波浪发电系统发展及直驱式波浪发电系统研究综述
摘要：回顾了波浪能利用的历史和目前波浪能的发展应用现状，并按波浪能转换形式的不同对比分析了液压式、气压式、离合器齿轮箱式和直驱式波浪能发电装置的特点。对在离岸大功率并网应用中具有发展前景的直驱式波浪能转换装置进行了重点描述，分析了其结构组成以及优化功率捕获的控制方案，对直线发电机和优化功率的控制方案进行了总结和比较。结合电网对波浪发电机组的控制要求，对直驱波浪发电的输出功率波动处理方案进行了描述和分析。最后总结了波浪发电系统特别是直驱式波浪发电的发展趋势与应用前景。分段供电交流直线电机中偏置磁通密度的分析及其消除方法
摘要：对长初级分段供电直线电机中的静态纵向端部效应进行了研究。分析发现，对于采用常规单层分布绕组型式的直线电机，即使通入三相对称电流，通电段气隙磁场中依然会有较大的脉振偏置分量，未通电段部分也会有一定大小的脉振磁场，从而导致气隙磁通密度、轭部磁通密度幅值的增大，继而导致铁耗及电机重量的增加。为了解决这个问题，文中基于通电段端部两个极下线圈匝数的优化，提出了一种新型绕组型式。最后，通过解析理论分析及有限元仿真验证，证明了文中所提方法的有效性。基于遗传算法的内埋式永磁同步电机参数辨识方法
摘要：针对内埋式永磁同步电机的反凸极特性及传统参数辨识方法存在的缺陷，结合电机的数学模型提出了一种基于遗传算法的参数辨识方法，该方法能同时辨识定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链四个参数。该方法所用的信号均为可直接检测的状态变量，从而减少了其他干扰对电机参数辨识的影响，提高了参数辨识的准确性。仿真和实验结果表明，利用遗传算法进行参数辨识鲁棒性强、收敛性好，在不同的转速、不同的负载以及不同的控制策略下，四个待辨识参数也能够在较短的时间内收敛到真实值，具有较高的精度，同时也克服了一般遗传算法对辨识参数初始值要求高的缺点。基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机
摘要：在永磁同步电机调速系统中，电机中电枢反应将弓I起铁心磁饱和，并进而导致电机的输出转矩随转矩电流增长明显钝化。分析表明造成该现象的主要原因是永磁电机的磁动势平衡机制存在缺陷。本文提出在永磁同步电机转子上增设一套电流可控的交轴励磁绕组，用以补偿电枢反应磁动势的作用，保证负载变化时电机气隙磁场基本维持恒定。这种基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机突破了磁饱和对电磁转矩的限制，为提高永磁同步电机转矩密度开辟了新途径。文中给出了一台新型电机样机的设计方案。通过有限元仿真，验证了通过补偿电枢反应磁动势提高电机转矩密度的有效性，并分析了该电机带不同负载运行时的转矩、效率特性及其与传统电机的区别。基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法
摘要：模型预测控制是一种基于被控系统模型的新型控制算法，该算法能够预测系统的未来状态，由滚动优化求出系统的最优控制变量，具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。为克服PI参数及电机参数对电压闭环弱磁控制策略性能的影响，本文提出了一种基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法，详细描述了模型预测控制算法的实现过程，并通过优化使之适用于异步电机的实时控制。实验结果表明模型预测控制算法具有较快的响应速度，对电机参数具有较强的鲁棒性，在发生较大扰动时的控制性能优于传统的PI控制方法，非常适用于交流异步电机高性能弱磁控制场合。基于反电动势与磁链正交性的异步电机电压模型积分改进算法
摘要：在异步电机高性能控制方案中，电机磁链的准确观测是其核心问题之一。基于电压模型的磁链观测算法因具有中高速区参数鲁棒性高等优点而得到了广泛应用。然而，在实际使用时，电压模型的纯积分运算会因积分初始时刻的问题和积分量中微小的直流偏置而导致错误结果，进而影响了电机高性能控制的实现。针对该问题，本文在详细分析反电动势与磁链的各组成分量的基础上，提出一种基于反电动势与磁链正交性的积分改进算法。该算法将基于正交性获得的信息通过PI调节器得到反电动势的校正分量，再通过校正分量修正反电动势进而得到正确的积分结果。理论分析表明，在一定条件下，积分结果中的直流偏置可以完全得到消除。本文通过仿真和实验，验证了该改进积分方法良好的性能，也验证了关于完全消除积分结果中的直流偏置的理论分析的正确性。电流增量预测控制策略参数稳定域拓展
