出了混沌同步的概念和方法,以及之后在实验中观测到混沌同步现象[1,2]。混沌的同步问题当前已经成为混沌和控制领域的研究热点,国内外学者提出了许多有效的混沌控制与同步方法[3,4]。
近年来,随着具有高磁能积的稀土永磁材料技术以及电力电子变换技术的飞速发展,利用电子换相代替机械换相的永磁同步电机由于具有调速性能好、体积小、重量轻、维护方便、运行可靠、单位功率密度大、效率高的独特优点已经在工业、军事等领域得到了广泛的应用[5,6]。永磁同步电机在某些工作环境下参数的变化使其处于混沌运动状态,这将危及电机驱动系统的稳定运行,需要消除或减弱永磁同步电机中的混沌运动现象,因此提出了混沌运动的跟踪控制、脉冲控制和鲁棒控制等控制方法来消除或减弱系统的混沌运动,并取得较好的效果[7,8,9,10,11,12]。然而电机的混沌运动并不总是有害的在一些应用场合还是有益的,如在工业搅拌过程中,混沌运动本身赋予了实现良好搅拌混合的延伸折叠特性,对提高工业搅拌的效率减少搅拌过程中消耗的能量具有重要意义[13]。
本文提出了一种存在扰动的永磁同步电机混沌运动模糊自适应同步方法,实现了永磁同步电机混沌运动的同步,使响应永磁同步电机模型达到驱动永磁同步电机模型的混沌运动状态。数值仿真验证了所设计同步控制器的有效性。
1 PMSM的混沌模型
永磁同步电机在转子磁场定向坐标系(d-q坐标系)中,由电压平衡方程和转矩平衡方程,可得如下状态方程[14]:
其中:id,iq和ud,uq分别是定子电流向量和定子电压向量的直轴和交轴分量(d,q分量);ωr是转子角速度;ψr为转子磁通;Rs是定子电阻;np是极对数;J是转子惯量;β是粘性阻尼系数;TL是负载转矩;Ld和Lq分别是直轴和交轴电感。
通过仿射和时间变换,式(1)的无量纲状态方程为:
其中:。假定PMSM气隙均匀,则Ld=Lq,上述模型的简化方程可表示为:
当vq=vd=TL=0时,可以看成永磁同步电机空载断电的制动运行过程。永磁同步电机模型参数为[15]:
Ld=Lq=L=14.25 mH,R1=0.9Ω,ψr=0.031 Nm/A,np=1,J=4.7×10-5,β=0.0162 N/(rad s)-1⋅,σ=5.46
永磁同步电机简化模型为:
当γ=16.9时永磁同步电机处于混沌运动状态,图1为永磁同步电机混沌运动吸引子。Lyapunov指数表征系统运动的特性,它沿着某一方向取值的正负和大小表示长时间系统相邻轨道沿该方向平均发散的快慢,当最大lyapunov指数大于零,lyapunov指数之和小于零时系统处于混沌运动状态。图2为γ为参数,永磁同步电机混沌系统的lyapunov指数曲线。
2 混沌模型模糊自适应同步
2.1 模糊自适应同步原理
考虑如下两个永磁同步电机混沌运动模型。
驱动模型:
响应模型:
此处xi,yi(i=1,2,3)为系统的状态变量,式中u(t)为控制输入,d(t)为有界扰动项,即d(t)≤α(α为正数),控制系统要解决的问题是在式(5)和式(6)有不同的初始值情况下,选取控制输入u(t)使模型式(5)和式(6)实现同步。
定义混沌运动误差变量为:
将上式代入式(5)和式(6),则PMSM混沌运动的误差方程为:
控制系统要解决的问题是在式(5)和式(6)有不同的初始条件,且存在有界干扰d(t)情况下,选取控制输入u(t)使式(5)和式(6)实现同步,即
由式(8)可知,当式(8a)和(8b)渐进稳定时,即时,由式(8c)易知,所以只需式(8a)和(8b)满足渐进稳定条件,则e1,e2和e3趋近于零,设u(t)=ueq+uL,ueq=-x1x3+y1y3,式(5)和式(6)渐进同步,e3为稳定的内部误差,即满足:
定义变换矩阵为
将上式代入式(10)则有
其次要证明上式渐进稳定,且误差变量渐进趋近于零,用作为模糊控制器的状态变量,uL作为模糊控制器的输出,即
模糊控制器满足式(12)的稳定状态要求。
模糊控制规则为
模糊控制规则i
如果为x1,,x2,则:
