电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2011年第06期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电机与控制专题
基于转子槽谐波分析的潜油电机温度辨识1-6

摘要:鉴于油井独特的高温高压环境对常规测温方法的限制及潜油电机对温度监测的迫切需求,提出了一种基于转子槽谐波的潜油电机无传感器温度辨识方法。核心在于通过在地面易测得的潜油电机定子电压和电流进行无传感器电机温度辨识,实现对工作于井下2~3km深处潜油电机温度的实时监测。根据所推导出的潜油电机转子温度解析表达式,可对潜油电机转速、感抗及转子电阻进行在线计算并监测其状态变化。实验结果表明,目前基于转子槽谐波分析得到的局部时段转速最大误差为3r/min,温度辨识精度误差小于10℃,从而验证了所提算法的正确性与可行性。

基于热力学参数摄动分析的潜油电机温度辨识7-11

摘要:为有效提高无传感器温度辨识方法的计算精度,将热力学参数摄动分析理论应用于潜油电机的温度辨识。基于潜油电机的网络热力学建模,给出潜油电机热参数,尤其是定、转子间耦合电阻参数摄动对电机温度变化的规律性。通过对所推导热力学方程进行频域根轨迹分析,可验证所取热力学参数的稳定性与合理性。仿真与实验结果表明,依据本文所提方法给出的潜油电机定、转子间耦合电阻等热力学参数得到的电机辨识温度可与实测结果相印证。

转子电阻变化对电力牵引感应电机起动转矩的影响12-17

摘要:列车运行范围广、路况复杂,在最困难的区段也要能够快速平稳起动,这就要求电力牵引感应电机能够提供足够大的起动转矩。影响起动转矩的因素主要是转子电阻的变化,而影响转子电阻变化的关键因素则是电机的温升。本文首先从转差频率和磁场定向两个方面分析了电力牵引感应电机的牵引特性,证明了转差频率和磁场定向的本质统一。在此基础上,分析了转子电阻变化对电力牵引感应电机转差频率和磁场定向的影响,以及对起动转矩的影响。利用TMS320F2812构成的控制系统,采用矢量控制技术,对电力牵引感应电机进行了起动转矩的理论验证实验。实验结果表明,转子电阻对电力牵引感应电机的起动转矩影响很大,温升是影响转子电阻变化的主要因素。

利用蚁群算法辨识PMSM伺服系统负载转矩和转动惯量18-25

摘要:提出用蚁群矢量移动算法同时辨识永磁同步电动机(PMSM)伺服系统负载运行时的转动惯量和负载转矩,以便速度环的PI参数整定和转矩补偿。其原理是把蚁群的平面矢量移动正交分解成水平和垂直两个方向,分别和转动惯量及负载转矩对应,每只蚂蚁的位置对应一种转动惯量和负载转矩组合的可能解。运用采样得到的d轴电流和速度序列数据,基于最小方差原理,建立蚂蚁信息素散发模型,使得蚂蚁位置与实际转动惯量和负载转矩越接近,蚂蚁散发的信息素越大。根据蚁群总信息素分布情况,计算蚁群的理想分布期望,与实际蚁群分布比较后,启发蚁群矢量移动,并朝最优方向聚集,收敛点为辨识最优解。精心选择蚁群的规格化分布区间,把动态的蚁群分布区间转化成规格化区间,改善收敛速度。仿真和实验表明,能同时辨识转动惯量和负载转矩,误差小;蚁群规模变大,误差更小,调整后的伺服系统动态性能变好。

电无级变速器的内燃机最佳效率控制26-32

摘要:通过对混合动力汽车电无级变速器传动机构原理分析,提出一种内燃机最佳效率控制策略。该策略主要是基于底层控制系统的硬件结构,根据上位机发送的指令对双机械端口电机的内转子进行转矩控制,实现内燃机最佳效率运行;对外转子进行转速控制,满足车辆运行需求。并且给出了该策略下转矩辨识的方法;同时给出在整车中车辆总成控制与双机械端口电机控制系统和其他系统配合关系。通过实验,验证了该控制策略可以实现内燃机最佳效率运行同时满足负载侧连续平滑调速的可行性。

高温超导直线感应电机的优化设计33-38

摘要:详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级铁心槽宽等关键参数进行了参数扫描和优化,分析了它们对电机电磁力、初级槽漏磁通和电机临界电流的影响,提出了高温超导直线感应电机的优化设计方法。根据得到的高温超导直线感应电机优化设计参数制造了一台完全相同的铜绕组实验样机,测试了样机在不同电流和速度下的推力,对比相同条件下得到的有限元电磁仿真结果,可以得到一个修正推力仿真结果的系数,这个系数对研究不同电机参数的电机推力很有意义。

