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电工技术学报 2006年第10期杂志 文档列表

电工技术学报杂志理论与研究

一种永磁磁体外部特殊磁场区域的构建问题1-6

摘要：单边开放式永磁型磁共振磁体结构的研究是一个全新的电工课题。本文基于鞍点理论，探索永磁磁体外部一侧构建均匀磁场区域的可行性问题，并根据可行性要求，通过对单边电流线圈结构的分析，给出一种单边永磁磁体结构方案，并应用一种数值法与半解析法相结合的混合算法分析这种特殊磁体结构的磁场。数值仿真结果表明，本文提出的永磁磁体结构能够较好地在磁体外部构建符合成像要求的薄片形磁场区域。鞍点理论在单边开放式MRI磁体结构设计中的成功应用，为单边永磁MRI磁体结构的分析提供了可靠的理论依据，而磁体外部特殊磁场区域的成功构建，为介入式磁共振系统的研究准备了条件。

屏蔽分析中的三维FDTD细孔缝模型7-11

摘要：研究了时域有限差分（Finite—Difference Time—Domain，FDTD）法的三维细孔缝模拟问题，推导出基于CP（Contour Path）法的三维细孔缝仿真算法。在不同孔缝宽度模型下，分别利用细化网格和容性细孔缝（Compacitive Thin—Slot Formalism，C—TSF）两种算法验证三维CP细孔缝模型的精度和适应性。结果表明该CP模型在缝宽较大时精度较好，和C—TSF算法相结合在分析细孔缝电子机箱屏蔽问题时应避免使用细化网格。

《电工技术学报》征订详情11-11

电源线EMI滤波器内部杂散电磁耦合及其作用12-16

摘要：电源线EMI滤波器的高频衰减性能常受到滤波器内部和外部杂散电磁场的影响，导致滤波器的高频插入损耗远低于预计值。本文对一个L-C-L共模型EMI滤波器内部的杂散电磁耦合及其作用进行了理论分析和实验识别，确定了各元器件、互连回路间杂散耦合的电磁性质，研究了各耦合作用的大小。针对主要的杂散耦合效应，提出了相应的改善措施。本文对滤波器内元器件寄生参数的作用也进行了分析和对比。

液体媒质超声波电机定子振动的有限元分析17-21

摘要：液体媒质超声波电机定转子不直接接触，而是利用液体将定子振动的机械能传递给转子，从而克服了接触型超声波电机的不足，是超声波电机一个新的研究方向。本文针对液体媒质超声波电机与接触型超声波电机能量传递方式上的不同，建立了电机定子有限元模型，通过定子模态、谐响应和电压激励时的动态分析，获得了电机的振动频率及接触面上定子质点的运动轨还，在此基础上讨论了定子振动对电机运行特性的影响，并研究了压电片引起的定子振动的变化，给出了压电片厚度与振动幅值及谐振频率的关系曲线。最后测量了不同电压频率、不同液面高度时电．机的转速，实验结果验证了理论分析的正确性。

磁极偏移削弱永磁电机齿槽转矩方法22-25

摘要：研究了永磁电机磁极偏移对齿槽转矩的影响，发现当每极槽数不为整数时，磁极偏移会引入新的齿槽转矩谐波。因此要通过磁极偏移减小齿槽转矩，除了减小永磁体对称时存在的齿槽转矩谐波外，还要减小新引入的低次谐波。为解决现有的永磁体偏移角度计算方法存在的不足，本文推导了磁极偏移时齿槽转矩的表达式，提出了确定永磁体偏转角度的新方法。有限元计算结果表明：与现有的方法相比，本文提出的磁极偏移角度计算方法得到的偏转角度对原有齿槽转矩谐波以及新引入的低次谐波都有较好的削弱作用，因此能较好地减小齿槽转矩。

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统26-30

摘要：为了实现无刷直流电机无位置传感器控制，提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法。该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系，直接检测到断开相绕组的反电动势过零点，从而获得转子位置信息。本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势，通过软件延时得到六个离散的换相信号，简化了检测电路。文中对电路结构进行了分析，并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证，实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性。

一端稳压-端稳流型软开关双向DC／DC变换器（Ⅰ）——电路原理和控制策略31-37

摘要：提出了一种适合于高低压变换的软开关双向DC／DC变换器，该变换器为隔离Boost变换器和全桥变换器组合而成的电流-电压型拓扑。详细分析了能量双向流动和实现软开关的原理。提出一端稳压和-端稳流的控制策略，可实现能量双向流动的自由转换。采用一种启动电路，可抑制Boost模式启动时的冲击电流。

级联型多电平逆变器中的谐波控制38-43

摘要：级联型多电平逆变器中，逆变器模块单元数越多，输出波形质量越好，但模块数的增加也同时意味着成本的增加。本文分析了最小模块单元数级联型多电平逆变器在高频应用中的谐波控制问题。通过求解器件开关角方程，给出了模块电源电压比值不同时开关角的选择范围及输出电压基波幅值的调节范围，并依据输出电压谐波畸变率与基波幅值关系，总结了模块电源电压比值的选择原则。仿真与实验结果证明了理论研究的正确性与可行性。

三相高功率因数电压型PWM整流器建模与仿真44-49

摘要：提出了三相高功率因数电压型PWM整流器全数字控制的数值仿真方法，实现了数字控制逻辑与主电路仿真的统一。文中详细地分析并建立了三相电压型PWM整流器的高频数学模型，建立了三相高功率因数PWM整流器控制到输出的传递函数，给出了电压调节器的设计方法。数字逻辑仿真所用的高级语言可直接转换成DSP能识别的逻辑语言来实现实验样机的数字控制。仿真和实验波形的一致性表明：本文建立的电压型PWM整流器的高频数学模型是正确的，提出的仿真方法是有效的。