此处x1和x2为模模糊控制器输入量,uLi是控制器的输出量,去模糊化后输出为:
表1为模糊控制器在输入量,输出量为uLi的模糊控制规则表。
2.2 控制器稳定性条件
由系统的误差状态方程(12),选取lyapunov函数为[16]:
系统的lyapunov稳定条件为:
根据lyapunov稳定条件式(17),求系统的稳定输出uLi。
当参数时则有:
对于,式(17)可化为
将式(18)代入式(12),得:
因此,假定d(t)为系统的有界干扰,即d(t)≤α,此处α>0,可以定义:
如果输出为式(19),则,误差状态一致趋近于零。设计uL对于表1控制规则3,6,9,状态误差为负且则uL3=uL6=uL9=u*1,系统lyapunov函数满足:
当参数时则有:
当时,式(17)可化为
将上式代入式(12)可得:
因此,可以定义:
对于表1中控制规则1,4,7,状态误差e2为正数,且,uL1=uL 4=uL7=u*2,系统的lyapunov导数小于零。
当参数时则有:
对于。在表1中大于零,为零,为了使lyapunov指数的导数小于零,满足:
因为,则
将式(25)代入式(12),得
上式可写为
因此可得
当参数时则有:
对于。规则8的输出uL8与表1中的规则2相似,因为则
将式(29)代入式(12),则有
上式可写为
因此可得
当参数时则有:
对于表1中的规则5中。这中状况包含在其他条件中,定义uL=uL5=0。因此所有模糊控制器的控制规则都能保持lyapunov稳定。
由以上各个状态满足Lyapunov稳定条件,则模糊控制器的输出为:
可以看出表1中的规则满足,所以式(12)渐进稳定,且e1,e2,e3趋近于零,系统同步。
3 仿真实验
利用Matlab软件模拟仿真,假定驱动系统模型式(5)的初始状态为x1(0)=0.01,x2(0)=0.01,x3(0)=0.01,响应系统模型的初始状态为y1(0)=10,y2(0)=1,y3(0)=1,匹配干扰为d(t)=0.5sin(t),在t=20 s施加模糊自适应同步控制。系统的同步状态曲线如图3所示,状态误差曲线如图4所示。
从图3、图4中可以看出,设计的模糊自适应同步控制器能够使系统较快的达到同步状态,对有界扰动有较好的抑制能力。
4 结论
永磁同步电动机发展现状综述 篇8
关键词：永磁同步电动机,稀土永磁材料,新型控制理论,无刷直流电动机
随着20世纪70年代稀土永磁材料的发展,稀土永磁电机应运而生。永磁电机利用稀土永磁体励磁,永磁体充磁后能够产生永久磁场。它的励磁性能优异,因在稳定性、质量、降低损耗等方面都优于电励磁电机而动摇了传统的电机市场。近年来,随着现代科学技术的快速发展,电磁材,料特别是稀土电磁材料性能及工艺逐渐得以提高和改善,再加上电力电子与电力传动技术、自动控制技术的高速发展,永磁同步电机的性能越来越好。再者,永磁同步电动机具有质量轻、结构较简单、体积小、特性好、功率密度大等优点,很多科研机构、企业都在努力积极开展永磁同步电机的研发工作,其应用领域将进一步扩大。
1永磁同步电机的发展及研究现状
1.1永磁同步电机的发展基础
1.1.1高性能稀土永磁材料的应用
稀土永磁材料经历了SmC o5、Sm2Co17、Nd2Fe14B三个阶段。现在以钕铁硼为代表的永磁材料因其在磁学性能上表现优异成为应用最广泛的一类稀土永磁材料。永磁材料的发展带动了永磁电机的发展。与传统的电励磁三相感应电机相比,永磁体替代了电激磁磁极,简化了结构,消除了转子的滑环、电刷,实现了无刷结构,缩小了转子体积。这使得电机的功率密度、转矩密度和工作效率提高,且使电机体积变小,质量减轻,使其应用领域进一步扩大,促使电动机向更大功率方向发展。
1.1.2新型控制理论的应用
近年来,控制算法发展很快,其中,矢量控制算法从原理上解决了交流电机的驱动策略问题,使得交流电机具有良好的控制性能。直接转矩控制的出现使控制结构更加简单,以及具有对参数变化电路棒性能强和转矩动态响应速度快的特点。间接转矩控制技术解决了直接转矩在低速时转矩脉动大的问题,提高了电动机的转速和控制精度。