永磁同步电机改进无差拍电流预测控制39-45

摘要:永磁同步电机数字控制系统的电流预测控制,具有动态响应快、开关频率恒定、适于数字实现等特点。基于拉格朗日插值的无差拍预测控制算法,对电机电感参数失配比较敏感。为此,提出一种改进无差拍预测控制算法,修改了电流偏差约束条件和输出电压预测方法。利用根轨迹法分析了算法鲁棒性与电感参数失配的关系。在电机电感参数发生失配情况下,能够维持系统稳定,实现电机电流的闭环控制,使实际电流跟随给定,提高了算法的鲁棒性。仿真和实验结果验证了分析设计的可行性和有效性。

基于重复控制深海柱塞泵用永磁同步电机转速波动的抑制46-50

摘要:结合深海柱塞泵的工作原理,分析了其负载转矩周期波动的特性,并在常规转速开闭环控制系统下,研究了周期性负载扰动对电机输出转速的影响,指出基于常规PI控制的闭环系统不能抑制中频段的负载扰动。针对负载转矩扰动与电机转动位置相关的周期性特点,提出采用改进重复控制的策略来抑制电机低速时的转速波动。仿真和实验结果均表明,重复控制系统能够很好地抑制周期性的转速波动。

永磁同步电机的自适应逆控制51-55

摘要:设计了自适应逆控制的永磁同步电机(PMSM)控制系统,控制系统采用双闭环结构的矢量控制,将自适应逆控制方法引入速度控制。运用非线性自适应滤波器,实现系统的建模与逆建模,并引入滤波器构成了速度控制器,采用最小均方差(Least Mean Square,LMS)自适应滤波算法在线调整其权函数,实现速度的精确控制。在基于DSP的永磁同步电机速度控制系统平台上的实验结果表明,非线性滤波器能够建立电流环模型,提出的非线性自适应逆控制方法能够实现精确的速度控制。与PID控制方法相比,具有更精确的速度跟踪性及更快的响应速度。

基于积分时变滑模控制的永磁同步电机调速系统56-61

摘要:针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统,设计了一种积分时变滑模变结构的速度环控制器,解决了传统PID控制器鲁棒性差、系统抗扰能力弱和动态响应性能不佳的问题。在滑模面的设计中引入误差信号的积分项,避免控制量中对加速度信号的要求,增强系统的抗干扰能力;同时引入时变项,在保证系统全局稳定的前提下提高了滑模面的收敛速度。在基于DSP的PMSM实验平台上进行实验,结果表明,所提出的积分时变滑模控制方法能够实现精确的速度控制,与传统的PID控制方法相比,能够更好、更快地跟踪给定速度信号。

基于改进型简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制62-66

摘要:传统的简化磁链法需要以单相轮流导通和电流斩波控制为前提条件,其中单相轮流导通即在换相角处关断当前相的同时开通下一相的条件使系统的开通和关断角之间存在耦合,不利于在进行无位置传感器速度控制同时实现效率优化或转矩脉动最小化等要求。为此,本文提出了能够任意给定开通角且其与关断角无关的改进型简化磁链法,并以此搭建了开关磁阻电机(SRM)无位置传感器速度控制系统。所提方法仅需控制系统采取关断角固定和电流斩波控制方式,根据所提的改进型简化磁链法,能够确定关断角位置,并可估算出转速和任意时刻转子位置。最后,所提方法和利用该方法搭建的SRM无位置传感器速度控制系统,通过DSP驱动实验,证明了其有效性。

低定子频率下消除电流测量误差的磁链观测器67-72

摘要:随着控制性能要求的提高,电流测量误差对电励磁同步电动机控制性能的影响愈加显著。从电流测量路径看,产生误差不可避免,直流偏移和比例不平衡误差会造成转速周期性地波动。本文采用一种简单的谐振式观测器对低定子频率下存在的电流测量误差进行补偿,并且为了消除残余误差,纯积分磁链观测器采用了残余误差补偿器以精确观测磁链。最后,基于Matlab/Simulink对电流两相传感器的电励磁同步电动机调速系统进行仿真,仿真结果证明了该方案的有效性。

