一种交错并联高增益软开关Boost变换器
摘要：针对如何提高变换器增益的同时，使变换器具有更好的工作性能，提出一种交错并联高增益软开关Boost变换器，详细分析其工作原理，在此基础上对其电压增益进行推导，讨论其软开关工作条件，特别分析考虑电路寄生参数影响时变换器的工作情况。发现该变换器具有如下特点：1）通过合理设计电路参数即可实现高升压变换；2）采用两相交错并联技术，使得输入电流及输出电压纹波频率变为开关频率的2倍；3）所有的开关和二极管都实现了软开关，减小了电路损耗。搭建了一台40W实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性。一种双电源每相单管开关磁阻电机功率变换器
摘要：为了降低开关磁阻电机控制器的成本，提出一种双电源每相单管开关磁阻电机功率变换器。该功率变换器每相只采用一个功率开关管和一个续流二极管，并采用双电源供电，可以动态调节续流电压，有利于缩短续流时间，提高电机功率密度，抑制转矩波动。以一台具有阶梯气隙转子、带风机负载的两相开关磁阻电机为应用对象，阐述了所提功率变换器的工作原理和控制策略，对电机系统进行了仿真和实验研究。研究结果表明，所提功率变换器具有结构紧凑、成本低、各相可独立控制以及抑制转矩波动的特点。实验结果验证了所提功率变换器的可行性。考虑谐波电压下双馈异步发电机控制技术
摘要：为提高双馈感应发电机（DFIG）在谐波电网下的运行性能，提出了DFIG运行于谐波电网电压下包含5个目标的谐波优化控制策略。在建立考虑5次谐波电网电压下DFIG瞬时有功和无功功率数学模型基础上，讨论不同控制目标下DFIG基波和谐波电流指令计算原则，并设计了基频、5倍频同步旋转坐标下的多PI电流控制方案，进而分别实现定、转子电流无谐波，定子输出有功功率、无功功率或电磁转矩无波动等5个控制目标。分析结果表明，所提控制策略能够优化DFIG在谐波电网下的运行性能，从而确保DFIG的稳定可靠安全运行。实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。双转子直驱式永磁风力发电机设计研究
摘要：为了保证双转子永磁风力发电机的两个转子等速对转，研究此发电机的设计方法。分析定子耦合磁场并联磁路和串联磁路交替的特点，建立基于并联磁路的等效磁网络模型。采用不同的永磁材料和转子尺寸配合的方法，保证稳态时双转子产生等大反向的转速，并设计双转子转速跟随的矢量控制策略，使风场紊乱时双转子维持等速。有限元分析和实验结果显示，内外电机的电流频率和相位基本相同，输出电压畸变较小。永磁同步电机功角检测方法
摘要：针对永磁同步电机（permanentmagnetsynchronousmotors，PMSM）恒压频比运行方式下的失步问题，对功角进行闭环控制。为其进行功角控制，其准确检测是关键。根据永磁同步电机功角定义，提出了永磁同步电机功角实时检测方法：霍尔位置传感器检测方法、绝对式光电编码器检测方法和无位置传感器扩展卡尔曼滤波（extendedKalmanfilter，EKF）估计方法。对位置感器检测方法的原理进行详细分析，对扩展卡尔曼滤波估计方法进行理论推导。实验结果表明这些方法精确度高、可靠有效，无位置传感器扩展卡尔曼滤波功角估计方法具有良好的静动态性能和鲁棒性。全数字硬件化对磁编码器角度解算的影响机理
摘要：针对基于FPGA／ASIC的全数字硬件化实现时存在内部参数界确定以及字长选取等问题，通过分析离散周期对全数字硬件化实现的影响机理，得到离散周期对全数字硬件化系统的稳定性以及动态性能指标的影响规律。建立角度解算单元的连续域模型，并对稳定性进行分析；利用del—ta算子进行离散化，对比分析了有无反馈滞后一拍的离散角度解算单元的稳定性，得到包含离散周期信息的系数取值范围；以衰减度为满意控制指标，求得了满足性能指标的最大离散周期。分析结果表明，全数字硬件化实现全闭环数字算法时所存在的反馈滞后一拍会使KT〈2，从而使实际系统的稳定性降低。通过求取最大离散周期，能够平衡系统性能与数字实现代价之间的矛盾关系，为控制器参数设计提供理论依据。实验结果验证了理论分析的正确性。单相三电平脉冲整流器网侧谐波特性研究
摘要：针对高速列车对牵引网注入谐波产生谐振问题，给出一种定量分析网侧谐波特性及分布的计算方法。以我国高速铁路领域中广泛应用的单相脉冲整流器为研究对象，利用3D几何墙模型SPWM的原理，通过双重傅里叶级数和贝塞尔函数推导出单相两电平整流器网侧电压谐波公式，在此基础上，根据二重化的两电平与三电平整流器之间SPWM调制的等效性，揭示了单相三电平整流器网侧谐波产生机理及定量分布情况。对该计算方法开展了时域仿真算例与小功率实物平台的实验对比研究，仿真与实验结果均验证了该方法的有效性和精确性。此方法可以精确计算整流器各次谐波含量，对谐波谐振的产生机理揭示及谐振抑制具有一定的指导意义。空冷发电机定子三维温度场分布与试验对比
