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S1期杂志 文档列表

铁磁性干扰体对磁耦合谐振无线输电系统的影响

摘要:基于开关柜、变压器温度监测传感器供电等应用场景,研究构成开关柜柜体,变压器箱体、铁心等铁磁性材料类干扰体的存在对传输系统特性的影响。本文采用Ansoft磁场计算软件计算有无铁质柜体、是否含有铁心等条件下发射及接收端参数,而后利用得到的参数采用Pspice电路仿真软件计算系统传输特性,并与实验结果进行比较。铁磁材料对谐振式无线传输系统的干扰主要体现在影响系统线圈电感及发射端与接收端耦合系数两个方面,仿真结果显示铁磁材料的存在使得线圈电感增大,系统脱离原谐振频率导致传输效率下降;同时使得耦合系数增大,增强了传输效率,但增强幅度较小。同时研究发现由于位置的不对称性,干扰体对发射端和接收端的干扰大小不同即发射端和接收端受到干扰后谐振频率变化不同。
1-7

横向磁通感应线圈结构研究

摘要:与纵向感应加热相比,横向磁通感应加热具有加热频率低、无功功率小、线圈不围绕工件尤其适合连续金属热处理过程的特点。然而,横向磁通感应加热装置出口处沿带材宽度方向上带材温度分布依然存在不均匀的问题,制约了其工业应用。本文对不同线圈结构的横向磁通感应加热器进行磁热耦合仿真研究,分析了线圈凸出部分、线圈宽度、线圈拐角以及线圈与带材边缘相交长度等结构参数对感应器出口处带材温度分布的影响。总结影响温度分布的关键因素,提出一种能够获得更为均匀的出口温度的新型横向磁通感应加热线圈结构,为新型带材横向磁通感应加热装置的制作提供了理论依据。
8-14

水下磁耦合器隔离套涡流损耗及系统传动效率分析

摘要:水下直驱式电力推进器密封系统多采用磁力耦合器结构,水下磁力耦合器与传统结构并不相同,其在工作气隙中安置了高强度合金隔离套,将动密封转化为静密封结构。隔离套的使用带了一系列新的科学问题和工程问题。气隙中的旋转磁场切割静止的隔离套,在其中产生轴向涡流,引起隔离套涡流损耗,降低系统的传动效率。目前,水下磁力耦合器系统的研究水平与我国水下推进器需求相距较远,本文针对隔离套损耗、系统传动效率进行了深入研究。首先,采用解析方法,对气隙合成磁密、电磁转矩、隔离套涡流电密及损耗和系统的传动效率进行了详细推导,得到了气隙合成磁密、转矩过载倍数、涡流损耗、传动效率与转矩角的函数关系。其次,采用了数值计算方法对上述物理量进行了细致地计算,并与解析结果进行横向对比,验证了解析计算的准确性。为后续水下推进器用磁力耦合器的进一步优化设计提供了坚实的理论依据。
15-22

基于模型参数在线辨识的蓄电池SOC估算

摘要:以铅酸蓄电池为研究对象,通过构造一种综合型策略来实现对储能蓄电池荷电状态(SOC)的实时准确估算。本方法首先引入递推最小二乘(RLS)算法实现对蓄电池模型参数的在线辨识,进而将该参数辨识策略与无迹卡尔曼滤波(UKF)算法相结合,这样一来,在采用UKF对SOC进行估算时所用模型参数为在线辨识的结果,本研究将此两种算法巧妙地结合起来实现了对蓄电池SOC的实时准确估算。由于在线模型参数辨识的实现,使得该策略具有较强的自适应性,故此可称之为自适应SOC估算技术。仿真结果表明,该方法可实现对蓄电池SOC的准确估算。
23-28

基于CFD技术的六氟化硫电气设备中气体湿度测量方法研究

摘要:六氟化硫气体湿度是保证气体绝缘电气设备安全运行的重要指标,为研究不同气体湿度测量方法测试结果的准确性,采用CFD技术对封闭与流动体系条件下水分子在设备内部的扩散过程进行了模拟,结果发现当取样口出现高湿度时,封闭体系中水分子达到扩散均匀一般需要几小时时间,而流动体系中水分子达到扩散均匀仅需要几秒钟时间;当设备本体出现高湿度时,封闭体系中水分子达到扩散均匀仍需要几小时时间,而流动体系中水分子达到扩散均匀的时间不超过60s。这证明了无论是在封闭还是流动体系下取样口上安装的气体湿度在线测量装置都不能实时反映充气设备本体内的气体湿度,六氟化硫设备中气体湿度测量最有效的方法是将设备内的气体引出后再进行湿度测量。
29-35