摘要：高性能永磁同步电机伺服系统要求快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能。电流增量预测控制策略可以获得快速的电流响应速度，但依赖电感参数的准确性。电感参数不准确时，系统稳定性难以保证。本文通过使用更多的电压及电流信息来提高参考电压计算式的阶次，以此拓宽电流增量预测控制策略对电感参数的适应性。该方法对处理器的占空比更新能力或运算速度没有特殊要求，仅需增加少量计算量就可以显著拓宽电感参数稳定域。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性与实用性。十二相整流同步发电机定子匝间短路故障计算
摘要：十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源，已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求，本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定子匝间短路的多回路数学模型，既可全面计及短路故障点位置和气隙磁场空间谐波，又能考虑正常及定子匝间故障情况下整流管不同通断状态引起的回路拓扑结构变化。用变步长的数值积分法求解了由时变系数微分方程组构成的数学模型，实现了系统正常及定子匝间短路故障时对发电机定、转子绕组及直流侧负载电压、电流等电气量的数字仿真。在一台特制的4kW十二相样机上进行了负载工况下定子匝间短路实验，实验结果与仿真结果吻合，验证了数学模型的正确性，并据此分析了十二相整流发电机定子匝间短路故障的电气特点。计算结果为十二相电机定子匝间短路故障的检测或保护研究提供了重要依据。船舶电力推进中十五相感应电机同轴运行及容错控制策略
摘要：同轴双十五相电机推进系统具有高可靠性、能容错运行、能驱动较重负载等优势，因此其在船舶电力推进中的应用具有重要意义。本文首先分析建立了十五相电机的数学模型，在此基础上建立了十五相感应电机和螺旋桨负载的仿真模型。通过广义派克变换矩阵的建立，设计了十五相电机转子磁场定向矢量控制策略，并结合同轴电机的转矩随动控制，得到了转矩随动矢量控制策略。分析了断相故障下十五相电机气隙磁场的变化，研究了切除对称分布定子相绕组的容错控制策略。通过Matlab／Simulink中的仿真模型，说明了同轴双十五相电机推进系统控制策略的有效性和容错控制策略的可行性。大容量飞轮储能系统优化控制策略
摘要：首先分析了飞轮储能系统中双向能量变流器的基本原理，然后提出了飞轮储能系统的充放电优化控制策略，包括充电时的改进复合控制策略和放电时的综合优化弱磁控制策略，解决了应用传统控制策略所面临的局限性，并给出系统控制框图。进行了仿真研究和实验验证，结果表明，所提出的充电控制策略适合飞轮工作模式，恒转矩控制至恒功率控制切换迅速；所提出的放电控制策略能在全功率范围内稳定直流母线电压，是有效的和可行的。基于半物理模拟的柴电-燃联合动力系统控制策略
摘要：柴电-燃联合动力系统综合了船舶电力推进系统和机械推进系统的优点，可以满足船舶航行的多种需要。为了模拟研究该动力系统的控制策略，搭建了半物理模拟实验平台，并对推进模式进行了分析和讨论。设计了采用电机功率控制的推进系统控制策略，实验研究了船舶主要工况下的工作特性。为消除轴转速的稳态误差，设计了采用电机转速控制的推进系统控制策略，实验结果表明了其良好的工作特性。分析不同策略下的推进系统的表现，对比得出了各自的优缺点，可用于柴电．燃联合动力系统船舶推进控制策略的设计。基于矢量控制的多相感应电机电子变极调速技术
摘要：为了拓宽交流传动系统的恒功率调速运行范围，在研究多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上，提出了一种基于转子磁场定向矢量控制的多相感应电机电子变极调速方法。该方法不需要额外增加电机的容量或电流，通过转子磁场定向矢量控制产生不同平面的谐波电流，驱动电机旋转，从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极，而且变极过程平滑，无大的转矩波动。本文以九相感应电机为例，对提出的方法进行实验验证，给出了其在转子磁场定向矢量控制下的3对极和9对极之间相互电子变极的实验结果。实验结果表明，所提出的方法能够在不停电的情况下实现电子变极调速，有效地提高了电机恒功率调速运行范围。栅格次级双边直线感应电机特性
