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1、研究与 U:2R1+2E=2R1+2k =2RI+2k ( m+kfis) (7) 式(7)中: 为控制器母线电压;,和E分别代表定 子绕组在导通阶段的稳态电流与反电势:尺是定子绕组的 内阻。 由式(3)与(6)可得到: = 21=kr( + (8) 其中, 是转矩系数。 32控制策略研究 从前面的分析可知,该电机有纯永磁、增磁与弱磁三 种工作模式。假定 代表额定转速, 代表额定电磁力 矩, 代表定子绕组的额定电流,则有: = 二 生 2尼 2ie :k cD I, (9) (10) 其中, 是控制器的最大母线电压。 则控制策略设计如下。 (1)基本工作模式 如果nn 并且总的负载力矩 ,则励
2、磁绕组无 需工作,电机就可满足给定力矩与速度要求,此时,电机 运行于基本工作状态。励磁电流为O,转速控制完全象常 规的永磁无刷电机的控制方式一样,以速度与定子电枢电 流双闭环通过PWM方式加以实现,公式如下: U 一2 R l 2 k 其中 是脉宽调制后的两相导通绕组的稳态线电压。 (2)增磁工作模式 如果, 并且总的负载力矩孔 ,在这种情况下, 由式(10)可知,仅仅依靠永磁通qOm和额定电流 无法 满足力矩要求,在不想施加过载电流的情况下,只有依靠 增磁来达到要求。此时,电机通过两个闭环调节系统加以 控制,一个是常规的速度与定子电枢电流双闭环串级控制 系统,简称主调节系统;另一个是励磁电流
3、的闭环调节系 统,简称辅调节系统。其中,辅调节系统的给定励磁电流 由以下方法计算:假定不通过增磁而是通过施加过载电流 来满足力矩要求,如果电流为 时产生的力矩能满足系统 要求,则励磁电流 为l13: ,: (12)l f,一 f l,、 r ke kf n (3)弱磁工作模式 若nn ,则需要通过弱磁升速来实现。由公式(7) 可知。混合励磁无刷电机的最大运行速度可由以下公式来 计算: ” U: m (3) 对照公式(9),显然,当在励磁线圈上施加负的励磁 电流时,系统进入弱磁状态,可达到的最大转速n 将大于 额定转速 其速度调节方法与传统的电磁式直流电机弱 磁升速方法类似。 4实验结果与分析
4、所研究开发的电动汽车驱动用外转子水冷式混合励磁 无刷电机样机如图5所示,主要参数如下:额定功率 55kW,额定电流155A,额定转速3000rmin,励磁电 流一8A一+8A。电机极对数为6。 图5 外转子混合励磁无刷电机样机 为了测试该电机的增磁与弱磁效果在维持控制器母 线电压360V不变的情况下。让电枢电压控制系统的PWM 为100,即母线电压全部输出到定子电枢绕组上,通过 调节励磁电流来测试励磁电流与电机最高转速的关系,初 步试验结果如图6所示。从图6中可看出,在电枢绕组施 加额定电压下增磁时电机最高转速随励磁电流的增加而 下降,弱磁时电机最高转速随励磁电流的反向增加而升 高,试验表明该
5、电机具有优异的增磁与弱磁效果,达到了 预期的目标,但增磁效果比弱磁效果更好。更多试验有待 进一步完善。 5结论 扩展永磁无刷电机的低速转矩,使之能象传统有刷直 流电机一样实现恒功率弱磁升速一直是该领域的科研工作 者追求的目标。在电动汽车的驱动中意义尤其重大。本文 提出并研究开发的混合励磁无刷电机不但高效地实现了上 述目标通过试验证实了增磁与弱磁的效果。还通过外转 子水冷式设计进一步提高了力矩密度与功率密度,优化了 (下转第162页) 产生,原则上对焊接接头进行无损检测必须在焊接完成24 小时之后进行 。 5强度校核 当管道的所有焊接接头经无损检测合格后方可进行强 度试验,一般采用水压试验方式,
6、试验压力、保压时间等 参数必须符合设计图纸、相关标准规范的要求。试验过程 中必须仔细观察压力表是否有跳动、异响、泄漏等情况发 生。同时应仔细检查管线的焊接接头,特别是返修过的部 位是否有渗漏,如无以上现象发生,则可以证明该管线的 强度试验合格 6表面处理防腐及检验 经过强度校核合格后,必须对管道的所有焊接接头外 表面进行吹砂除锈处理及防腐。防腐层的宽度、厚度等应 符合设计图纸及相应标准规范要求,新装防腐层与原管道 防腐层之间必须圆滑过渡。不应有明显的鼓包或沟槽以 避免雨水渗进管道金属层造成腐蚀,导致管道壁厚的减 薄。 总之只要怀着对人民生命财产安全高度负责的精 神。对管道施工现场的质量从以上六
7、个方面进行控制精 心组织,科学施工,严谨检测,一切本着以人为本的精 神,管道建设的质量是可以得到控制和保证的。 参考文献: 1GBT97112-1999,石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分:B级钢管S 2JBT47302005,特种设备无损检测S 第一作者简介:刘帆,男,1967年生,广东茂名人,大学本 科,工程师。研究领域:压力容器设计与检测。已发表论文1 篇。 (编辑:王智圣) (上接第55页) 。 一 一 - 一日 -|, - 曰 o一弱磁下的速度变化曲线 一 增磁下的速度变化曲线 、 。 、 e、-o 争,一 。 励磁电流,A 图6 增磁与弱磁效果试验 散热效果,增强了磁片在
8、高速下的稳定性,为电动汽车提 供了一种更加理想的电机驱动系统,应用前景非常广阔。 参考文献: 1JCros,JRFigueroa and PViarougeBLDC Motors with Surface Mounted PM Rotor for Wide Constant Power OperationA Kecof 2003 IEEE Industry Applications Society AnnuMeeting,Vo13C,Salt Lake City,UT, Oct 2003,pP:19331940 2W Soong and TJEMiller Field Weakening Pe
9、rformance of Brushless Synchronous AC Motor Drives JIEEE ProceedingsElectric Power Apphcations,1994,141(6): 331-340 3GDJiao and CDRahnField weakening for Radial Force Reduction in Bmshless Permanentmagnet DC MotorsJ IEEE Transactions on Magnetics2004,4O(5):32863292 4 J Rong Li,Weiguo Liu and Xiangya
10、ng LiuA Novel PM BLDC Motors Inveer Topology for Extending Constant Power R on AThe 33rd AnnuConference of the IEEE Industrial Electronics Society(IECON) c,Nov2007,Taipei Taiwan,pp:12331237 5GKMid,AC Renfrew and BJChalmersField Weakening Regime for Bmshless DC Motors Based on Instantaneous Power The
11、oryJ 1EE ProcElectric Power Applications, 2001,148(3):265271 6Rong Li,Weiguo Liu and Xiangyang LiuAnalvsis of Flux Weakening by Eliminating Circulating Current in PM BLDCM JTransactions of China Electrotechnical Society,2007,22 (9):6267 7YAmara,KOujehani and EHoangFlux Weakening of Hybrid Syschronou
12、s MachinesAElectric Machines and Derives ConferenceC,2001,PP:367373 8Xiaogang Luo and TALipo,A SynchronousPermanent Manet Hybrid AC Machine,IEEE Transactions on Energy ConvemionJ,Vo12,2000,PP:203210 9N Naoe and TFukamiTrial Producnon of a Hybrid Excitation Type Synchronous MachineA Electric Machines
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