永磁同步电机开环控制系统稳定性的数学推导与分析

摘要:永磁电机开环控制系统容易出现不稳定的震荡现象。以三相永磁同步电机开环控制系统为例,推导了系统的小扰动数学模型。根据线性系统理论中状态转移矩阵特征根判别稳定性的方法,详细分析了转速、定子电阻、定子电感、励磁磁链、转动惯量以及负载等参数变化时对系统稳定性的影响规律并进行了实验验证。此推导和分析过程可以推广至其它永磁同步电机系统中,结论有助于此类系统参数合理设计与稳定运行。
36-43

采用微槽群复合相变冷却技术变压器的温度特性仿真分析

摘要:应用传热学和流体力学的原理,建立了基于微槽群相变(Micro-Grooves Composite Phase,MGCP)冷却技术的新型1 000k V·A三相变压器有限元模型。研究了不同负载下变压器内部的三维温度场分布特性,并与普通干式变压器进行对比研究。结果表明采用微槽群复合相变冷却技术进行冷却的变压器具有更好的散热能力。
44-49

基于KPCA-SVM的断路器故障稳健诊断方法

摘要:高压断路器是电力系统中重要的一次设备,其故障诊断是实现状态检修的前提。在实际应用中,诊断模型的准确度会受到数据干扰而产生误判,严重影响检修效果。为提高诊断模型的鲁棒性,本文从采样数据角度对故障诊断进行了研究,提出了基于KPCA-SVM的断路器故障稳健诊断方法。利用核主元分析分离正常数据样本空间与故障数据样本空间,加大了训练样本间的差异度;再以支持向量机建立故障诊断模型对断路器主要故障进行诊断,极大提升了诊断模型的抗干扰性能,实验证明取得了较好的效果。
50-58

基于分类算法的六相同步风力发电机矢量控制系统研究

摘要:六相同步风力发电系统是一种新型的大容量风电系统,其机侧变流器可以采用矢量控制的可控整流拓扑。提出了一种基于分类算法双三相矢量空间脉宽调制的六相同步风力发电机矢量控制系统。在旋转矢量空间解耦坐标系下对机侧变流器矢量控制策略进行阐述,并提出了矢量控制系统及调制策略的目的。对基于分类算法的双三相矢量空间脉宽调制方案进行设计,并推导得到此方案能保证z1-z2子平面平均伏秒为0的原理。由于引入分类算法,该调制策略只需简单的线性计算即可确定开关电压矢量及其作用时间,无需对扇区及三角函数等进行计算。通过仿真和实验验证了此矢量控制系统具有良好的动静态性能,并能够有效对谐波电流进行抑制。
59-65

1.12MW高速永磁电机不同冷却方案的温度场分析

摘要:针对大功率高速永磁电机体积小、损耗密度大、散热困难且永磁体在高温下易发生不可逆退磁的问题,本文基于一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机,设计了混合通风螺旋水道、轴向通风螺旋水道以及轴向通风直槽水道三种风冷与水冷相结合的散热方案,并建立了三种方案的温度场计算模型,基于流固耦合法,对三种方案的温度分布进行了比较与分析,同时基于轴向通风螺旋水道的冷却方案,加工了一台样机,并进行了温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了仿真分析的正确性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。
66-72

永磁同步电机的模型预测电流控制器研究

摘要:基于永磁同步电机(PMSM)在旋转坐标系下的数学模型,选择d轴电流增量和q轴电流增量构成状态变量,推导了交流永磁同步电机的增量式状态方程,对模型预测控制(MPC)用于永磁同步电机的电流控制进行了研究,提出了表贴式永磁同步电机(SPMSM)的模型预测电流控制算法,实现了对电流的前馈和反馈控制,可消除d轴和q轴电流的非线性耦合(运动耦合),改善电流控制的动态性能。仿真和实验结果表明,相比PI调节器电流控制,模型预测电流控制器具有更好的去耦合效果和更快的动态响应。
73-79

圆筒型横向磁通永磁直线电机的基础研究

摘要:横向磁通永磁直线电机在磁路结构上较传统电机不同,电枢绕组与定子齿槽在空间上互相垂直,实现了电负荷与磁负荷的解耦,可以在一定范围内通过提高磁能变化率来提高出力。本文首先阐述了横向磁通永磁直线电机的磁路结构和工作原理,通过有限元数值计算分析了该电机的气隙磁场分布,在此基础上,将电机的推力密度和推力波动系数作为优化目标,对永磁体厚度、定子单元铁心轴向长度和极距进行了优化设计,并与传统径向磁通和轴向磁通直线电机的推力密度进行了对比分析。最后,根据优化结果研制了样机,并对样机的定位力、电磁力及反电势进行测试,进一步验证数值计算的准确性。
80-89

