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 2012年第11期杂志 文档列表

电工技术学报杂志永磁电机专题三
永磁风力发电系统及其功率变换技术1-13

摘要:风能作为一种高效清洁的可再生能源备受关注。作为风力发电领域中主要机型之一,永磁风力发电系统的综合优势较为突出,使其成为风力发电技术发展的重要方向之一。本文重点论述了永磁风力发电系统中永磁同步发电机的结构特点、驱动形式以及运行特性;阐述了永磁风力发电系统中功率变换器的拓扑结构、控制特点及适用场合;分析了永磁风力发电技术的发展趋势。随着风电技术及相关领域技术的飞速发展,永磁风力发电技术将具有广阔的发展前景。

双向交链横向磁通圆筒型直线永磁同步电机的设计与分析14-21

摘要:横向磁通永磁电机的电负荷和磁负荷在结构上互相解耦,具有设计灵活、转矩密度高等特点,适合应用于低速大转矩领域。本文提出了一种双向交链横向磁通圆筒型直线永磁同步电机的方案,它能够充分利用次级永磁体,比传统横向磁通永磁电机具有更高的初级空间利用率。文章介绍了该种电机的结构和原理,并从基本电磁关系出发,通过建立BCTF.TLPMSM的3D有限元分析模型,总结出了一套系统可行的设计方法。研制了一台实验样机,并进行了空载感应电动势和静态推力的测试实验,通过对比实验和仿真结果,验证了理论分析的有效性和电机设计的合理性。

初级永磁型游标直线电机设计与静态特性分析22-30

摘要:提出一种新型初级永磁型游标直线(LPPMV)电机,该电机的绕组和永磁体均安装于电机初级,而电机次级仅为设有凸极的导磁铁心,结构简单、牢固。基于磁齿轮效应,次级凸极对位于电机初级齿表面的永磁体产生的磁场进行调制,产生波长长、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的LPPMV电机具有低速、大电磁推力密度的特点。在深入分析运行原理的基础上,利用等效磁路法推导了该电机的功率尺寸方程,给出了电机的初步设计方法。利用有限元方法,研究了其静态特性,具体包括空载磁链、空载感应电动势、电感、定位力和电磁推力等。仿真和样机实验结果表明,该电机具有推力密度大、定位力小等特点,特别适用于如海浪发电等低速、大推力直驱系统。

双向交链横向磁通平板型永磁直线同步电机的设计与分析31-37

摘要:提出了一种双向交链横向磁通平板型永磁直线同步电机,它比传统横向磁通永磁电机具有更高的初级空间利用率,能够充分利用次级永磁体,提高电机的空载感应电动势。文章介绍了这种电机的结构和原理,给出了电磁设计方法,同时采用三维有限元方法优化了电机的结构尺寸。研制了一台实验样机,并进行了空载感应电动势、静态推力的测试实验,理论计算与实验结果基本吻合,验证了理论分析的有效性和电机设计的合理性。

永磁同步电机低速无传感器控制及位置估计误差补偿38-45

摘要:针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(SurfaceMountedPermanentMagnetSynchronousMotor.SPMSM),提出了一种新型的脉振高频电压信号注入无传感器低速(和零速)的控制方法及位置估计误差补偿策略。首先设计了位置与转速估计系统,提出了一种调制信号的选取方法,实现了零速下转子任意初始位置检测、起动以及低速稳态运行;其次,针对随着转速的升高,转子的估计位置与实际位置误差会逐渐变大的问题,提出了一种误差补偿策略,保证了系统的可靠运行。实验结果表明,所提方法可以实现SPMSM低速(和零速)范围内无位置传感器控制,并解决了随转速升高位置估计误差变大的问题,为该方法能够适用于更宽转速范围提供了理论和实验基础。

基于SFDICT磁链位置积分器的直驱永磁风力发电机无传感器控制46-54

摘要:针对兆瓦级直驱永磁风力发电机的特点,采用一种基于带坐标变换的饱和反馈双积分器(SFDICT)磁链位置的无传感器控制技术。介绍了该技术的实现原理,分析了SFDICT在不同限幅值、不同谐波含量下的工作特性,提出了SFDICT在各限幅值下的误差分析公式。在此基础上提出小限幅值加角度补偿法进行磁链位置估算,并对其进行了实验验证。结果表明,该方法可同时达到较佳的控制精度和较小的定子电流谐波,具有较好的转矩动、稳态跟踪性能,且工程实现较为简单。

