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 2016年第06期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电机及其控制
笼型感应电机转子斜槽研究综述及展望1-12

摘要:介绍了笼型感应电机的发展历史,结合现有研究成果,就单斜槽和双斜槽两种基本转子结构,主要介绍了这两种斜槽各自的结构特点,简要阐述了其对气隙磁场基波和谐波分布的重要影响。系统性地回顾了科研人员在分析斜槽电机时所采用的二维有限元法、三维有限元法以及多层分段二维有限元法等分析方法以及取得的相应研究成果,并对比了各种方法的优缺点。针对这两种斜槽结构,进一步简要梳理了其对电磁噪声、附加损耗和起动转矩等电机性能的影响。并探索性地提出基于双斜槽转子等槽或者近等槽配合下有望实现高效低噪声感应电机的设计思路,为进一步探索提供参考。

基于改进绕组函数法的感应电机偏心电感参数计算13-20

摘要:针对大型感应电机常见的气隙偏心故障,提出了以绕组函数为核心的多回路建模方法,并对绕组函数法进行了理论推导,最后计算了电机各回路间的电感。基于所给出的计算方法,对一台1 200k W样机建立气隙偏心模型,并通过引入绕组函数平移系数进行更精确的计算。通过对改进的绕组函数法与传统方法以及有限元仿真的偏心电感计算结果的对比,表明改进的绕组函数法应用于计算偏心电机电感参数的可行性,并展示了其在偏心状况下电感参数的变化特点。

抽水蓄能电站发电电动机端部磁场及结构件损耗分析计算21-29

摘要:发电电动机是抽水蓄能机组的关键设备,机组频繁的变工况运行提高了对发电电动机端部绕组和结构件的电磁、机械性能要求,增加了其设计难度。准确计算其端部磁场及结构件损耗是绕组和结构件设计的前提,也是预判机组能否稳定运行的依据。针对抽水蓄能机组发电电动机整机数值分析困难的现状,提出2D-3D耦合、运动-电磁耦合的时步有限元法,并以一台280MW抽水蓄能发电电动机为例进行了端部磁场及结构件损耗的计算分析。首先采用2D运动-电磁耦合时步有限元法,结合运行工况的端点迭代法求取发电电动机工作点,并将计算结果与实测值进行对比。在此基础上,建立发电电动机端部2D-3D耦合、运动-电磁耦合时步有限元模型,将2D计算结果作为约束条件,计算分析了额定发电和额定电动工况下发电电动机端部磁场及结构件损耗的分布规律,并进一步讨论端部结构参数变化对端部结构件中涡流损耗的影响,为抽水蓄能发电电动机端部绕组及结构件的设计提供了理论依据。

圆筒型Halbach次级结构磁悬浮重力补偿器30-37

摘要:提出一种结构新颖的圆筒型磁悬浮重力补偿器,次级采用Halbach永磁结构,具有悬浮力大、法向刚度低等特点。介绍了圆筒型磁悬浮重力补偿器的结构,建立圆筒型磁悬浮重力补偿器的数学模型,利用等效电流法对气隙磁场进行解析,推导出静态悬浮力、动态悬浮力及法向刚度的数学表达式。利用有限元法对圆筒型磁悬浮重力补偿器的静态特性进行仿真分析,阐述低刚度被动磁悬浮中的特殊问题。最后研制一台样机,通过实验测试验证了所提出圆筒型磁悬浮重力补偿器的可行性。

基于永磁直线同步电机的光刻机掩模台鲁棒自适应神经网络控制38-46

摘要:针对光刻机掩模台宏动永磁直线同步电机(PMLSM)提出一种鲁棒自适应神经网络轨迹跟踪补偿控制策略。该策略的主要特点是采用径向基函数(RBF)神经网络实时在线进行模型参数不确定性和各种外界非线性扰动的估计。为了验证策略的效果,建立基于参数不确定性和外界非线性扰动的掩模台宏动PMLSM模型,并针对此模型进行控制策略的规划、推导和稳定性理论分析,分析结果说明该策略可以保证位置和速度跟踪误差的收敛性。通过在光刻机掩模台上进行的五阶S曲线跟踪控制实验验证了此控制策略的实际控制效果,实验结果显示跟踪准确度达到了满意的效果。由于此控制策略的最大优点是不需要对实际物理系统参数和难于测量的外界不确定性扰动做精准的建模,所以非常适合应用在超精密运动控制领域。

基于自适应线性神经元滤波的内置式永磁电机转子位置观测器47-54

摘要:为提高无位置传感器内置式永磁同步电动机(IPMSM)控制性能,提出一种改进的基于反电动势模型的自适应滤波转子位置观测器。针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起扩展反电动势6k±1次谐波,进而产生6k次转子位置脉动观测误差问题,提出一种基于递归最小二乘算法自适应线性神经元滤波器的转子位置观测方法,从而实现IPMSM矢量控制系统准确解耦控制。该方案能够在线连续调整权重分量,保证了转子位置观测器的快速收敛性。通过自适应滤波器滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的准确度。最后通过模型仿真和2.2k W IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。