一种索支撑柔性结构轨迹跟踪控制方法50-55

摘要：大型射电望远镜馈源支撑结构采用六根柔索驱动馈源舱完成大范围高精度扫描跟踪的创新设计方案。针对该柔性结构非线性、大滞后、多变量耦合的特点，提出了一种双模糊控制和干扰观测器相结合的控制算法来实现馈源轨迹跟踪策略。这种新方法通过构造干扰观测器来观测柔性结构的各种干扰，并根据观测到的干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响；同时引入带有比例积分校正环节的双模糊控制器来实现馈源舱轨迹跟踪，通过调整因子来优化控制规则。仿真结果表明，该控制算法不仅能满足对轨迹跟踪精度要求，而且具有较强的鲁棒性。

船舶电站柴油机非线性H∞调速器56-61

摘要：船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性。船舶电站柴油机调速系统是一个非线性控制系统，为了分析系统的动态特性，首先建立柴油机调速系统的非线性数学模型，然后以此为基础设计非线性H∞调速器。将直接反馈线性化和H∞控制理论相结合应用于柴油机调速器的设计，把系统的性能要求转化为标准H∞控制问题，通过解Riccati方程，获得了柴油机非线性H∞转速控制律。计算机仿真结果表明，设计的非线性H∞调速器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下，有效地提高系统的动态精度和抑制扰动的能力，改善了船舶电力系统频率的稳定性。

电工技术学报杂志技术应用

切向结构永磁同步电机的非导磁衬套研究62-66

摘要：首先分析了切向结构永磁同步电机非导磁衬套厚度的影响因素，提出了磁钢厚度的约束条件。探讨了气隙δ恒定情况下欲保持气隙磁密Bδ不变时极对数p与磁钢厚度hm之间的关系，研究了气隙反漏磁通ψσ，恒定时极对数p与非导磁衬套厚度t的关系；然后分析了气隙δ变化情况下欲保持气隙磁密Bδ恒定气隙δ和磁钢厚度hm的关系，讨论了气隙δ变化、漏磁ψσ恒定情况下气隙δ和非导磁性衬套厚度t的关系；并进一步揭示了气隙磁密Bδ、漏磁ψσ恒定时气隙反磁钢厚度hm、非导磁衬套t之间的关系。

减小小功率开关磁阻电机转矩脉动的迭代学习控制67-70

摘要：优化开关磁阻电机的相电流波形来减小开关磁阻电机的转矩脉动是国内外学者争相研究的热点问题。本文基于开关磁阻电机的线性和非线性电感模型，在转矩反馈的基础上，提出了转矩补偿的迭代学习控制方法，通过迭代学习，调整各相绕组不同位置的电流给定值，优化开关磁阻电机的相电流波形。仿真研究证实了本文所提出的转矩补偿迭代学习控制方法具有精度高、收敛速度快的优点，从而有效减小了开关磁阻电机的转矩脉动。

压电驱动中的串联电感匹配技术71-75

摘要：压电驱动因其多样的实现形式和高精度而弓l起广泛关注，但由于压电振子的非线性容性特性使其效率成为进一步商业化的限制。为了提高压电振子的效率，本文研究了超声振子与驱动电路的匹配技术，重点讨论了容性振子的串联电感匹配技术，对电感的作用进行了仿真研究，提出了最小相位匹配原理，实验验证效果良好，该理论适用于压电振子的动态匹配技术。

基于模糊逻辑的磁悬浮混合悬浮磁极控制方案76-80

摘要：电磁永磁混合悬浮是电磁型（EMS）高速磁悬浮列车悬浮系统的发展方向之一，由于系统具有强非线性和慢时变的特点，传统的状态反馈控制在系统参数变化较大时有可能使系统失稳。本文在简要分析系统数学模型的基础上首先给出了传统的状态反馈控制器的设计方法，并在此基础上，提出了一种非线性模糊PD控制器结合线性加速度阻尼环节和线性积分环节的混合控制器。由于模糊控制器的设计过程综合了专家经验，从而使得整个系统更具有鲁棒性，并且动态特性也得到了改善，系统响应速度更快，超调量也更小。试验结果证明了该方案是正确的。

二次侧加钳位开关管的ZCSPWM Boost型DC／DC全桥变换器81-85

摘要：提出了一种二次侧加钳位开关管的移相控制零电流开关（ZCS）PWM Boost型DC／DC全桥变换器。该变换器在二次侧加二只用作钳位的辅助开关管，利用恒定的输出电压，通过变压器对一次侧的开关管进行钳位，减小了开关管的电压应力，所有开关管均实现ZCS。本文对该变换器的工作原理进行了详细分析，给出了参数设计的原则。在实验室完成了一台1200W原理样机，实验结果证实了理论分析的正确性。

峰值电流控制DC／DC变换器的恒值限流方法86-89

摘要：讨论了峰值电流控制DC／DC变换器中的稳定性问题，分析了解决稳定性问题的斜坡补偿原理及实现方法，研究了斜坡补偿对开关管电流峰值限流保护点的影响，揭示了过流保护值随占空比减小而增大，且有损开关管安全工作。提出了同步补偿实现开关管恒定峰值限流保护解决方案。并以UC3846控制的交错并联双管正激变换器为例进行了实验研究，给出了实现电路的设计原理和方法，验证了理论分析的正确性和可行性。