摘要：分析了长初级双边型直线感应电机（DSLIM）无铁心栅格次级中感应涡流稳态特性，推导出直线感应电机栅格次级电阻、漏感计算公式，提出一种考虑次级端部导条电阻和纵向边端效应的栅格次级DSLIM等效电路，利用场路联合方法简化了栅格次级DSLIM有限元分析模型。计算并测试对比了栅格次级和平板次级在同一初级下的堵转特性，验证了等效电路和场路联合两种计算方法的正确性。结果表明，栅格次级能消除直线感应电机的第二类横向边端效应、规范气隙横向磁场、提高电机力功比。表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识
摘要：针对表贴式永磁同步电机的多参数辨识，提出一种基于模型参考自适应理论的在线辨识方法，可在同一模型中对定子电阻、交直轴电感和永磁体磁链进行辨识。该方法借助Popov超稳定理论设计自适应律，保证了特定条件下辨识的收敛性，同时采用分步辨识，克服多参数辨识的欠秩问题，保证了辨识结果的唯一性，从而实现多参数辨识。分步辨识首先利用电机q轴电流方程估算出交直轴电感，之后对d轴注入一个小电流值，利用已获得的电感值辨识出定子电阻和转子磁链，同时所辨识出的磁链可进一步用来在线估算定子电阻值的变化。仿真和实验结果表明，该方法可以在同一模型中准确辨识出电机的多个参数，且无需考虑电机的运行状态，具有实用性。分数槽集中绕组永磁同步电机的电感计算
摘要：在少槽多极的分数槽集中绕组永磁同步电机中，存在幅值较大的次谐波和与基波绕组系数相同的高次谐波，特别是存在与基波绕组系数相同、转向相反、幅值很大、极对数与基波相差仅几对极的谐波。使得电机的电枢反应谐波磁场很强，与之相对应的谐波漏抗很大，电机的总漏电感很大，其基波励磁电感与传统短距分布绕组电机相比小很多。一般情况下，漏电感都比励磁电感还大。在对电机磁路进行理想假定的条件下，针对不同槽极数组合的单元电机，推导出该类电机电感参数的计算公式。其中，电枢反应基波励磁电感计算公式与传统的交流绕组相同，而电枢反应总电感和谐波漏电感计算不同于传统的交流绕组。基于柔性板簧的三自由度球形超声波电机静力学建模与分析
摘要：多自由度球形超声波电机具有机械集成度高、分辨率高和无电磁干扰等独特优势，在微型机器人、医疗设备和监控探测等领域具有广阔的应用前景。为了提升多自由度电机的容差性和自适应调节能力，提出了一种基于柔性板簧的三自由度球形超声波电机，从电机定、转子空间位置和几何结构关系出发建立了电机的静力学模型，可分析电机各种结构参数对接触圆周的力分布影响。通过电机的算例分析，证明柔性板簧具有自适应的调节能力，可为电机定、转子提供较均匀的预紧力。研究成果对三自由度球型超声波电机的优化设计与性能提升具有指导意义。基于空间调相的环形行波超声波电机的幅相控制
摘要：介绍了一种采用空间移相代替时间移相，实现电机调速控制的新型空间调相环形行波超声波电机。设计了新型压电陶瓷极化分区方案，利用四个电源在超声波电机定子上激励出四个驻波，四个驻波两两具有相同幅值或相同时间相位；根据波形叠加原理，具有相同时间相位的驻波叠加成一个新的合成驻波，通过改变两个原始驻波的幅值关系使合成驻波在空间的位置发生改变，进而达到空间移相的目的；研究了电源幅值和空间相位角的关系，推导了新型超声波电机的波形及速度表达式；在研究了新型超声波电机的幅值控制和相位控制的基础上，设计了空间调相环形行波超声波电机的的幅相控制方案。仿真及实验结果验证了理论分析。新型两相同步对称励磁模式开关磁阻电机及其转矩特性
摘要：电动汽车用开关磁阻电机转矩特性对电动汽车整车动力性能与乘坐舒适性能起着至关重要的作用。为了降低开关磁阻电机传统绕线布置形式进行两相同步励磁控制模式时的转矩脉动，提高其输出转矩，在揭示了传统绕线方式两相同步励磁时转矩不对称问题的基础上，通过改变电机绕组绕线方式，提出了一种新型两相同步对称励磁模式；针对建立的新型励磁模式电机电磁模型，利用数值计算方法得到了该模式下电磁转矩特性曲线，并以单相励磁模式为参考进行了对比分析。设计了新型励磁模式开关磁阻电机电磁转矩特性测试实验，实验结果验证了提出的新型励磁模式的有效性。
