外转子磁通切换永磁电机容错运行转矩脉动抑制研究

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1、电气传动2014年第44卷第7期ELECTRICDRIVE20l4Vol

2、44No．7外转子磁通切换永磁电机容错运行转矩脉动抑制研究彭雪辰，全力。朱孝勇。沈月香(江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013)摘要：为了抑制外转子12／22极磁通切换永磁(FSPM)电机单相开路运行的转矩脉动，提出了一种新颖的FSPM电机控制策略。通过重新分配两相电流的幅值和相位，维持磁动势不变。考虑到FSPM电机较大的定位力矩会引起转矩脉动、振动和噪声问题，在电机容错运行时注入谐波电流补偿定位力矩，进而抑制转矩脉动。仿真验证了该策略的有效性。关键词：磁通

3、切换；转矩脉动；定位力矩补偿；容错控制中图分类号：TM351文献标识码：AResearchofTorqueRippleReductiononFault-tolerantOperationforExternal·-rotorFlux—-switchingPermanentMagnetMotorPENGXue-chen，QUANLi，ZHUXiao-yong，SHENYue-xiang(SchoolofElectricalandInformationEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，J

4、iangsu，China)Abstract：Inordertodecreasethetorquerippleoftheexternal·-rotor12／22poleflux·-switchingpermanentmagnet(FSPM)motor，anewcontrolstrategyforFSPMwasproposed．Keepthemagneticmotiveforceinvariantbycontroltheamplitudeandphasepositionofothertwophasescurrentsagain．Duetoth

5、eproblemssuchastorquerippleandnoisecausedbythebigcoggingtorque，harmoniccurrentwasaddedtocompensatethecoggingtorque．SimulationprovesthemethodiSefective．Keywords：flux—switching；torqueripple；coggingtorquecompensation；fault-tolerantcontrol失等原因造成的转速脉动、振动和噪声问题会更1引言为严重，甚至导致电机失步影

6、响正常运行。磁通切换永磁(FSPM)电机具有效率高、功关于永磁电机缺相控制的方法，现有的文献率密度高和易于冷却等优点，是一种新型定子永大多从磁动势不变或瞬时转矩不变的角度对电磁型电机。与开关磁阻电机类似，FSPM电机转机缺相控制进行描述。文献E4]根据故障前后磁子上无永磁体，结构简单坚固。与双凸极定子永动势维持不变，得到缺相后的补偿电流，考虑了磁电机相比，FSPM电机具有磁链双极性、反电势转矩缺失对转矩脉动的影响，未考虑FSPM电机正弦度高和转矩密度高等优势。因此，FSPM电定位力矩对转矩脉动的影响。文献[5—6]以瞬时机特别适合运行在可

7、靠性高、功率密度大的场功率不变为目标，结合拉格朗El法则等数学手合，如电动汽车和电动牵引系统领域。段，计算较为繁杂。文献[7]并未考虑实际故障因此，FSPM电机被认为是最有希望替代转检测的滞后性对转速下降的影响。子永磁型电机的一种结构。但是，FSPM电机较高关于削弱和补偿永磁电机定位力矩的方的气隙磁密和定转子的双凸极结构致其产生较大法，国内外学者进行了深入研究。文献[8]的定位力矩，从而导致电机的转速脉动、振动和噪针对FSPM电机结构尺寸采用单参数独立优化声问题n。电机缺相运行时，定位力矩、转矩缺和遗传算法全局优化两种方法进行优化，一定作

8、者简介：彭雪辰(1988一)，男，硕士研究生，Email：925607671@qq．com68彭雪辰，等：外转子磁通切换永磁电机容错运行转矩脉动抑制研究电气传动2014年第44g第7期程度上削弱了定位力矩。文献[9]通过改变g式中：Ⅳ为每相匝数；O／=l120。。轴电流补偿PMSM电机的定位力矩，并在低速结合式(1)和式(2)得：运行工况取得了较好的研究成果。文献[10]通MMF=M(cos+jsin0)=NIe(3)过注人电流谐波对12／10极FSPM电机进行定当FSPM电机的某相电力电子器件或绕组开位力矩补偿，该法只考虑了定位力矩最主

9、要的路时，通过调节其它两相的电流来维持旋转磁动高次谐波，忽略了其余高次谐波。对于FSPM势不变，可以保持电机的输出转矩不变。电机缺相运行定位力矩补偿控制策略的相关文A相开路时，有：献还较少见。