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电工技术学报 2007年第09期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工材料

温度对土壤电阻率影响的研究1-6

摘要：青藏铁路沿线许多供变电所的接地网建在冻土区域,研究土壤电阻率的温度特性是改善冻土区域接地系统性能的关键。本文首先利用多孔介质模型分析了土壤导电的机理,并讨论了温度对土壤电阻率的影响途径;然后通过实验研究土壤电阻率温度特性;最后,根据研究结果指出了降低冻土区域土壤电阻率的可行方法。温度对土壤电阻率的影响分为三个阶段：温度在0℃以上,土壤电阻率随着温度的下降而上升;温度从0＋变化到0_的过程中,土壤电阻率发生跳变;土壤的温度在0℃以下时,土壤电阻率同样随着温度的下降而上升。

强电场下非线性阻性介质中的应力补偿效应7-10

摘要：传统聚合物中添加掺杂颗粒构成的复合应力控制材料是目前世界范围内的一个热门研究领域,其特有的场致非线性电阻特性使其能应用于套管型绝缘结构中,从而改善电场集中分布,提高设备耐受电压。研究发现,这一类非线性电阻型电介质在改善电场集中的同时,会将超过临界电应力的电场转化为热应力,以补偿原电场改善的部分;反之,该过程也存在等效的逆向效应,即试样温度的升高会使发生同等程度转化的场强值降低。这种发生在电介质中的应力转化和补偿现象使试样的介质损耗角正切tanδ随场强E变化的关系曲线出现回线形式。研究结果表明,这种应力转化的定量关系与电介质的松弛时间特性有关。

有机绝缘试样漏电痕破坏的非线性分析11-15

摘要：有机绝缘材料表面的漏电痕破坏威胁电气设备安全使用,对有机绝缘材料的耐电痕程度进行评定在安全使用和选择绝缘材料方面具有重要理论意义和实用价值。本文基于IEC 60112标准试验法,采用聚对苯二甲酸乙二醇酯为试样,进行耐电痕破坏试验。通过对试验中放电电流的非线性特征分析,发现在放电的不同阶段,放电电流混沌吸引子演化轨道、递归图的拓扑结构和纹理方向均有显著变化,其分形维数也明显不同。研究结果证明,对放电电流进行非线性分析,可以对有机绝缘材料漏电痕劣化程度及耐电痕性进行有效评价。

X射线衍射法研究大电机定子绝缘的老化过程16-21

摘要：绝缘老化过程和老化机理的研究是电力设备绝缘状态监测和状态诊断技术的基础。本文研究绝缘常用材料云母在大电机运行应力作用下的老化过程。对300MW/18kV发电机运行23年的定子线棒绝缘进行X射线衍射实验,通过衍射图谱分析绝缘中云母晶体的化学式,探讨了云母的老化过程。结果表明：在运行应力尤其是局部放电的长期作用下,定子绝缘中所有云母晶体都发生了复杂的变化,K原子数由老化前的1减小为0.75,Al离子被Fe离子和Li离子置换,羟基被F离子置换等。但还很难解释其复杂过程。

电工技术学报杂志信息动态

《电工技术学报》征订详情21-21

电工技术学报杂志电工材料

轨道交通直流电缆绝缘诊断技术现状及展望22-27

摘要：当前直流馈电电缆绝缘诊断主要依靠离线周期性测试和各类保护的动作报警,本文首先分析了现行诊断技术的不足,指出现行诊断技术由于其局限性、被动性已不能满足轨道交通安全运营的需求,应对直流馈电电缆绝缘实施在线监测技术。分析了将交流电缆监测技术应用于直流馈电电缆的可行性。结果表明,交流电缆在线监测技术不能移植于直流馈电电缆,但放电法和直流泄漏电流法可以借鉴参考,有必要进一步开展相关方面的技术研究。

