国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ040235)
- 作品数：34 被引量：493H指数：11
- 相关作者：郑世强韩邦成刘刚刘刚毛琨更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学中国石油大学（华东）北京海斯德电机技术有限公司更多>>
- 发文基金：国家重大科学仪器设备开发专项国家自然科学基金航天科技创新基金更多>>
- 相关领域：电气工程机械工程自动化与计算机技术一般工业技术更多>>
- 高速磁悬浮永磁电机多物理场分析及转子损耗优化被引量：2
- 2017年
- 为提高高速磁悬浮永磁电机的综合性能,得到最优的设计参数,针对一台30kW,48 000rpm的磁悬浮电机进行了电磁场、转子动力学以及转子强度分析,提出一种基于多物理场分析结果的电机尺寸优化方法。使用ANSYS以及ANSOFT对电机进行建模和有限元分析,并用ISIGHT软件进行集成优化设计。以转子损耗最小为优化目标,电机几何尺寸为设计变量,在优化过程中考虑尺寸变化对电机转子模态以及强度的影响,以尺寸、电机电磁性能、力学性能等为约束条件。经过优化后,电机的转子损耗减小16.7%,其余性能均符合设计要求。根据优化设计结果加工了样机并进行电机对拖与温升实验,结果证明了优化设计的合理性,验证了本文提出方法的正确性。
- 韩邦成薛庆昊刘旭
- 关键词：电磁分析永磁电机有限元
- 重复控制在磁悬浮高速转子振动抑制中的应用被引量：6
- 2015年
- 针对高速磁悬浮电机磁轴承的不平衡振动问题,分析了磁悬浮电机转子不平衡振动的周期性特性,建立了磁轴承不平衡力模型,提出了一种用于抑制高速磁悬浮电机磁轴承不平衡振动的插入式重复控制器,对闭环系统的稳定性、稳态性能和干扰抑制能力进行了分析,并进行了仿真和实验验证。在4kW磁轴承电机上进行的实验结果表明,该重复控制器有效地抑制了转子的不平衡振动,在10kr/min的转速下,转子x,y向位移峰峰值分别减小了33%和37%,转频处转子x,y向位移振动峰值分别减小了42.1%和45.4%,有效提高了磁悬浮轴承的控制精度和稳定性。
- 韩邦成刘洋郑世强
- 关键词：磁悬浮电机磁轴承
- 磁悬浮高速离心式鼓风机的喘振检测被引量：11
- 2017年
- 针对磁悬浮高速离心式鼓风机的喘振问题,提出了一种基于磁悬浮轴承的喘振检测方法。该方法采用通用同频陷波器滤除转子位移中的同频分量,消除了同频扰动对喘振检测的影响;通过分析不同收敛因子对喘振频率估计的作用,基于自适应估计提出了变收敛因子的喘振频率和幅值估计方法,减小了低频信号的干扰,提高了喘振信号检测的快速响应能力。最后,分析了改进检测算法的收敛性,并在100kW磁悬浮离心式鼓风机测试系统上进行了实验验证。实验结果表明,改进后的喘振检测算法可在喘振发生前检测出喘振先兆旋转失速信号,在喘振发生0.23s内检测出喘振信号,较改进前的检测结果提高了2.6s。该检测方法无需外加其它检测单元,算法简单、快速,计算量小、并可有效地反映喘振发生过程中频率与振幅的变化。
- 韩邦成王凯郑世强张寅
- 关键词：自适应估计
- 基于改进反电势积分的永磁同步电机位置检测被引量：55
- 2016年
- 针对传统反电势积分法在永磁同步电机无位置传感器位置检测中存在的积分初值问题和易引入直流偏量问题,提出了一种基于自适应补偿算法的改进积分器的转子位置检测方法,其利用理想的定子磁链与反电动势正交这一事实,对定子磁链进行估测和修正,若估测的定子磁链发生畸变,该正交性随即被破坏,所以可将正交偏差量经过调节器后作为补偿信号反馈回磁链估计通道,经这种自适应补偿后,很好地解决磁链估计中出现的积分初值问题和直流偏移问题,从而可准确估算出电机转子位置。仿真和实验不仅验证了该方法的有效性,也对其与传统反电势积分法进行了比较研究。实验结果表明,经自适应补偿的反电势积分法能在宽转速范围内准确估算出电机转子位置。
- 刘刚刘刚孙庆文
- 关键词：永磁同步电机自适应补偿
- 高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略被引量：10
- 2014年
- 针对基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差问题,分析了PAM调制方式下存在换相误差时非换相相电流的精确表达式。针对PAM调制方式下高速无刷电机的换相过程持续时间极短,提出一种校正无位置换相信号误差的新型闭环控制方法,以换相前后30°范围内非换相相电流积分相等为目标,将换相前后非换相相电流积分差值作为反馈量,通过PI调节来自动校正换相信号的相位,采用基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换向策略保证相位可靠校正。实验验证了该闭环校正策略在32 000r/min范围内能够对换相信号误差进行实时补偿。
