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电工技术学报 2010年第01期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工理论

EFG-MG法及其在电磁场数值计算中的应用1-5

摘要：为了解决无单元法求解效率不高的问题,将用于加速迭代求解的多重网格法引入到伽辽金型无单元法离散的场中,提出了基于伽辽金型无单元的多重网格法（EFG-MG）。这种方法采用了节点群来构造粗节点,并通过粗细节点之间的关系来确定限制算子。本文将EFG-MG法应用到电磁场数值计算中,通过算例分析,验证了该方法可提高伽辽金型无单元法的求解效率。

Halbach磁体中柱面匀场线圈的设计方法6-13

摘要：Halbach磁体场强高、体积小,是永磁台式核磁共振波谱仪的理想磁源。为开发高分辨永磁台式核磁共振波谱仪,需要使Halbach磁体的磁场达到高度均匀。引入在超导磁体中被广泛使用的鞍型线圈,设计了一种由鞍型线圈组成、能够对Halbach磁体的横向磁场进行补偿的柱面匀场线圈。仿真和实验结果证明了设计方法的正确性。

脉冲磁体的电感计算14-18

摘要：与有限元法相比,解析算法具有建模简单、可移植性强、计算效率高等优点,所以磁体设计时一般采用解析法计算其电感值。本文将主要讨论绕线磁体和铜皮磁体等两种磁体的电感解析计算方法。一般磁体电感的解析计算法,存在较多重复计算,使计算时间长、计算效率低。本文提出了一种改进计算方法,它剔除了重复计算步骤,可使计算效率大大提高。本文还依据安培环路定律和能量守定律推导出了一种解析铜皮磁体电感的计算方法,将每层铜皮逻辑划分为多匝,按绕线磁体计算,再将所得电感值经过折算便可得铜皮磁体的真实电感值。

互感耦合电磁干扰的对消方法19-23

摘要：采用对消方法抑制互感耦合电磁干扰,为解决互感耦合电磁干扰问题提供了一种新思路。互感耦合电磁干扰对消方法是检测强电干扰源电源线上的电流信号,经过变换处理后注入弱电敏感设备回路,抵消强电干扰源通过互感耦合方式耦合到弱电敏感设备的噪声电压。在分析互感耦合电磁干扰对消方法基本原理的基础上,给出了对消方法抑制互感耦合电磁干扰的实现方式和技术途径,制作用于抑制互感耦合电磁干扰的对消装置并进行了实验验证。实验结果表明,对消方法能够有效抑制互感耦合电磁干扰。

电极参数对尖-板电极空气放电离子风特性的影响24-29

摘要：空气放电离子风技术是一门新颖的技术,在实际应用方面具有现有技术手段不可比拟的优势。文章采用PIV（Particle Image Velocimetry）粒子测速技术,获得了清晰准确的离子风速度场图像。研究结果显示：减小尖电极曲率半径,可以在同样的电压等级条件下有效地提高离子风速度 接地电极采用金属网,可以克服板状电极对于离子风发展的部分束缚作用,在较低电压下能得到较高的风速,且可获得较为广阔、流场较为均匀的离子风作用区域。

大气压空气中纳秒脉冲介质阻挡放电均匀性的研究30-36

摘要：为了实现大气压空气中纳秒脉冲均匀介质阻挡放电（DBD）,利用上升沿15ns,半高宽30～40ns的正极性纳秒脉冲激发DBD,并由电压电流和放电图像研究DBD的特性,分析均匀放电实现的条件和特征。实验结果表明放电电流呈双极性,且电气参数要比交流及微秒脉冲DBD的高,在一定条件下可获得均匀模式放电。通过重复频率和气隙距离对放电均匀性的影响研究发现,2mm空气间隙中,双层介质阻挡时重复频率对放电均匀性影响不明显,但当间隙距离从2～8mm延长时,放电明显由均匀模式向丝状模式过渡。此外,对纳秒脉冲DBD放电均匀性与施加脉冲上升沿的关系进行了探讨。

