电工技术学报杂志社
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电工技术学报杂志

《电工技术学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1986年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:电机电器、电力系统、电工理论、自动控制等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电工技术学会
  • 国际刊号:1000-6753
  • 国内刊号:11-2188/TM
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:6-117
  • 创刊时间:1986
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.2
  • 综合影响因子:2.919
相关期刊
服务介绍

电工技术学报 2014年第09期杂志 文档列表

电工技术学报杂志无线电能传输专题

双中继无线电能传输系统建模及传输效率分析

摘要:针对双中继无线电能传输系统,采用互感耦合理论对其进行建模分析,通过理论与仿真相结合的方法,进一步分析系统传输效率与耦合系数及接收线圈匝数之间的关系,对于具体的无线电能传输系统,探讨了不同传输距离下的最优化线圈匝数设计理念,为双中继无线电能传输系统的设计及效率优化方法提供了理论依据.为了验证理论的正确性,本文设计了与仿真系统参数相同的实验系统,更好地验证了理论分析的正确性,即针对确定的无线电能传输系统,存在唯一线圈匝数,使得传输效率最大化.
1-6

基于E类放大器的中距离无线能量传输系统

摘要:采用E类放大器设计大功率中距离无线能量传输系统,具有成本低、调试简单、高效等优点.针对大功率E类放大器导通角、LC滤波电路参数和阻抗匹配电路等设计问题进行详细分析,提出大功率E类放大器设计方法.建立四线圈两两耦合磁谐振无线能量传输系统等效电路模型,提出无线能量传输环节等效输入阻抗的计算方法.最后,以开关管损耗最低为目标,器件耐压、输入电压等限制条件为约束,设计并成功搭建无线能量传输系统,传输功率3kW,传输距离22cm,系统效率85%,对无线能量传输系统中大功率E类放大器设计方法进行验证.
7-11

具有恒压特性的磁共振模式无线供电系统

摘要:在磁共振模式无线供电系统的实际应用中,通常要求系统输出电压保持恒定,为提高系统传输功率的稳定性,还需要系统工作频率保持恒定.本文以发射线圈为并联补偿、接收线圈以及共振线圈均为串联补偿的磁共振模式无线供电系统为研究对象,基于互感模型,给出了系统发射线圈恒流,输出电压恒压的参数边界条件,从而在不需要控制器的条件下,通过恒频驱动,在线圈之间距离不发生改变的前提下,能够保证负载变化时系统仍然能够处于恒压状态.仿真和实验表明所提出方法具有良好的恒压特性.
12-16

谐振式无线电能传输系统损耗模型

摘要:针对无线电能传输系统损耗的量化计算问题,本文以电流型谐振式无线电能传输系统为例,对其损耗进行了完整的分析与计算.考虑了电流型全桥谐振变换器开关管的旁路二极管和谐振回路带来的环流影响,使得建立的逆变器的损耗模型更为精确.该模型还充分考虑了高频效应带来的影响,给出了耦合机构的高频内阻计算公式.实验结果验证了模型的正确性和有效性.通过该模型可得到系统损耗的主要组成部分及主要决定因素,对无线电能传输系统的设计与改进具有重要的参考意义.
17-21

金属障碍物对磁耦合谐振无线电能传输系统的影响

摘要:近年来,基于无线电能传输技术的各类系统受到越来越广泛的关注.大多数关于磁耦合谐振式无线电能传输技术的研究集中于能量在自由空间中传播的情况,本文针对无线电能传输系统可能遇到金属介质障碍物的情况进行了探讨.分别将障碍物置于发射端一侧、接收端一侧以及发射端和接收端之间,并对其进行仿真分析及实验验证.仿真结果显示金属障碍物的设置对系统附近磁场有明显影响,与实验结果一致.并且证明,通过调节可调电容,可以使系统输出功率大致恢复到无障碍物时的水平.
22-26

应用于无线电能传输系统的中继线圈工作性能

摘要:以无线传感器网络节点无线充电应用为背景,采用具有磁场放大作用的中继谐振线圈,解决远距离、小尺寸接收端在极弱耦合系数(10-4量级)条件下所带来的无线电能传输问题.通过分析中继线圈的在谐振频率时的工作特征以及电流放大的理论机理,设计具有磁场增强功能的中继线圈,并研究其频率特性,同时实现:①耦合谐振时中继线圈对源级电流放大四倍以上;②通过采用将中继线圈与源级线圈置于同一平面的结构优化系统空间尺寸;③直径5cm接收端线圈在距离lm时为功率LED进行无线供电.
27-32