- 刘刚刘刚崔臣君韩邦成郑世强
- 关键词：磁悬浮无刷直流电机
- 基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相策略被引量：19
- 2014年
- 针对大功率高速磁悬浮无刷直流电机电磁干扰大的问题,采用基于线反电动势深度低通滤波的无位置传感器控制,分析了导致高速电机换相信号不准确的原因,明确了相电流与器件电阻、器件直流压降的关系,给出换相信号不准确时相电流的精确表达式。针对高速磁悬浮电机转速带宽高带来的换相信号不准确问题,提出一种基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换相信号补偿策略,以电机切换前后的电流脉动最小为原则,确定了最优滞环宽度。通过试验,电机平稳运行到最高32 000r/min,不仅实现了两种电机换相策略的平滑切换,而且对换相信号误差进行了有效补偿。
- 崔臣君刘刚刘刚
- 关键词：无刷直流电机无位置传感器
- 磁悬浮高速永磁电机电力失效补偿方法与实验研究被引量：2
- 2014年
- 采用磁轴承的高速永磁电机在遇到电力故障时,若没有保护措施,高速旋转的转子会直接掉落在保护轴承上,影响其寿命。针对该问题,选用Buck电路作为开关变换器的主拓扑结构,提出一种基于滑模算法和PID控制的磁悬浮永磁电机电力失效补偿方法,通过PID调节器保证系统的稳定控制精度,同时利用滑模算法提高系统在大信号扰动下的响应。仿真和实验结果表明,和传统基于电压闭环PID控制方法相比,这种电力失效补偿系统具有稳定性好,动态响应速度快,鲁棒性强的特点。
- 张樱子李红毛琨
- 关键词：磁悬浮BUCK滑模控制PID
- 高速磁悬浮电动机对拖试验中转子不平衡量在线辨识与振动控制被引量：9
- 2014年
- 针对高速磁悬浮电动机对拖试验中两台电动机转子轴不对中导致的转子不平衡振动加剧问题,提出一种基于简化广义陷波器的转子不平衡量在线辨识与振动控制方法,通过把联轴器之间的扰动力看作同频扰动,对电动机转子轴建立数学模型,采用简化广义陷波器对转子不平衡同频分量进行辨识作为位移补偿信号,使转子轴绕其惯性轴旋转,并使用广义根轨迹分析加入陷波补偿后磁轴承控制系统的稳定性和算法收敛性。电动机对拖试验结果表明:该方法有效地抑制了电动机转子轴的不平衡振动,保证了磁悬浮转子在对拖试验中高速稳定运行,在转子额定转速36 000 r/min时,转子位移跳动降低80%,控制电流峰峰值降低65%,同频振动减小为原来的28.7%,磁轴承系统的功耗也略有降低。
- 冯锐郑世强房建成
- 基于模糊PI模型参考自适应的高速永磁同步电机转子位置检测被引量：107
- 2014年
- 针对高速永磁同步电机转速高、调速范围宽的特点,该文提出了一种模糊PI模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)观测器,实现了永磁同步电机转子位置检测。此方法将模糊PI调节器应用于模型参考自适应观测器,通过模糊控制器调整PI调节器的比例积分系数,以使PI调节器能在电机很宽的速度范围内都具有良好的动稳态性能,提高了模型参考自适应观测器对高速永磁同步电机转子位置的检测精度。最后,以带有风机负载的4 kW磁悬浮轴承高速永磁同步电机为研究对象进行了Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的转子位置检测和速度估计,并分析了转子位置误差产生的来源以及补偿方式,证明所提方法适用于高速永磁同步电机的转子位置检测。
- 张洪帅王平韩邦成
- 关键词：高速永磁同步电机模型参考自适应模糊PI转子位置
- 永磁同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿被引量：32
- 2014年
- 针对基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机转子位置信号易受高次谐波干扰的问题,提出了硬件和软件上的补偿方法。根据线性霍尔传感器的转子位置解算原理,详细分析了永磁体磁钢充磁的不均匀、定转子间气隙温度的变化、霍尔器件的安装误差以及逆变器高频开关噪声等因素给转子位置检测带来的各种不利影响,在硬件上采取了相应的补偿措施,在软件上用正交锁相环(PLL)来消除霍尔位置信号中高次谐波的干扰,并给出了一种无需知道霍尔器件安装位置的转子角位置计算方法。在100 kW高速永磁同步电机上进行了实验,实验结果表明,正交PLL能有效抑制霍尔信号中的高次谐波分量,也验证了采用该方法能有效地估算出永磁同步电机高速旋转转子的角位置。
- 刘刚刘刚肖烨然
- 关键词：高速永磁同步电机线性霍尔传感器误差补偿