电工技术学报杂志电机与电器

一种带线性动态负载的十二相飞轮储能发电机系统37-42

摘要：未来多相储能发电机系统具有广阔的发展应用前景,本文在一套十二相/12kW同步发电机硬件系统的基础上进行了带线性动态负载的十二相飞轮储能同步发电机系统的设计与仿真模型研究。系统中的线性动态负载模块由Buck电路构成,励磁功率放大器模块采用全桥电路,励磁控制器模块采用一种新型变参数反馈加前馈的控制方式。为检验设计效果,基于EMTDC软件建立了系统仿真模型,其中电机模型应用Fortran语言对EMTDC软件二次开发获得。仿真结果表明：所有设计模块均能完成基本功能,线性动态负载的输出功率能够按照期望的速率线性增加,励磁控制系统具有较好的控制精度与响应速度 系统模型求解准确、高效。

基于神经网络逆系统理论无轴承异步电动机解耦控制43-49

摘要：无轴承异步电动机是一个多变量、非线性、强耦合的系统,其径向力和转速之间存在交叉耦合,若要实现电动机转子稳定悬浮和运行,必须对电动机转速和径向力进行动态解耦控制。为此,本文提出了一种基于神经网络逆系统的无轴承异步电动机解耦控制方法。理论分析表明,此方法可以将无轴承异步电动机动态解耦成位移子系统、转速子系统和磁链子系统,从而简化外环控制器的设计,进一步提高整个系统的控制性能。最后,对采用所提解耦方法的整个无轴承异步电动机控制系统进行了仿真和初步的实验研究,结果验证了该解耦方法的有效性。

基于非线性状态观测器的永磁同步电动机无位置传感器矢量控制50-57

摘要：应用微分流形理论分析了面贴式永磁同步电动机在不同工作状态下的状态不可区分性,研究了其旋转坐标系模型的局部弱能观及全局能观性。在此基础上,设计了降阶全局能观测子系统的高增益非线性电流-速度观测器,并将其应用到转子速度的实时估计中。基于大范围调速及暂态过程中估计值偏差大的情况,利用观测到的交轴电流微分值设计了观测器自适应增益率,分析了其对观测器状态收敛的适应性。利用直轴观测到的电流与实际测量值的微分差值设计了转子的位置估计器。分析了该方法对定子电阻及外部转矩扰动的参数变化鲁棒性。为了验证所提方法的正确性,分别进行了数值仿真及实验验证。

一种过调制算法及其在永磁同步电动机弱磁控制中的应用58-63

摘要：提出了一种逆变器的电压空间矢量PWM过调制算法。和以前的算法相比,它的优点是算法简单实用,不需要计算保持角,当系统有电流环时不需要计算调制系数。在整个调制范围内,即从线性区直到六阶梯模式,算法可以统一处理,不用区分电压矢量处于哪种过调制区,输出电压可以连续变化。结合这种过调制算法,同时设计了一种电压闭环控制的弱磁控制算法。该算法不需要准确地知道电动机参数和转速等变量,将其应用于永磁同步电动机矢量控制系统中,获得了令人满意的效果。文章还介绍了实验系统的构成,给出了实验结果,实验结果证明了理论分析的正确性。

交流接触器开关电弧的图像采集与处理64-69

摘要：综合利用计算机视觉技术、光电子技术、CCD（Charge Coupled Device）高速成像技术和计算机图像处理技术研制了一种集图像采集、传输、存储、处理于一体的新型电弧图像高速采集系统,利用该系统可拍摄到低压电器开关电弧从燃弧到灭弧的一系列图像。为有效地抑制噪声、提高信噪比,本文首先应用自适应中值滤波算法去除随机噪声,然后采用拉普拉斯掩模锐化算法突出图像的边缘和细节,使处理后的电弧运动图像边缘清晰可辨,从而适于对电弧直径变化进行分析计算。通过对处理后的电弧从燃弧到灭弧的一系列图像的分析理解,归纳出低压交流接触器分断电弧的燃弧过程的特点,且发现所得的电弧运动图像特征与电弧的大量仿真结果相一致。

