永磁直線同步電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、本文主要研究了永磁直線同步電機(jī)(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)的若干關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　 首先,根據(jù)電勢(shì)星形向量圖原理研究了PMLSM q＜1分?jǐn)?shù)槽繞組的組成結(jié)構(gòu),分析了該結(jié)構(gòu)能夠抑制齒槽力的因?yàn)?。指出了采用近槽極(數(shù))配合的分?jǐn)?shù)槽繞組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
　　 其次,為了精確分析PMLSM的電磁特性,基于有限元分析法,結(jié)合動(dòng)態(tài)分網(wǎng)技術(shù),建立了PMLSM的二維

2、電磁場(chǎng)有限元模型。在此基礎(chǔ)上,定量分析了不同齒槽結(jié)構(gòu)下的齒槽力波動(dòng),研究了消除齒槽力波動(dòng)的方法,驗(yàn)證了采用近槽極(數(shù))配合的分?jǐn)?shù)槽是減小推力波動(dòng)的一項(xiàng)非常有效的措施。
　　 將智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到PMLSM的齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)中進(jìn)行預(yù)估。建立了基于改進(jìn)算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFN)的齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估器。以有限元的模擬結(jié)果作為樣本,進(jìn)行了仿真訓(xùn)練,并對(duì)兩種預(yù)估器的輸出結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,基于智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

3、齒槽結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估器具有良好的精度和效率。基于RBFN的預(yù)估器效率更高,精度更好。齒槽結(jié)構(gòu)預(yù)估器能對(duì)PMLSM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有效的參考。
　　 然后,基于有限元模型,采用瞬時(shí)電流法,通過設(shè)定q＜1分?jǐn)?shù)槽繞組的電流分布,對(duì)PMLSM電磁推力進(jìn)行迭代計(jì)算,得到了PMLSM的負(fù)載特性及其參數(shù)。將實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的測(cè)試和有限元分析的理論值進(jìn)行比較,結(jié)果表明建立的有限元模型具有較高的計(jì)算精度和可靠性,得到的負(fù)載參數(shù)對(duì)PMLSM的運(yùn)行控制具有一

4、定的意義。
　　 為了進(jìn)一步抑制齒槽力引起的推力波動(dòng),構(gòu)建了PMLSM的PI控制器,通過仿真和實(shí)驗(yàn),表明PI控制器對(duì)PMLSM的推力波動(dòng)有良好的抑制作用,是PMLSM推廣應(yīng)用中一種簡(jiǎn)單有效的方法。
　　 為解決PMLSM位置估計(jì)的問題,分析了無刷電機(jī)換向時(shí)位置估計(jì)的常用方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。在考慮了PMLSM結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,采用G函數(shù)估計(jì)法來對(duì)其進(jìn)行位置估計(jì)。在對(duì)其進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)上,通過對(duì)樣機(jī)三相電流和電壓的檢測(cè),實(shí)驗(yàn)

5、構(gòu)建了G函數(shù),實(shí)現(xiàn)了PMLSM的位置估計(jì)。該方法在換向點(diǎn)具有較高的靈敏度,不依賴于PMLSM的運(yùn)行速度,即具有從接近零速到高速的位置估計(jì)能力,因而有望在無位置傳感器的PMLSM上得到應(yīng)用。
　　 最后,設(shè)計(jì)了PMLSM直接驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用控制界面,該界面操作簡(jiǎn)單,使用方便。并對(duì)PMLSM驅(qū)動(dòng)裝置的定位精度和重復(fù)定位精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí),采用PI控制對(duì)不同的速度和負(fù)載下的PMLSM速度性能進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PMLSM具有較高