基于假定旋转坐标的高速永磁同步电机无传感器控制55-61

摘要:以高速永磁同步电机为研究对象,提出了一种基于假定旋转坐标的无传感器控制方法。该方法无需对转子d轴的位置进行估计同样能够实现磁场定向,达到最大转矩电流比的控制效果。文中对此控制方法进行了理论分析,设计了基于该方法的无传感器控制系统。借助Matlab/Simulink工具对此控制系统进行了仿真研究,得到了与理论分析一致的仿真波形。为进一步检验控制方法的可行性,文中在额定功率为75kW的磁悬浮高速永磁同步电机上于27000r/min的高转速下进行了验证实验。实验结果表明,在该转速下,文中提出的控制方法能够很好地实现最大转矩电流比的控制效果。

基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制策略62-68

摘要:为了提高无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)的低速运行性能,提出一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测方法。采用注入脉振高频电压信号的方式,通过高频电流的幅值信息获取转子位置误差信号,对信号处理及数字滤波器设计进行分析。在此基础上,研究一种具有较强抗负载扰动能力的转子位置观测器,通过考虑负载扰动转矩动态特性,给出位置鲁棒观测器的理论设计方法,根据实际扰动转矩特点及位置观测期望误差,采用极点配置法设计反馈矩阵系数。通过IPMSM无位置传感器矢量控制系统进行了实验,结果验证了该控制策略的有效性。

基于分数阶PI速度控制器的永磁同步电动机控制69-75

摘要:将分数阶比例积分控制器应用于交流永磁同步电动机的速度控制,来达到实现系统高性能控制的目的。本文重点研究了应用分数阶比例积分控制器作为速度控制器的交流永磁同步电动机速度控制系统的跟随性能。在相同条件下,对采用按照最优化设计的整数阶比例积分控制器的系统与采用分数阶比例积分控制器的系统,分别采用阶跃输入、三角波输入和正弦输入信号进行了仿真和实验研究。研究结果表明:采用分数阶比例积分控制器的系统响应速度和跟随性能均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。

基于SHEPWM的中压大功率牵引永磁同步电机两电平控制76-82

摘要:永磁同步电机具有结构紧凑、高功率密度、高气隙磁通和高转矩惯性比等优点,在中高压牵引驱动领域具有广阔的市场应用前景。本文对基于SHEPWM的中压大功率牵弓f永磁同步电机的两电平闭环控制技术进行研究,提出了非方波模式时的系统控制策略。研究了该控制策略中三相电压时间域的角度值和电压矢量空间位置角的关系,SHEPWM的工程实现方法和不同PWM模式下的动态切换方法等关键技术。经过试验验证,该控制策略达到了预期的消谐要求,动态切换过程中电流平滑,全速度范围内d、q电流跟踪良好。

表贴式永磁无刷电机直接解析计算方法83-88

摘要:采用直接解析法计算表贴式永磁无刷电机空载气隙主磁场、齿槽转矩和反电动势。求解场域划分为气隙、永磁体和槽区域,三个子区域的拉普拉斯方程或泊松方程通过交界条件建立联系,然后采用解析法直接求解。计算中确切计及了实际槽深和槽间距离。开槽气隙主磁场、齿槽转矩和反电动势解析计算波形分别与二维有限元法计算结果和实验波形作比较,比较结果较为一致,证明了本文方法的正确性和有效性。

具有凸极效应的永磁同步电机电磁振动特性89-96

摘要:相对于表面式结构,具有凸极效应的永磁同步电机具有结构更加紧凑、转矩/功率密度更高的特点,但同时也对系统的减振降噪带来更大的挑战。针对这一问题,本文建立了具有凸极效应的电动汽车用永磁同步电机的径向电磁力波模型,并深入分析影响电磁力波频率和阶数的因素。其次,进行实验样机的机械有限元分析,获取模态振型和频率特征。最后对高速下实验样机的振动和噪声特性进行实验测量和数值分析,并与前面的理论和有限元预测结果进行了对比分析,验证了径向电磁力波解析式以及模态分析结论与实验测试数据频谱特征的一致性。同时,论文也研究了不同载波频率时,脉宽调制激励对电机振动特性的影响。