1.1.3高性能电力电子器件和处理器的应用
现代电力电子技术是信息产业与传统产业间重要的接口,是弱电与被控强电之间的桥梁。电力电子技术的发展使驱动控制策略得以实现。比如20世纪70年代出现了通用变频器的系列产品,它们能将工频电源转换成频率连续可调的变频电源,如此就为交流电的变频调速创造了条件。这些变频器在频率设定后具有软启动能力,频率能以一定的速率从零上升到设定的频率,并且上升速率在很大范围内可连续调整,解决了同步电动机的启动问题。
1.2国内外永磁同步电机的发展现状
历史上第一台电机是永磁电机。当时,永磁材料性能比较差,永磁体矫顽力和剩磁都太低,不久就被电励磁电机取代了。到了20世纪70年代,以钕铁硼为代表的稀土永磁材料拥有很大的矫顽力、剩磁,退磁能力强和较大的磁能积使大功率永磁同步电机登上历史的舞台。现在,关于永磁同步电机的研究日趋成熟,正朝向高速度,大转矩、大功率、高效率以及微型化、智能化发展。近年来,在永磁同步电机本体上出现了很多高端电机,比如1986年德国西门子公司开发的230 r/min、1 095 k W的六相永磁同步电动机。用它为舰船提供动力,其体积比传统的直流电机小近60%,损耗降低近20%.瑞士ABB公司建造的用于舰船推进的永磁同步电动机最大安装容量达38 MW。我国对永磁电机的研究起步晚,随着国内学者和政府的大力投入,它发展得很快。目前,我国已经研制生产出3 MW高速度永磁风力发电机,南车株洲公司也在研制更大功率的永磁电机。
随着微型计算机技术及自动控制技术的发展,永磁同步电动机在各领域得到了广泛的应用。现在由于社会的进步,人们对永磁同步电机的要求更加苛刻,促使永磁电动机向着拥有更大的调速范围和更高的精度控制发展。由于现在生产工艺的提高,具有高性能的永磁材料得到进一步的发展。这使其成本大大降低,逐渐被应用于生活的各个领域。
2永磁同步电机特点及分类
2.1永磁同步电机的特点
永磁同步电动机自身结构简单,损耗低,功率因数高。与电励磁电机相比,因为没有电刷、换向器等装置,不需要无功励磁电流,因此定子电流、电阻损耗都较小,效率更高,励磁转矩更大,能控性能更好。但存在成本高,启动困难等不足。由于现在控制技术在电机上的应用,特别是矢量控制系统的应用,永磁同步电机能实现大范围调速、快速动态响应和高精度定位控制,所以永磁同步电机将会吸引更多的人进行广泛的研究。
2.2永磁同步电动机的分类
2.2.1按转子磁场形成波形的不同划分
由于永磁同步电动机转子磁钢形状不一样,转子磁场在空间分布形成的波形也有所不同,习惯上分为正弦型永磁同步电机调速系统(转子在定子上产生的反电动势是正弦波)和无刷直流电动机BLDCM(转子在定子上产生的反电动势是梯形波)。
2.2.2按永磁体在转子空间结构的不同划分
永磁同步电动机因永磁体在转子空间结构的不同分表贴式和内置式。表贴式永磁同步电动机永磁体的形状通常呈瓦片形,紧贴在转子铁芯的外表面。表贴式永磁电机的特点是直轴和交轴的电感相等。内置式永磁电机的永磁体在转子铁芯内部,永磁体外表面与定子铁芯内圆之间有铁磁物质制成的极靴。极靴起聚磁作用,可以提高气隙磁密,还可以改善空载气隙磁场波形。这种永磁电机的重要特点是直、交轴磁路不对称。这两种电机的性能有所不同,与表面式永磁电机相比,内置式永磁电机具有弱磁扩速能力强、动态响应快、齿槽转矩小等优点。
3现阶段的永磁同步电动机技术
3.1永磁同步电机设计技术
与普通电励磁电机相比,永磁同步电动机由于没有电励磁绕组、集电环和励磁柜,不仅稳定性、可靠性大大提高,而且效率也有很大改善。其中,内置式永磁电机具有效率高、功率因数大、单位功率密度大、弱磁扩速能力强和动态响应速度快等优点,成为驱动电机的理想选择。永磁体提供永磁电机的全部励磁磁场,齿槽转矩会加大电机运行时的震动和噪声。过大的齿槽转矩会使电机速度控制系统的低速性能及位置控制系统的高精度定位受到影响,所以在电机设计时,应尽量通过电机优化来减小齿槽转矩。经研究,减小齿槽转矩的一般方法有改变极弧系数,减小定子的槽口宽度,斜槽、极槽配合,改变磁极位置、尺寸和形状等。但应该注意,在减小齿槽转矩时,可能会对电机的其他性能造成影响,比如电磁转矩可能会随之变小。所以在设计时,要尽量平衡好各种因素,使电机性能达到最好。