基于粒子群优化的感应电机模糊扩展卡尔曼滤波器转速估计方法55-65

摘要:为了减弱固定的先验噪声模型对扩展卡尔曼滤波器(EKF)状态估计的影响,提出一种基于粒子群优化的感应电机模糊EKF(PFEKF)转速估计方法。通过将粒子群优化(PSO)算法引入模糊控制器,监视实际残差与理论残差的偏离程度,自适应选择模糊调整因子,在线递推修正测量噪声协方差矩阵的加权值,使其逐渐逼近真实噪声水平,从而使滤波器进行优化估计,并减小外部干扰和时变测量噪声对系统性能的影响。仿真和实验结果验证了基于PSO的感应电机模糊EKF转速估计方法的正确性与有效性。

基于快速矢量选择的永磁同步电机模型预测控制66-73

摘要:有限状态集模型预测控制(FCS-MPC)由于概念简单,易于处理系统约束以及具有优秀的多变量控制能力等优点,近年来在电力电子与电力传动领域的应用吸引了学术界和工业界的广泛关注。基于最小化目标函数的原则,传统FCS-MPC通过枚举法来选择最优电压矢量。由于枚举法需要对所有基本电压矢量作用下的系统动态行为进行预测,因此算法的计算量较大,严重限制了FCS-MPC的实用性。针对这些问题,提出一种改进的模型预测控制算法。通过深入分析矢量选择过程,改进的模型预测控制算法只需一次预测即可选出最优电压矢量,因而显著地降低了算法的复杂度和计算量。在两电平永磁电机实验台上的仿真和实验结果表明所提出的改进模型预测控制算法在较宽的速度范围内均具有良好的控制性能。

一种电动车用无刷直流电机混合回馈制动控制方法74-80

摘要:在能量回馈制动原理的基础上,详细分析了无刷直流电机的半桥斩波回馈制动和全桥斩波回馈制动。针对半桥斩波非导通相续流的弊端和全桥斩波存在临界转速的缺点,提出采用全桥斩波和半桥斩波相结合的混合回馈制动控制新方法。该方法在临界转速以上采用全桥斩波回馈制动,以避免非导通相的续流,减小转矩脉动,实现平稳制动;在临界转速以下采用半桥斩波回馈制动,以减小能量损失,达到高效驱动的目的。仿真和实验结果表明,在制动中采用该方法既能高效回馈能量,又能实现平稳制动。

基于有效磁链的电励磁同步电机无速度传感器控制81-90

摘要:提出了一种新型的基于有效磁链电励磁同步电机无速度传感器宽调速范围控制方法。有效磁链矢量定义为转矩产生的磁链,对于电励磁同步电机,有效磁链矢量位于转子d轴,通过有效磁链幅值和相位的准确观测实现转子位置角和转速的辨识。在此基础上,针对具有阻尼绕组电励磁同步电机,为提高辨识准确度以获得优良的动态转矩特性,提出了考虑阻尼电流影响的有效磁链动态观测模型。同时考虑饱和效应影响,采用非线性磁链观测器获得准确的有效磁链矢量。实验结果表明所提控制方案算法简单,易于实现,且具有良好的控制性能和快速的转矩响应特性。

基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制91-99

摘要:针对传统无轴承异步电机径向悬浮力控制受转矩绕组磁场定向准确性影响、系统控制延迟导致相位裕度降低等问题,提出一种基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制方法。通过探测线圈法检测两套绕组的气隙磁链分量,依此计算出两套绕组产生的径向悬浮力大小,并将其作为反馈信号引入到悬浮闭环控制系统中,从而有效消除由系统控制延迟导致的相位裕度降低的影响。仿真和实验结果验证了所提出控制方法的有效性。实验结果表明,相比常规悬浮控制系统,基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制系统具有更好的响应性能、阻尼特性及鲁棒性。

牵引机车用永磁同步电机断电-重投控制系统研究100-107

摘要:针对机车牵引用永磁同步电机过电源分相区断电-重投时电流和机械冲击大的问题,设计了一种闭环的断电-重投瞬间冲击最小寻优重投控制系统。在永磁同步电机三相瞬态数学模型的基础上,从正弦基波和带有谐波分量的PWM调制电压波形出发,分析了断电-重投瞬间冲击产生的原因。根据分析结果,对控制时重投瞬间的给定转速进行了设定,对位置进行了实时的修正和补偿,引入了模拟逆变器的概念,以减小重投瞬间机械开关引起的机械冲击。最后,设计了一个具有实时监测和修正能力、拥有最终决策权的寻优控制器。经仿真和实验对比,验证了本文对瞬态冲击产生机理分析的有效性及设计的控制系统在减小断电-重投瞬间冲击强度的积极作用。

