随着电动汽车技术的发展,采用轮毂电机驱动的四轮独立驱动电动汽车,因其理想的控制特性是电动汽车的终极形式。其中开关磁阻电机具有结构简单、启动转矩大、调速范围广等优点,适合作为电动汽车的驱动电机,已成为轮毂电机研究热点。在现有的轮毂电机及其改进结构中,未见一种理想的自带减速机构的结构。针对这一问题,提出设计了一种新型外转子开关磁阻轮毂电机,给出了新型轮毂电机的结构并对其基本实现方式进行了分析,而且以电动汽车的动力性能为目标对电机的基本参数进行了设计。

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对电机电流的采样在电机的矢量控制系统中至关重要。在一些要求低成本、体积小的交流传动系统中,通过对直流母线电流进行单电阻采样,进而完成电机相电流的重构十分具有吸引力。在分析电机相电流与直流母线电流以及逆变器不同开关状态之间的对应关系的基础上,给出了一种简化的基于单电阻采样直流母线进行电机相电流重构的方案。通过MATLAB进行仿真验证,证实了该算法的正确性与可行性。

针对矿井提升机所用电励磁同步电机的高性能控制,研究了一种基于气隙磁链定向的电励磁同步电机变频调速系统。对所采用的基于气隙磁链定向矢量控制原理进行了阐述,在此基础上给出了电励磁同步电机变频调速控制系统,给出了气隙磁链观测器常用的3种数学模型,并进行了分析。设计了一套基于DSP和FPGA的电励磁同步电机控制系统。此系统能实现对电励磁同步电机的数字化、高性能、高可靠性控制。

探讨了永磁直线同步电机的数学模型,在同步电机、交交变频器和磁场定向控制系统方程的基础上,给出了永磁直线同步电机磁场定向控制数学模型,并用Matlab软件进行了仿真分析。

介绍了矿用永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制技术原理,在matlab环境下建立了仿真模型,试验结果表明直接转矩技术,能够有效地减少电机磁链和转矩的脉动,采用直接转矩控制技术的永磁同步电机具有较宽的调速范围、良好的动态和稳态性能。该电机控制方案可广泛应用于煤矿空气压缩机、压风机、水泵等设备。

传统一阶滑模观测器通过估计反电动势实现系统无位置控制,该系统存在较大的高频颤振,且速域相对较窄。基于此,通过设计二阶滑模观测器,估计出扩展反电动势,利用锁相环得到转速和位置的估计值。仿真结果表明:该算法能有效减小系统中的颤振、提高估计精度、简化系统结构、拓宽速域,增强系统抗干扰能力。

为了提高矿用隔离开关分断试验的可靠性,对基于无刷直流电机机构的检验装置控制技术进行研究。在分析无刷直流电机机构的基础上,利用DSP 28335为核心设计矿用隔离开关分断试验电机机构控制系统,详细介绍逆变单元、IGBT驱动保护单元和电机机构位置检测单元的设计方案,并对所设计的电路进行调试。实验测试结果验证了所设计电路的可行性和稳定性,能够满足IGBT驱动和电机机构位置检测技术要求;

为了提高矿用隔离开关分断试验安全性,缩短产品检验周期,提出基于无刷直流电机机构技术。在分析煤矿机电事故状况和矿用隔离开关结构、工作原理基础上,对手动机构、气动机构工作过程和缺点进行详细分析,通过反力曲线分析得到电机机构输出转矩趋势,设计电机机构电磁结构;并建立有限元仿真模型,对电机空载电流、空载磁链、空载转矩及负载转矩进行仿真分析。

为提高煤矿机车的安全持续性,提高其运行稳定性,在分析无刷直流电机控制系统的基础上,采用一种基于PI控制的双闭环新型无刷直流电机控制系统。采用的双闭环系统中,速度环和电流环都采用PI控制算法,并用MATLAB\Simulink进行仿真验证。结果表明,此系统鲁棒性好、响应速度快,证明了设计的合理性。