3.2永磁同步电机仿真技术
永磁电机中永磁体的存在给设计人员计算参数带来了难度,比如空载漏磁系数的设计、极弧系数的设计。一般利用有限元分析软件计算优化永磁电机各项参数。有限元软件能使电机参数计算很精确,且利用它分析电机参数对性能的影响是非常可信的。有限元计算方法使我们计算及分析电机电磁场更方便、更快速、更准确。这是一种数值的方法,是在差分法的基础上发展而来的,现已被广泛运用于科学和工程领域。用数学方法把一些连续的求解域离散成一组组单元,再在每个单元内分片插值。这样就形成了一个线性插值函数,即近似函数利用有限元进行仿真分析,它可以让我们直观地观察电机内部磁场磁力线走向和磁通密度的分布。
3.3永磁同步电机控制技术
提高电机驱动系统性能对工业控制领域的发展同样具有重要意义,它使系统处于最佳的性能驱动,其基本特点体现在速度较小方面,尤其是在快速启动、静止加速等情况下,能够输出较大转矩;而在高速行驶时,可以实现大范围内的恒功率调速控制。表1为几种主要电机性能的比较。
从表1中可以看出,永磁电机有很好的可靠性,且调速范围宽,效率较高。如果以相应的控制方法配合,能使电机的整个系统发挥最好的性能。因此,要选合适的控制算法来达到高效调速,从而使电机的驱动系统在相对较宽的调速区域、恒功率区间运行。
矢量控制方法在永磁电机调速控制算法中使用较广,它有调速范围广、效率高、可靠性高、稳定性好、经济效益好等优点,被广泛应用于电机驱动、轨道交通及机床伺服等领域中。由于用途不同,所采用的电流矢量控制策略也是不相同的。
4永磁同步电动机的设计方法分类
4.1磁路法
电机中分布不匀的交变磁场可等效成相应的磁路,使磁场计算转化为磁路计算。由于等效磁路计算中采用较多修正系数,因此无法通过理论计算出其精确值。一般使用经验数据。如果初步设计出来的方案不满足设计需要,设计者必须重新选定修正值再次计算。
4.2有限元法
为使计算准确,需对电磁场进行分析,比如永磁磁极形状与尺寸、局部退磁现象等。用有限元软件对电磁场数值计算分析,节省了产品的开发成本,为电机的优化设计提供了准确的依据。计算机性能的提高使得电磁场数值计算理论的各种分析方法得以发展。有限元法实质是将问题转化成适合数值求解的结构性问题,它将无限个自由度的连续系统理想化成有限多个自由度单元集合。目前,最常用的有限元仿真软件是ansoft,它能对整个电机系统进行联合仿真。
4.3场路结合法
磁路法计算速度虽快,但是精确度不高,计算机计算精确度高,但计算较慢且对计算机要求较高。因此,将有限元法与传统的磁路法相结合应用到电机电磁的数值计算中,不仅可以提高计算效率,还可以提升精度。这对电机参数设计有很大的实用价值。场路结合法的基本思路是先参考磁路计算结果,初步建立几何模型,然后通过有限元进行磁场分析,准确计算出等效磁路法中需要修正的系数。
5永磁同步电动机发展趋势
5.1永磁无刷直流电动机(BLDCM)
自20世纪80年代起,控制技术,尤其是控制理论策略发展很快,其中一些先进的控制策略,比如滑模控制、变结构控制等正在被引入永磁无刷电动机的控制器中。这为推动高性能向智能化、柔性化、全数字化的发展开辟了新途径。现在人们生活水平越来越高,保护生存环境的意识不断增强,使用高性能的电机系统成为电机产业发展的必然趋势,并且将来也会在电动车、家用电器等小电机行业中得到更广泛的应用。
5.2 PMSM的发展趋势