基于自适应观测器和线性二次型调节器的高性能伺服系统谐振抑制108-117

摘要:由于机械传动装置的限制,高性能伺服系统在高速正反转和快速定位等动态控制过程中容易发生机械谐振。采用考虑传动装置弹性的电机-负载双惯量机械模型,研究伺服系统的机械谐振抑制技术。以电机转速作为系统广义输出,建立基于双惯量机械模型的参考自适应观测器,实现负载惯量、负载转速和扭力矩的估计。基于观测器的估计状态和参数,设计速度环线性二次型调节器(LQR)来抑制双惯量系统中的机械谐振。为了验证观测器和LQR的有效性,利用Matlab/Simulink进行仿真研究,并在基于TMS320F28335DSP的平台上进行相关实验验证。仿真和实验表明自适应观测器能够较为精确地估计系统的参数和状态,同时也表明基于LQR的状态反馈控制能够有效地抑制传动系统中的机械谐振。

电工技术学报杂志电力电子
一种实现功率信息双传输的半导体激光器驱动电源118-125

摘要:介绍了一种应用于中小型侦察无人机背景下的激光能量传输系统中的半导体激光器驱动电源实现功率和信息同时传输的方法。具体分析了如何在激光器恒流驱动的基础上叠加脉冲电流以确保驱动电源在传递功率的同时还可以传递指令信号。通过采用恒流变换器和双向变换器的并联结构,在保证系统效率最大的基础上使得双向变换器的电感电流可以较快地跟踪信号。双向变换器选择最简单的Buck/Boost产生所需的正、负脉冲电流,以通信信号为电流基准,采用电压环和电流环双环控制,使得双向变换器的输出电流能根据带有指令信息的通信信号而变化。最后搭建了一台原理样机验证了该方法的可行性。

一种自举式三端口变换器126-134

摘要:提出了一种自举式三端口变换器。电路可以从高、低两个不同的输入源得到稳定的输出电压,并且能够实现输入源之间的单级双向功率变换,提高了新能源的利用率和系统效率。在新能源退出工作时,拓扑利用自举电容升压,维持输出电压稳定以适应新能源随机性和间歇性发电的特点。详细地阐述了变换器的工作原理及能量管理方案,分析了自举模式的充放电特性和参数优化设计。实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。

一种基于模式切换的隔离型双向直流变换器效率优化方法135-143

摘要:作为固态变压器中的核心部件,大功率隔离型双向直流变换器的效率优化至关重要。通过分析双移相桥式隔离型直流变换器的工作原理,详细计算了包括中频变压器在内的直流变换器损耗分布,得出直流变换器的损耗分布结果,用以指导直流变换器的效率优化。基于损耗分析结果,为提高直流变换器的效率,研究一种基于模式切换的控制方式,从而实现了全功率范围内的损耗更优控制。最后,搭建额定容量为35k W的实验样机,实现了本文所述的控制方式,不同漏感条件下样机的实测效率为98.1%和97.6%,验证了损耗分析及控制算法的正确性。

单相LCL型并网逆变器功率控制及有源阻尼优化方法144-154

摘要:针对分布于电网末梢的单相LCL型光伏并网发电单元,提出了一种单电流反馈有源阻尼优化方法抑制LCL的谐振尖峰,并采用SRFPI控制方法零稳态调节单相逆变器的瞬时并网电流,使系统具有低谐波失真的并网电流及无功补偿功能。对于LCL谐振抑制,通过对并网电流的高频分量反馈增加了系统阻尼,减少了额外的传感器,提高了系统稳定性;将该单电流反馈系数中多变量降为单一变量,在响应速度和阻尼系数中择优选取参数值,降低参数设计复杂度,提高系统性能。给出了单相逆变器并网系统的设计,分析了SRFPI控制策略以及单电流反馈中不同参数对系统性能的影响,并给出了最优参数的选择方法,确定反馈参数的取值。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

大电压比双向变流器的软启动策略155-161

摘要:在现有的双向DC-DC变流器启动中,通常需要额外的启动电路来限制启动冲击电流幅值,不仅降低了系统的效率,而且增大了系统的成本。在分析启动冲击电流产生机理的基础上,提出了两种软启动的优化控制策略:占空比控制启动法和移相角控制启动法。这两种控制方法均无需添加辅助电路,并且能有效地抑制冲击电流的幅值,从而确保变流器的安全启动。对两种控制方法的工作模态进行了详细的理论分析和公式推导,并通过仿真和实验验证了软启动控制策略的有效性,为双向变流器的软启动提供了一种简单、安全和经济的方法。