电工技术学报杂志电机与传动控制

电动车用定子双馈电双凸极电机的设计与电磁特性28-33

摘要：介绍了定子双馈电双凸极（SDFDS）电机的设计方法,导出了电机尺寸方程,设计了一台三相12/8极电机样机。基于二维有限元对电机的磁场分布、磁链、反电动势、电感和静态转矩等电磁特性进行了计算和分析,计算中考虑了励磁磁场和电枢反应的相互作用。样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该电机的进一步研究和控制系统的设计奠定了基础。

基于有限元分析的磁悬浮开关磁阻电机数学模型的全角度拓展34-39

摘要：针对磁悬浮开关磁阻电机在定转子齿极非交叠区间的模型空白,推导了该区间的数学模型。在对电机磁场进行有限元分析的基础上,确定了磁路分割方案,推导了各部分磁导及各绕组自感和相互之间的互感表达式,进而根据机电能量转换原理,推导了径向悬浮力及电磁转矩的表达式,从而完整了磁悬浮开关磁阻电机一个相周期全角度范围内的数学模型。有限元数值验证结果证明了模型的正确性。

双转子永磁电机电感参数、永磁电势及齿槽转矩40-44

摘要：双转子永磁电机是一种具有高转矩密度、高运行效率的新型永磁电机。本文对该电机的电感参数及永磁电势进行了分析计算,研究了该种电机独特的降低齿槽转矩的方法。针对电感参数和永磁电势,首先采用解析法,在考虑组成双转子永磁电机的内外转子电机直轴不一致情况下,推导出了该电机电感参数及绕组感应电势的计算公式;然后采用电磁场的有限元法及样机试验对所计算的电感及电势进行了验证。结果表明,解析值、电磁场的有限元计算值及试验值三者吻合很好。

在恒转矩和弱磁控制状态下的各种永磁同步电机负载铁耗45-50

摘要：研究了四种不同转子结构的永磁同步电机,即表面安装式、表面埋入式、径向内置式和切向内置式永磁同步电机,在不同的控制模式下,电机铁心内各典型部位的磁场波形变化。利用有限元法和实测结果,分析和计算了这些电机在各种运行模式下的负载铁耗变化,即在恒转矩区域和弱磁控制区域下负载铁耗的变化,并具体比较分析了弱磁性能和磁钢保护性能优越的各类内置式永磁同步电机负载铁耗明显高于表面安装式永磁同步电机具体原因。

永磁低速同步电机角度随动系统饱和特性影响的研究51-55

摘要：介绍了一种新型的采用永磁低速同步电机做直接驱动的角度伺服系统,实现了电气减速,简化了系统结构并提高了精度。系统中的功率放大电路如果工作在饱和状态可以提高输出力能指标和系统稳定性。对不同饱和程度下永磁低速同步电机的绕组电流进行了仿真分析并得到了合成磁势的变化规律。实验结果证明了该方法并不影响系统跟随精度的结论,具有很好的工程实用性。

基于UKF的永磁直线电机进给系统位置与速度估计56-61

摘要：Unscented卡尔曼滤波器（UKF）在许多非线性估计及控制问题中取得了成功的应用。针对永磁直线同步电机（PMLSM）进给系统的特点,将UKF引入PMLSM的位置与速度估计中,建立了基于UKF的无位置传感器PMLSM进给系统。通过迭代搜索分析滤波器参数对UKF估计性能的影响,并对噪声方差阵参数进行了优化。分别对PMLSM有位置传感器进给系统和无位置传感器进给系统进行了仿真研究。仿真结果表明,UKF具有较高的估计性能,基于UKF的的无位置传感器PMLSM闭环控制系统在宽的速度范围内具有较好的速度响应特性,对初始位置误差具有较快的收敛特性。最后通过实验验证了UKF算法在PMLSM的状态估计中的有效性。