PMSM伺服系统因其自身技术和应用领域,将会朝着2个方向发展:①办公自动化设备、简易数控机床、计算机外围设备、家用电器及对性能要求不高的工业运动控制等领域的简易、低成本伺服系统;②高精度数控机床、机器人、特种加工设备精细进给驱动,以及航空、航天用的高性能全数字化、智能化、柔性化的伺服系统。后者更能充分体现伺服系统的优点,它将是今后发展的主要方向。
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永磁同步电梯 篇9
关键词：永磁同步电机直接转矩控制DSP
中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)012-091-02
1引言
由于永磁同步电机所具有：简单的结构、高能量的密度、高转矩惯量比、维修性好等优点。使其成为工业领域研究热点。而且近年来，直接转矩控制技术也受到了世界各国的学者和专家的重视，它可以避免相对比较复杂的解耦、坐标变换的计算。该控制结构简洁，易于数字化的实现。近年来，国内外学者开始将直接转矩控制技术开始用于永磁同步电机上。但是应用起来存在着一些问题，所以基于DSP永磁磁同步电机的直接转矩控制研究有十分重要的现实意义。
2永磁同步电机直接转矩控制理论
永磁同步电机直接转矩控制理论的指导思想是：保持定子磁链幅值饱和，便于利用电动机铁心：永磁同步电机转子的磁链幅值为恒定值，我们通常是改变定子和转子磁链的夹角大小，来改变电动机转矩的大小。
永磁同步电机直接转矩控制理论基础是：在保持定子的磁链幅值不变条件下，通过控制定子和转子磁链之间夹角达到控制电机转矩的目的。快速改变转矩角获得快速的转矩响应。
3基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制系统硬件系统设计
本文设计的永磁同步电机直接转矩控制的硬件平台主要包括：(1)永磁同步电机；(2)上位机：(3)以TMS320F2812DSP为核心的控制系统及电压源逆变驱动器三个部分。其中上位机是模拟现代络筒机的主要的控制中心，它是由CAN总线向DSP控制系统进行发送指令，在此，DSP控制系统主要负责内容是实现本课题所提出的控制算法。使用的永磁同步电机是带有2000线的光电增量式编码盘，它可以用来反馈得到电机实际的转速值，更加便于进行结果的观察和对比。
3.1DSP2812控制系统介绍
永磁同步电机直接转矩控制系统的核心部分，本文采用美国TI公司的TMS320F2812芯片，它的外设资源非常丰富，系统的研发周期就可以得到缩短。同时系统的开发成本得到降低，因此，它的可靠性非常稳定。另一方面，TMS320C2000系列DSP芯片成本价格比较低，在控制领域不但得到广泛的应用，而且有着极高的功能。TMS320F2812的性能是TMS320C2000系列中用于数字控制领域在质量和性能方面都俱佳的DSP芯片。TMS320F2812芯片内部应用32位的定点DSP内核，可以达到150MIPS的速度，单个指令周期内，如此快的速度能够完成32位的乘法累加等复杂的运算，多种先进的外设在器件上得到了有效的集成，为实现电机的有效地的运动控制提供了硬件平台。
3.2主电路设计
控制系统的主电路部分是由整流电路、逆变电路以及滤波电路等组成的，根据电机的参数设置，输入功率部分选用的是基于三相桥式整流电路；由于整流输出经过中间环节的大电容滤波，来获得平滑的直流电压以便输出到逆变部分的开关器件。
3.3检测电路设计
为了直接转矩控制和相应保护功能的实现，检测电路设计主要包括：定子相电流检测和转速检测。
(1)定子相电流的检测电路。在控制系统中，控制器要准确及时测出绕组中实际电流的大小，以便于实现电流保护电路以及电流控制的设计。电流采样实现控制性能标准是：实时性、准确性、可靠性。在进行电流测量时，我们尽量使用方法简单、价格性能较好的电阻器测量。在此，我们使用电磁隔离霍尔元件来对电流进行检测。
(2)转速的检测。