应用于无尾家电的非接触式无线能量传输技术

摘要:基于磁耦合谐振原理,采用平板磁心能量传输结构,可实现家用电器无尾化,从而避免插电式充电所带来的安全隐患.本文提出的无线能量传输系统采用一次侧加磁心,二次侧不加磁心的不对称结构,一方面实现了高功率、高传输效率的无线充电过程;另一方面减小了二次侧的尺寸、体积和重量.首先,本文建立了系统磁耦合谐振模型并优化了谐振参数;其次,仿真得到一、二次侧之间的空间耦合系数分布曲线;最后,通过搭建系统硬件平台,实现了60~150mm距离的无线能量传输,传输功率为700W,传输效率最高可达80%.
33-37

基于磁耦合谐振的自主无线充电机器人系统设计

摘要:设计了具有非接触自主无线充电功能的室内移动机器人系统,采用基于磁耦合谐振原理的无线电能传输技术对机器人进行非接触无线充电.发射线圈埋于室内固定某处,其上方放置扬声器,接收线圈安放在机器人底部.充电步骤为:机器人通过监测电池电压或用户发送手机短信的方式开启充电程序,同时触发能量发射系统语音播放单元,使其播放语音指令呼叫机器人充电;机器人利用DSP实时采集语音信号,并通过声源定位算法判断发射系统方向,利用DSP进行驱动控制,指导其寻找发射源;当机器人进入发射源指定区域范围内,便可实现无线充电.该系统具有自主移动寻源和非接触无线充电的特点,无需人为干预,机器人可在几十秒内快速找到发射源并实现自主无线充电.
38-43

串-并补偿结构大功率感应充电系统谐振变换器

摘要:通过互感模型建立了一、二次侧分别采用串联与并联补偿结构的一次端口等效电路[9,10],依据谐振特性表达式提出了一次侧品质因数的设计准则.控制策略上采用变频控制方式,应用状态机结构控制一次侧谐振电流极值,确保谐振变换器工作在谐振频率附近,从而使得在无需获得二次侧信息的情况下即可保证系统最大功率传输.最后,设计了一台功率25kW、气隙12mm的感应充电系统,并通过实验验证了所提出控制方法的可行性.
44-48

负载不对称三相串联谐振逆变器电流平衡控制策略

摘要:为实现对三相无线电能传输系统功率传输的有效控制,对一次侧采用串联谐振逆变器的三相无线电能传输系统进行了详细的分析.基于PR控制器可有效实现对某一频率的正弦信号进行跟踪控制,针对负载不对称工作模式下三相电流不平衡导致功率传输控制困难问题,在αβ坐标系中采用PR控制器,对一次侧三相电流进行电流平衡控制.仿真和实验结果表明,PR控制器能够对三相串联谐振逆变器的负载电流进行追踪控制,较好地解决三相电流不平衡问题,为三相无线电能传输系统的功率传输控制研究奠定了基础.
49-53
电工技术学报杂志电机与电器

带感性和容性负载的定子双绕组异步电机变频交流发电系统动态性能

摘要:为提高定子双绕组异步电机变频交流发电系统带感性和容性负载时的动态性能,对该发电系统现有的转差频率控制策略进行了改进,加入了负载无功前馈环节.根据瞬时功率理论,算得负载的有功和无功,分别通过比例前馈环来快速控制控制绕组侧功率变换器输出电压的频率和幅值,加快控制绕组提供的无功的调节,进而加快改变发电机的转差频率和气隙磁通,实现该发电系统的功率平衡和输出电压的稳定.实验结果证明了该方法的正确性和有效性.
54-63

基于暂态磁链补偿前馈的DFIG低穿强励直流灭磁方法

摘要:低电压穿越能力是双馈风电机组(DFIG)最重要的性能指标之一.网压跌落时,应用Crowbar电路使得转子变流器闭锁,转子电流处于暂态过程.针对采用Crowbar电路限制DFIG转子侧过电流和直流侧过电压存在的不足,论文提出一种基于转子电流源控制且电流指令一阶导数恒定的低压穿越强励直流灭磁控制策略,并给出灭磁电流归零的约束条件及转子暂态电流可控的必要条件,实现低压跌落过程及电压恢复过程电机直流磁链分量的强制衰减和灭磁过程后转子交流励磁电流的快速控制,显著降低了机组在低压穿越过程的无功消纳.仿真及实验结果验证了理论分析的正确性,为双馈风电系统的低压穿越提供了一种有效的控制方案.
64-73