异步电机参数离线辨识改进算法73-80

摘要:为实现变频调速系统的自运行(self-commissioning),提出了一种异步电机参数离线辨识的改进算法,该算法能直接辨识出与无速度传感器定子磁场定向矢量控制相关的大部分电机参数。利用直流实验辨识定子电阻,并通过分析逆变器的开关状态,得到直流实验的等效控制电路。采用单相交流堵转实验辨识定子总漏感和转子电阻,并通过分析异步电机相量图得到单相交流堵转实验稳定运行的工作条件。恒压频比空载实验辨识定子自感,对电机定子频率进行补偿以消除可能出现的定子电流振荡。利用直流侧电压和PWM占空比来重构定子电压,并根据电机电流极性补偿逆变器死区引起的电压误差。最后,在两台不同功率等级的异步电机上进行了参数辨识和无速度传感器定子磁场定向控制的实验研究。实验结果表明,参数辨识结果对直流侧电压不敏感,辨识得到的电机参数能满足无速度传感器矢量控制系统对电机参数准确性的要求。

感应电机矢量控制中转子参数自适应辨识81-87

摘要:分析了转子参数变化对感应电机矢量控制解耦的影响,提出了一种对感应电机转子参数进行估算的自适应辨识方法。基于Lyapunov稳定性原理,设计转子参数的自适应规律。利用Matlab/Simulink建立了感应电机矢量控制系统下的转子参数自适应辨识模型,仿真验证了方法的正确性,为校正矢量控制系统定向偏差提供了一定的理论和实践参考。

基于复矢量的异步电机电流环数字控制88-94

摘要:定子电流环控制在异步电机矢量控制系统占有非常重要的地位,直接关系牵引系统的转矩控制快速性和系统稳定性。然而,在大功率牵引传动系统中,为了降低开关器件的损耗,往往牵引逆变器的开关频率只有几百赫兹,这使得电流环带宽受限;另一方面控制环路中存在较大的延时,加剧了交流感应电机dq轴电流的交叉耦合程度,进一步降低了电流环的性能,严重时甚至导致系统不稳定。为了克服这些问题,进一步提高牵引感应电机的动态性能,首先在复矢量概念基础上,建立精确的含有延时在内的逆变器供电的异步电机的离散数学模型,接着分析了延时对异步电机数字矢量控制的影响,得到了克服延时的控制思路。在此基础上,在离散域中利用零极点对消原理,得到基于复矢量的电流数字控制算法。实验结果表明,在电机低开关频率数字矢量控制系统中的电流环中引入基于复矢量的纯数字控制算法,有效提高了电机的动态性能。

无差拍空间矢量调制直接转矩控制简化设计95-101

摘要:提出一种对无差拍空间矢量调制直接转矩控制的简化结构,主要通过预先选取定子静止两相坐标系下参考电压矢量,并实时计算该电压矢量减小转矩误差所需的脉宽。该结构较之于原有系统,避免了特殊情况下多次逻辑判断和反复求解一元二次方程以确立定子参考电压矢量的弊端,控制过程得到极大简化,结构更为简单、动态响应更为迅速。与传统开关表直接转矩控制相比,开关利用率得以提高,实现了对转矩的精确控制。理论和实验结果表明,采用所提出的控制方法,控制性能得到较大提高。

具有电流前馈的中频无刷励磁控制系统及其实现102-107

摘要:精密品质的400Hz船用中频供电系统是特种装备可靠运行的重要保障,研究高性能的中频同步发电机励磁控制策略和工程应用非常重要。本文分析了中频供电系统瞬变电压调整特性,提出了具有电流前馈的中频无刷励磁系统PID控制算法,能够对励磁机的时间常数进行一定的补偿,降低其滞后效果,因此增加了励磁系统小信号响应带宽的能力,以满足中频供电系统在突加或突卸负载的工况下,中频发电机机端输出瞬变电压具有快速的恢复时间。实验结果与仿真相符合,系统输出电压具有良好的动稳态性能,表明了所提出的控制方案是有效的。

磁悬浮轴承数字控制的稳定性分析及预补偿算法108-112

摘要:采用数字控制技术取代传统的模拟控制是磁悬浮轴承控制技术的发展方向。但数字控制器固有的时延现象会严重影响控制器的品质,甚至引起控制器工作的失败。本文在研究了磁悬浮轴承数字控制时延的组成及其对控制系统性能影响的基础上提出了一种新的时延补偿算法,该算法通过预测下一采样时刻的系统输出来消除时延对控制系统的影响。预测算法由磁悬浮轴承的离散化模型得到,算法系数由神经网络修正。实验结果表明该算法能够很好地补偿数字控制器的时延,实现了数字控制磁悬浮轴承的稳定悬浮和旋转。