对于转速的测量有多种方法，其中光电编码器是其中性能与精确性方面较好的一种方法，DSP芯片中QEP电路是专门接受光电编码器的输出信号。本论文使用的永磁同步电机带有2000线的光电增量式编码盘，该编码器有A、B、c三相电路输出，并且，A与B相之间的相位差是90度，主要作用是测速；其中z脉冲是转一圈输出的一个脉冲，它是主要作用是伺服控制系统的定位。
3.4时钟与复位电路
DSP数字信号处理器的工作以时钟为基准，要确保系统的可靠性、稳定性，就必须选用高性能的时钟。否则，就不能保证系统的稳定性以及可靠性。为了提高系统的稳定性、可靠性、抗干扰能力，本文选用有源晶振为数字信号处理器提供时钟信号。
对于DSP系统来说，上电复位电路的质量好坏直接影响着系统的可靠性与稳定性。另外，系统运行过程中，干扰等一些因素可能导致系统崩溃。对于这个缺点，本文选用了看门狗与复位电路，使系统在发生故障时，可以重新复位及时恢复正常工作。
4基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制系统软件系统设计
本文设计的永磁同步电机直接转矩控制系统的软件部分的主程序，主要实现以下一些功能是：完成对全局变量与CPU和DSP外设的初始化，随后等待定时的中断，主程序是一个无限循环的过程。整个软件系统的核心部分是中断服务程序。中断服务程序的主要功能是：对转速进行辨识、对磁场的定向进行算法控制、对电机的电流与电压进行采样并进行模数的转换，进行电流环与速度环的算法控制以及CAN总线通信的显示等等。本文的软件设计采用以c语言为主的开发环境。
5系统控制效果测试
在系统构建结束之后，本文进行了实验测试。电机的参数如下：定子相绕组电阻Rs为1.2欧姆，定子d轴电感Lq是7.1e-3H，q轴电感Lq为5.5e-3H，转动惯量J是2.1e-3kg.m2，极对数pn为4，转子磁通uf大小为0.936Wb，粘滞摩擦系数Bm为零。另外，速度外环PI调节器的仿真参数Kp、Ki经过调解后选择的数值为18及0.4。从相关实验结果来看，本文构建的电机直接转矩控制系统真实有效，控制效果良好。
6结语
大功率永磁同步电动机研究 篇10
随着极数的增加, 异步电动机在一定程度上可以减少定子铁芯轭部的高度并著缩短定子绕组端部长度, 减少定子铜耗, 但是其功率因数明显降低, 在轻载和空载时更低。船舶、车辆受体积限制, 要求电动机高功率密度、高转矩密度, 异步电机亦远不能满足[1,2]。本文介绍了一种新型无需励磁电流、无刷恒压输出的大功率永磁同步电动机 (Large Permanent Magnet Motor, LPMR) , 能在较大的负载变动范围内始终保持高的效率和功率因数, 尤其在轻负载运行时节能效果显著, 起动性能好, 可满足大的起动转矩、最大转矩倍数和低速直接驱动的需求。
同时没有激磁绕组, 加上高性能钕铁硼永磁材料具有高剩余磁感应强度和高矫顽力, 电极尺寸明显缩小。与异步电动机相比永磁同步电动机更易于实现磁场定向矢量控制, 调速及伺服特性很好, 并能够满足机械加工的高速、超高速, 精密和超精密、快速反应能力等要求, 可广泛应用于舰船推进、机车牵引、重工业拖动、石油钻探、矿山开采、造纸等动力行业。
1 发电机结构
三相无刷永磁同步电动机由具有阻尼绕组与隐极转子的转场式主发电机、转枢式励磁机和励磁装置组成, 电枢绕组为中性点有引出线或无引出线的星形接法, 如图1所示。根据整体的机械要求可以安排不同的转子结构来满足最完善的工程安装, 本文选择装有嵌入磁转子的永磁同步电动机[3]。发电机绕组采用特殊的树脂和真空浸渍绝缘处理工艺, 具有高机械强度、高抗震性和极好的绝缘强度;发电机绝缘等级为F级。所采用的绝缘材料具有不吸潮、介电强度高等特性, 能承受剧烈的温度变化。具备紧凑的, 组合的冷却系统设计, 转子内置位置反馈传感编码器。机座采用钢板结构, 外形美观大方, 设计调整灵活。发电机防护等级为IP54, 可满足用户在各种环境下的使用要求, 同时在发电机定子绕组中安装温度传感器, 可更好地保护发电机。在潮湿环境下, 发电机加装防冷凝加热器, 可以保证发电机绝缘不受破坏。轴承结构为双轴承, 也可提供单轴承结构。轴承为滚动轴承, 具有振动小、噪音低等特点