自适应滤波在永磁同步电机电流环优化中的应用

摘要:分析了永磁同步电机矢量控制中id和iq对电机输出转矩和转速脉动的影响,从改善电流环的反馈输入量id和iq的角度对电流环进行了优化,设计了一种自适应滤波器对变换后的电流进行滤波,和传统的FIR滤波器相比,算法更加简洁,并提出了在线调整收敛系数?可以改变滤波算法的收敛速度。通过实验,证明了该方法的可行性,干扰噪声降低,电机相电流得到了明显的改善,电流环得到了优化,增加了系统的动态响应速度和稳定程度。
90-94

一种辐向永磁容错电动机的电磁特性精确分析

摘要:运用有限元法对一种辐向永磁容错电动机的主要电磁特性(电感,转矩,弱磁和容错性能)进行了分析。为了精确获得该类电动机的dq轴电感,同时分离出电磁转矩中的永磁转矩和磁阻转矩,本文给出了基于冻结磁导率的求解方法,该方法充分考虑了电动机内的饱和及电动机内永磁磁场和电枢磁场的耦合。其次,为了获得该电动机的弱磁区域,本文提出了一种基于曲线拟合的电动机最大弱磁转速点计算方法。然后,给出了通过比较电动机相自感和互感及短路相对相邻相反电势的影响来判断电动机的容错性能。最后,通过样机的实测数据验证了分析的正确性。
95-102

定子叠片式外转子横向磁通永磁电机设计

摘要:横向磁通永磁电机具有较传统永磁电机更高的转矩密度,但其存在漏磁与齿槽转矩大等不足。为了实现兼顾抑制其漏磁和齿槽转矩的研究目标,论文开展定子叠片式外转子横向磁通永磁电机的设计研究,首先介绍建议的外转子横向磁通永磁电机拓扑结构并建立其三维有限元仿真分析模型;然后通过在永磁体周向设置间隙和定子间设置辅助定子相结合,并对永磁体周向间隙和辅助定子进行优化的措施,确定定子叠片式外转子横向磁通永磁电机设计方案。最后,加工制造了样机,通过样机的实验测试证实设计方案的合理有效性。
103-107

高带宽低速大转矩永磁同步电动机的优化设计

摘要:为了使执行结构在低速条件下获得较快的动态响应,本文设计了一种直驱应用的高带宽、低速、大转矩永磁同步电动机。高带宽要求电动机具有较大的加速度,较低的转动惯量,而空间尺寸的限制使得电动机工作于非线性区,致使电动机容量增大。综合考虑了电动机转动惯量、体积、电动机电容量三者之间的关系,通过循环迭代选取了满足条件内的最优结果,对电动机进行了初步设计。然后,针对大力矩电动机的特点,进一步分析了电动机功率因数低的原因。为了改善电动机性能,本文采用基于时步有限元的改进Taguchi优化算法,合理选取永磁体极弧系数等5个结构参数作为优化变量,电动机功率因数等4个性能指标为优化目标,对电动机进行多变量多目标优化。有限元分析及样机实验结果验证了该方法的有效性。
108-114

电动汽车用新型双定子无刷双馈电机转子磁链定向控制

摘要:随着电动汽车驱动技术的快速发展,双馈电机在该领域的应用得到广泛关注。本文研究了一种新型双定子无刷双馈电机,该电机包括沿径向同轴布置的外定子、双层绕线结构的转子和内定子,具有有刷双馈电机功率密度高、恒转矩恒功率范围宽的优点,同时取消了电刷滑环,使得系统可靠性增加,维护成本降低,因而在电动汽车应用中前景广阔。针对现有无刷双馈电机转子磁链定向控制策略调速范围窄的问题,对基于双同步坐标系的转子磁链定向控制算法进行改进。在Matlab/Simulink仿真环境下搭建驱动控制系统的数学模型,进而研究该系统的动态性能。仿真结果显示该无刷双馈电机可以在宽调速范围内稳定运行,从而验证了模型的正确性和有效性,为实际的双定子无刷双馈电机控制系统提供了参考和依据。
115-123

分布参数共模等效电路关键参数确定及轴承电流计算

摘要:针对变频电机轴承电流计算问题,提出了分布参数共模等效电路模型,该模型考虑了电机绕组分布阻抗特性。此外通过解析法及有限元法计算了共模等效电路中关键参数,在此基础上提出了阻抗分离法确定分布参数共模等效电路中的关键寄生参数,该方法综合考虑了电机运行一定周期后绝缘材料性质的变化,使得参数确定更加准确。基于该方法得到了电机内关键寄生参数的频域特性。本文搭建了基于分布参数等效电路的轴承电流仿真模型,利用测得的关键参数,实现了对轴承电流的预测。最后搭建了轴承电流实验平台,测量了轴承电流、轴电压,仿真结果与实验结果基本吻合,证明了本文所提出的分布参数共模等效电路及阻抗分离法确定参数的合理性。
124-131