永磁无刷直流电机消除逆变环流的弱磁性能研究62-67

摘要：分析了造成永磁无刷直流电机弱磁运行区间过窄的一个关键因素——逆变电路环流;提出了一种新型驱动拓扑电路,此新型电路结构在传统三相逆变桥的基础上,在每个半桥臂下方反向串联一个相同的功率器件,同步控制其通断,达到消除逆变环流的效果。通过与传统逆变电路拓扑的对比,分析了此新型电路拓扑消除环流的原理,并对传统驱动拓扑电路和新型驱动拓扑电路进行了对比实验研究。结果表明,此拓扑电路消除了环流,进而消除了弱磁区间环流引起的负转矩。实验中永磁无刷直流电机的弱磁调速比从传统电路的1.22增大到2.58,有效地扩展了永磁无刷直流电机的弱磁调速范围。

更正67-67

基于模糊规则的无刷直流电机免疫PID控制68-73

摘要：无刷直流电机（Brushless DC Motor,BLDCM）是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以得到满意的控制效果。本文提出了一种新型的基于模糊规则的免疫PID控制器用于无刷直流电机的转速控制中。这种免疫PID控制根据T细胞的生物免疫反馈机理,包括决定应答速度的激活环节和决定稳定效果的抑制环节。用模糊规则来逼近其中的抑制环节,并与PID结合补偿其控制偏差。系统采用双闭环控制,内环为电流环,外环为速度环。Matlab仿真表明,系统超调量小,速度响应快,而且速度响应受电机参数变化影响小,各种外界干扰也得到了很好的抑制,具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。通过以TI公司的TMS320F2812 DSP为基础进行的实验可以看出,较之传统PID控制,采用免疫PID控制在无刷直流电机的实时控制中取得了较好的实验效果,具有较好的动态和静态性能。

基于自适应小波网络的永磁无刷直流电机直接电压控制74-79

摘要：通过分析永磁无刷直流电机的转子位置与三个相电压之间的关系,提出了基于自适应小波神经网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制新方法。该方法根据位置检测原理和微控制器的特点构建一个以三个相电压为输入,桥路编码信号为输出的多输入单输出小波网络模型。网络隐层节点初始个数为零,在训练过程中不断地按照自适应算法添加或删除隐层节点,形成一个结构简单、紧凑的小波网络。采用梯度下降法对网络进行离线训练和在线训练,由离线训练进行参数初始化并确定网络隐层节点个数,以滤波和逻辑处理后的网络输出信号为教师对网络输出层连接权进行在线调整。从而由电机的相电压直接映射出电机的换相信号,取代传统的位置传感器,实现无位置传感器的直接电压控制。实验结果表明,该方法能得到准确的永磁无刷直流电机的换相信号。

基于参数在线估计的交流异步电动机效率最优控制80-85

摘要：常规的基于异步电动机损耗模型的效率优化控制策略易受参数变化的影响,往往不能使电机运行在效率最优点。为解决这一问题,引入渐消记忆最小二乘递推算法在线估计损耗模型参数,提出了基于参数在线估计的异步电动机效率优化控制策略,该方法直接估计电机损耗模型的参数,避免了对电机定转子电阻和电感的辨识,简便易行。仿真研究结果表明,该参数估计算法和控制策略确保了损耗模型参数估计误差收敛。设计了基于数字信号处理器TMS320LF2407A的变频驱动实验系统,对加入参数估计算法前后的效率优化控制做了对比实验。实验结果表明,该控制策略下变频驱动异步电动机运行效率高于无参数估计算法。

电工技术学报杂志电力电子

电流型单端初级电感变换器中分岔行为与稳定性86-92

摘要：导出了连续运行模式下电流型单端初级电感变换器（SEPIC）的频闪映射方程。采用数值方法研究了系统中的分岔和混沌现象,并对不稳定区域中的非线性行为（如倍周期分岔、边界碰撞分岔和吸引子共存）进行了分析。数值结果表明,较之低维DC-DC变换器,SEPIC变换器作为一类高维的DC-DC变换器,电路参数的变化使得系统出现了更为复杂、多样化的非线性现象。根据系统Jacobian矩阵特征乘子的变化趋势,确定了系统首次失稳时分岔点的位置和类型,讨论了电路参数的变化对系统稳定性的影响。