改进桥路型高温超导故障限流器的实验研究70-76

摘要：由于基本桥路型超导限流器对短路电流稳态值限流效果较小,本文提出了一种改进桥路型高温超导故障限流器。正常工作情况下,限流器四个桥臂上的二极管均导通,对系统无影响 系统发生短路故障后的前100μs内,该限流器像基本桥路型限流器一样立即限制短路电流峰值,其后利用固态开关的切换,将二极管和偏压电源从限流器中退出运行,超导线圈的电感能限制故障电流峰值和稳态值,利用限流电阻与超导线圈串联限流,进一步提高其限流能力,从而使装置能有效地限制短路电流稳态值。实验表明,该限流器具有很好的限流和重合闸能力,能显著减少暂态及稳态的故障电流,有效提高系统动态稳定性和电网电能质量。

电工技术学报杂志电力电子

磁集成双频DC／DC变换器77-83

摘要：但是其包含一个高频的小电感和一个低频的大电感,导致变换器的体积和重量较大。本文提出了一种新型的磁集成双频变换器,通过磁集成技术来集成两个工作于不同频率的电感,使磁件的体积和重量得到减小,成本也得到降低。用回转器-电容模型建立了集成电感的等效模型,对集成电感进行了仿真分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC变换器84-89

摘要：提出了基于串联谐振、适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC高频变换器,避免了由于传统AC/DC/AC高频变换器中存在直流滤波和调压环节所带来的缺陷,降低了二次回路输出正弦电压的控制难度。介绍了该变换器的电路拓扑结构和工作原理,分析了系统的控制模式,对不同工作模态进行了建模分析,并用仿真和实验结果证明了分析的正确性。

高压输入低压多路输出的两级式变换器90-96

摘要：270V高压直流电源系统是先进飞机电源系统的优选方案。随着飞机供电容量的增加,要求航空二次电源能够提供不同等级的电压输出以满足各种机载电子设备的需求。在这种高压输入低压多路输出的应用场合中,传统的变换器常遇到占空比失控、绕组耦合不佳及交叉调整率较差等情况。提出了一种隔离式拓扑和非隔离式拓扑相结合的两级式多路输出结构,可以解决传统变换器在此类电源模块设计中存在的问题。在分析这种变换器稳定性的基础上,试制了一台200～330V输入,12V/2A、-12V/1A、3.3V/6A和5V/10A4路输出的DC/DC原理样机,给出了实验结果。

并网LCL滤波的PWM整流器输入阻抗分析97-103

摘要：对并网LCL滤波的PWM整流器进行了深入研究,在电流环中通过引入滤波电容电流反馈控制来改变系统极点分布,抑制LCL滤波器自身的谐振和增加系统稳定性,以代替阻尼电阻的作用。将控制器参数和物理模型结合建立了LCL滤波整流器的闭环高频输入阻抗模型,详细地分析了整流模式、有源逆变模式下阻抗特性,并研究了两种模式下公共耦合端（PCC）电压前馈的影响,为LCL滤波整流器的并网控制提供理论指导。仿真和实验结果表明,LCL滤波整流器并网时可以有效减少注入电网中高次谐波含量,而引入滤波电容反馈控制策略是一种简单、可行抑制LCL谐振的方法,带PCC电压前馈有利于并网整流器小功率能量回馈的正常运行。

级联型高压变频器控制算法的研究及实现104-110

摘要：介绍了级联型高压变频器的拓扑结构和多载波控制算法,从理论上分析了载波移相式算法的优点。针对在实际设计中使用多载波算法时存在的困难,给出了一种基于数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）芯片实现错位移相式算法的方法。从实验结果中可以看出,级联型错位移相式变频器的输出相电压和线电压的阶梯数目较多,波形非常接近正弦波,且电压的变化率小,进而证明了文章所提到的实现方法的可行性。

一种变频器相电流采样重构技术111-117

摘要：在变频器交流调速的闭环控制方案中,对电动机三相电流进行采样是一个核心环节。为了降低控制低成本、减少体积、高效率,本文根据相电流、直流母线电流及逆变器开关状态之间的关系,提出了一种基于单电阻采样直流母线电流的方式进行电机相电流的重构方案。该方案通过空间电压矢量移相的方法解决了三相电流重构的难点。仿真和试验结果表明了该方法的有效性和正确性。