近极槽永磁电动机齿顶漏磁对转矩的影响97-103

摘要:近极槽数表贴式永磁同步电机的齿顶漏磁比较大,降低了电机的输出转矩,导致电机转矩产生脉动,分析其对转矩的影响十分必要。根据一对极下的齿顶漏磁周期数为相数的偶数倍且关于原点对称的特点,分析了一相下的齿顶漏磁的傅里叶展开式。由法拉第电磁感应定律把齿顶漏磁和三相绕组反电动势联系起来,在此基础上推导出了齿顶漏磁与电磁转矩关系的解析表达式。有限元仿真和定量分析结果表明:齿顶漏磁降低了电机的平均电磁转矩,产生了六次纹波转矩,说明了分析方法的正确性。

无轴承交替极永磁电机空载气隙磁场全局解析模型104-110

摘要:建立交替极永磁转子全局解析模型,求解无轴承交替极永磁电机空载气隙磁场,求解区域划分为气隙区域、永磁体区域和槽区域。利用各子区域之间的边界条件求解拉普拉斯方程和泊松方程,通过矢量磁位求得气隙磁通密度表达式。气隙磁通密度和感应电动势波形的解析计算结果与有限元分析结果相比较,验证了全局解析模型的正确性和有效性。

磁极调制式永磁电机的磁场分析与实验111-117

摘要:为提高传统表面式永磁电机气隙磁场的正弦程度,降低永磁电机的谐波影响,提高表面式永磁电机的力能指标,提出一种正弦磁极调制式的永磁电机转子结构。转子铁心表面磁极由若干小磁块阵列构成,阵列中磁块的宽度、厚度及磁块之间的间隔符合一种调制关系,合理设置转子上磁极的结构和位置使产生的气隙磁场波形更加接近正弦波。通过电磁场有限元分析和样机实验检测电机气隙磁场波形,实验表明气隙磁场正弦性畸变率实际降低了23.51%,说明本文提出改善表面式永磁电机气隙磁场波形正弦化程度的极宽调制方法和结构具有正确性和有效性。可见,表面永磁体极宽调制也是一种改善表面式永磁电机气隙磁场波形正弦化程度的有效方法。

永磁风力发电机流场与温度场耦合分析118-124

摘要:根据2.5MW永磁风力发电机通风结构及传热特点,建立流动及传热耦合的三维物理模型,结合工程实际给出基本假设和边界条件。根据计算流体力学和传热学理论给出耦合求解的数学方程,采用有限体积法(FVM)对流体场及温度场进行耦合求解,并利用实测温升数据验证耦合场计算结果的正确性。最后,对发电机温升分布以及流体冷却性能进行了详细分析,为永磁风力发电机温升的计算以及通风结构的设计提供了理论分析的参考依据。

电工技术学报杂志电工理论
三维磁场计算的有限元神经网络模型125-132

摘要:针对有限元法计算量大的缺点,将神经网络的并行结构应用于有限元法的运算过程,提出一种求解三维磁场的有限元神经网络模型,实现了有限元法的并行分布式计算。采用共轭梯度法作为神经网络的训练算法对仿真模型进行分析,得到了磁场强度的矢量图、剖面的等磁动势线图。与有限元方法相比,三维有限元神经网络将复杂运算分布到各个神经网络节点并行求解,简化了有限元法的运算过程,是一种精确快速的磁场分析方法。

超低损耗角磁心高频损耗测量方法133-138

摘要:针对传统交流功率计法测量阻抗角接近90。的磁件磁心损耗时有很大的测量误差,提出了一种新型的直流测量法,基本思想是通过一个DC.AC逆变电路将直流电压转变为矩形波电压,施加到被测磁件上,测量直流输入的有功功率得到磁心损耗。其中,为了有效扣除磁心损耗外的其他损耗,提出了用空心电感定标的方法。实验结果表明:直流测量法可用来测量小损耗角磁件磁心损耗,且不受阻抗角的影响,具有很高的精度。