定子永磁式双转子电机设计与实验研究

摘要:提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求.本文对新型定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及其混合动力驱动系统的工作原理进行了介绍,详细分析了内外电机的设计方法及基于转矩脉动最小的尺寸优化,并利用有限元方法对电机电磁性能进行了仿真.仿真表明了电机设计的合理性,通过原理样机实测数据验证了电机设计的有效性,并显示了内外电机具有的快速响应性能,说明此结构双转子电机可有效提高转矩密度,减小转矩脉动,通过合理设计能满足HEV应用功率需求.
74-82

基于谐振控制的表贴式永磁同步电机弱磁区电流谐波抑制

摘要:提出了一种应用于弱磁过调制工况下的表贴式永磁同步电机比例-积分-谐振电流谐波抑制策略,该策略可有效解决电机弱磁过调制区运行时的电流畸变、转矩波动大等问题.本文分析了电机常规控制下系统对扰动信号的抑制作用,在此基础上,结合高增益特性的比例谐振控制,针对系统过调制区运行时产生的周期性扰动,提出电流谐波抑制策略,抑制电流谐波和改善平稳运行能力.以一台5.2kW永磁同步电机为被控对象进行仿真及实验研究,结果表明,本文策略可有效抑制电流谐波,改善系统稳态转矩控制效果.
83-91

内置式永磁同步电机宽转速范围无位置传感器直接转矩控制

摘要:针对内置式永磁同步电机,提出一种可在宽转速范围运行的无位置传感器直接转矩控制方法.在直接转矩控制中,定子磁链的估算和控制是算法实施的关键.为保证在宽转速范围内准确估算定子磁链,当电机静止和低速运行时,利用旋转高频注入方法得到电机实时三相电感,结合相电流得到由定子电流产生的磁链分量,并综合转子磁链分量得到定子磁链;当电机中高速运行时,使用反电动势滤波估算定子磁链.根据所得定子磁链,结合基于转矩角的直接转矩控制方法控制电机运转,并使用滞环方法保证低速与中高速运行之间平滑过渡.实验结果表明,该无位置传感器控制方法在包含静止的宽转速范围内能稳定带载运行,并具有良好的动静态性能.
92-99

高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略

摘要:针对基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差问题,分析了PAM调制方式下存在换相误差时非换相相电流的精确表达式.针对PAM调制方式下高速无刷电机的换相过程持续时间极短,提出一种校正无位置换相信号误差的新型闭环控制方法,以换相前后30°范围内非换相相电流积分相等为目标,将换相前后非换相相电流积分差值作为反馈量,通过PI调节来自动校正换相信号的相位,采用基于‘90-α’与‘150-α’最优滞环切换的换向策略保证相位可靠校正.实验验证了该闭环校正策略在32 000r/min范围内能够对换相信号误差进行实时补偿.
100-109

基于两段卡尔曼滤波器的内置式永磁电机观测器设计

摘要:高性能内置式永磁同步电机的无传感器控制器需要精确的定子电阻值,将定子电阻作为变量加入到扩展卡尔曼滤波器中进行辨识将使运算矩阵阶数偏大,增加系统的运算负担.为解决这一问题,针对内置式永磁同步电机设计一种非线性两段扩展卡尔曼滤波观测器.该算法在原扩展卡尔曼滤波器的基础上通过坐标变换将其分解成为两个并行的低阶卡尔曼滤波器.所提出的算法是原扩展卡尔曼滤波器的分解运算,两者在数学上完全等价.理论分析和实验结果表明,与原有传统卡尔曼滤波器相比,该算法减少了一定的运算量并保持良好的辨识效果.
110-118

基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相策略

摘要:针对大功率高速磁悬浮无刷直流电机电磁干扰大的问题,采用基于线反电动势深度低通滤波的无位置传感器控制,分析了导致高速电机换相信号不准确的原因,明确了相电流与器件电阻、器件直流压降的关系,给出换相信号不准确时相电流的精确表达式.针对高速磁悬浮电机转速带宽高带来的换相信号不准确问题,提出一种基于‘90-a’与‘150-a’最优滞环切换的换相信号补偿策略,以电机切换前后的电流脉动最小为原则,确定了最优滞环宽度.通过试验,电机平稳运行到最高32 000r/min,不仅实现了两种电机换相策略的平滑切换,而且对换相信号误差进行了有效补偿.
119-128