发电机励磁采用德国西门子1FC6系列发电机相复励分流励磁原理[4,4], 配备THYRIPART励磁系统, 由于具有可控硅电压调节器、负载决定励磁的相复励磁系统[5], 动态特性优越, 如图2所示。相复励分流励磁调压方式保证发电机的电压调节精度, 而且即使发电机在自动电压调节器 (AVR) 出现故障时, 发电机电压维持在1.15倍额定电压, 发电机仍能进行工作, 同时保证用电设备的安全。发电机定子绕组装有铂热电阻传感器 (pt100) , 与KLB智能型温度控制仪同时使用可直接显示发电机定子绕组的实际工作温度, 提供报警型号, 保护发电机[6]。
发电机励磁装置由1个三相整流变压器带3个单相电流互感器组成。由T1、T2、T3产生负载励磁电流分量, 在T6次级同空载励磁电流分量进行矢量迭加。由L1C同T6初级绕组共同产生空载分量并在T6次级绕组感应出空载励磁电流分量。励磁系统将主机输出的部分三相交流电整流为直流电, 再通到励磁机定子线圈中进行励磁机励磁。电动机的体积、材料成本、空间和重量与电机正常的轴速是成反比的。将变速箱被安装到电动机中或电动机被安装到变速箱中, 可以减小在理想系统轴速下的系统的体积, 由此控制转力矩和转速, 变速箱速率和电机轴速的搭配使功率-转力矩与空间-成本的关系更合理。
3 特性分析
3.1 能量损耗。
电动机内部因为在转子机构或机械机构中有永磁而达到它们的磁场, 并设定了新的转力矩使用和转子结构的磁阻转矩。永磁体封闭在内部的转子结构、高质量绕组、先进绝缘工艺以及电机内部没有线接头使得电机的具有较高的可靠性及逆变器的兼容性。转子薄板是无孔的, 形成了磁性的屏障以增加单向磁通量流通途径, 如图3所示。
在转子中嵌入永磁使其免受机械应力, 磁致应力和化学应力。每个永磁部分都是电防腐的, 每个磁极都是涂有保护层的, 特殊而简洁的转子设计使电动机更坚稳和高效。由于在转子绕组中没有电流, 且铜的热损耗很低, 在合理的电机设计范围内, 更多的电功率被用于产生转矩。由于电动机内部不会发热, 同时聚集在电动机外表面的热能损耗使电动机很容易冷却下来。绕组端部能够附加强迫通风冷却, 而永磁电机仅对定子进行水冷。
3.2 加速和制动
为了分析电动机加速与制动时对转矩, 电流, 输出电压, 转速等性能的影响[7], 本文采用时步有限元法对无制动回路情况进行了分析[8,8]。从如图5相应曲线可看出, 在加速后的95.4～95.8s处, 对电动机的影响较为明显。发电机装有压降补偿装置, 可方便与具有相同压降的其它发电机或电源系统并联运行。特定的设计使LPMR电动机非常高效而且容易冷却, 获得可以在低运行温度时的高力矩效果并且结构紧凑。有效的冷却系统和较低损耗减小了LPMR电动机的外形尺寸。
3.3 过流能力
节能和免维护的LPMR加入同步磁阻转矩和永磁转矩, 提供了高功率密度 (k W/cm3) 并扩大了恒定功率速度范围。高的过电流能力和低转动惯量, 使电机具有很高的动态性能[10], 如图5所示。LPMR电动机能够通过一个三相或者三个三相逆变器供电, 兼顾了低功率驱动和高功率驱动的能力, 同时具有非常高的效率和低脉动转矩, 仅有定子损耗, 使冷却系统最小化。坚固的转子保证电机可靠的高速运行, 每一块永磁体有机械和化学防护, 延伸了电机恒功率调速范围。
结论。
介绍一种新型LPMR大功率永磁同步电动机, 采用嵌入式带磁阻支持的径向高性能磁钢结构, 根据相复励分流励磁原理, 配以THYRIPART励磁系统, 磁阻转矩特性好, 能在较大的负载变动范围内始终保持高的效率和功率因数。并装有压降补偿装置与铂热电阻传感器, 能很好的保护用电设备, 同时运行平稳, 重量轻, 体积小, 现场使用方便, 可广泛应用于工程实际中。
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