摘要：以某大型空冷汽轮发电机为例，根据CFD原理以及定子冷却系统流体的流动特性，建立多风路通风系统三维流动与传热的数学模型和物理模型，选择相应的基本假设和边界条件，对耦合场进行数值求解。求解结果得到通风沟内的流体温度分布和电机内部固体部件的温度分布，得到最高温度分布位置与最高温度值。将模拟计算最终结果与实际运行结果进行比较，考核通风系统的散热能力，确保机组能安全可靠的运行。定子绕组、铁心计算值与试验值误差分别为13．7％，18．4％，研究结果误差在工程允许的20％范围内，表明模拟计算的实用性。电动机软启动功率因数角闭环控制技术研究
摘要：针对三相异步电动机软启动过程中出现的振荡问题，搭建软启动仿真模型。通过仿真实验研究软启动过程中引起振荡的影响因素和产生原因，进一步分析电动机启动电压和机械特性的关系。根据电动机软启动过程中三相异步电动机功率因数角的变化规律，提出一种基于梯度法的功率因数角闭环控制方案，利用功率因数角闭环反馈对动态过程的触发角进行补偿。仿真结果表明该方法有效地解决电动机启动过程的振荡问题，在此基础上研制软启动器实验样机，并对样机试验结果进行分析，证明该控制方案的可行性。PWM整流器预测无差拍直接功率控制
摘要：针对PWM整流器采用直接功率控制时存在的稳态纹波大、采样率高和开关频率低等问题，结合占空比调制和无差拍控制的概念提出一种改进的直接功率控制方法。通过分析不同电压矢量对功率变化的影响，提出在每个控制周期内同时作用一个非零矢量和一个零矢量，其中非零矢量从传统的矢量表直接功率控制获得。该非零矢量的优化作用时间通过对有功功率实行预测无差拍控制而解析得到。搭建了两电平PWM整流器平台对传统直接功率控制和预测无差拍直接功率控制进行对比研究。仿真和实验结果表明，相比传统基于矢量表的直接功率控制，预测无差拍直接功率控制能够显著减小功率脉动和电流谐波，而且动态响应迅速，简单易实现，是一种性能优良的功率控制方法。110kV直流电缆连接盒耦合场分析
摘要：根据空间电荷效应以及介质电导率的温度影响，采用直流下导电介质电流连续性方程和泊松方程对直流电缆连接盒的耦合场进行分析。获得了110kV直流电缆连接盒绝缘介质中电流场、温度场、空间电荷场以及电导率的变化规律，并给出了空载和负载下绝缘结构电场分布。结果表明负载下，电缆绝缘介质的电导率较空载下增大2个数量级，电场最大值由线芯表面转移到了绝缘介质外表面；直流电场下与交流相比接线盒应力堆表面切向电场增加一倍且最大值出现在应力堆中部。所以在设计直流电缆连接盒时，不仅要保证在空载时线芯表面电场强度不超过其允许值，而且还应保证接线盒在容许最大负载时，绝缘层外表面处的电场强度和应力堆表面的切向电场强度也不能超过其允许值。定子分割式轴向磁通切换混合励磁电机优化
摘要：为获得轴向磁通切换混合励磁同步电机优化方案，研究电机结构参数变化对其性能的影响规律。利用ANSYS软件建立电机三维有限元仿真模型；综合考虑感应电动势和齿槽转矩等性能指标，分别研究电机定子槽、永磁体、转子齿形状及尺寸改变对电机性能的影响规律。计算结果表明，采用矩形定子槽较梯形定子槽电机感应电动势更大，矩形定子槽占内径圆弧为8．5。时综合性能较好；永磁体用量保持不变前提下，感应电动势随永磁体弧长变化不太明显，而形状系数k=0．8时齿槽转矩最小；随着永磁体高度的变化，在形状系数k=0．95时，感应电动势可提高约4V；转子齿斜角届=6。时感应电动势可提高3．3V。采用矩形定子槽、合适的永磁体高度及附加转子齿斜角，可有效提高电机感应电动势，削弱齿槽转矩。特高压输电线路周围三维电场并行计算
摘要：考虑到传统的解析方法计算电场难以获得准确的结果，而应用新兴的数值方法计算三维电场耗费时间过多，所以提出一种适用于特高压输电线电场计算的OpenMP多核并行方法。多核并行计算可以共享内存，比分布式并行减少了机器间数据传输的环节，更具时间优势。它采用离散计算区域，给处理器划分并分配任务和信息交换等方式对模拟电荷法进行多核并行处理。本文以我国晋东南一南阳一荆门特高压输电工程的猫头真型塔输电线路为实例，使用单核处理器和8核处理器分别计算，二者所得结果一致，证明了多核并行计算的准确性。最后对多核并行计算的效能实施评测，验证了多核并行计算可以实现三维电场的快速求解，但因为通信开销等原因，并行加速比不会随着处理器的增多而无限增加，同时并行效率也越来越低。零电压持续时间可控的并联谐振直流环节软开关逆变器
摘要：针对硬开关逆变器开关损耗较大，提出一种新型并联谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统的硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振电路，使直流母线电压周期性地下降到零，逆变器的主开关可以完成零电压开关，而且其辅助谐振单元只有两个辅助开关器件，通过控制辅助开关可以获得任意的零电压持续时间，使该软开关逆变器能应用各种灵活的脉宽调制策略。依据不同工作模式下的等效电路图，对其工作原理进行分析，给出软开关的实现条件和逆变器的控制方法。对提出的软开关逆变器进行实验研究．实验结果表明逆变器的主开关实现了软开关，实验波形符合理论分析，所以该软开关逆变器能有效地降低开关损耗和提高效率。离散模糊时滞系统时滞相关稳定性判别与控制
摘要：针对具有时变时滞的离散Takagi—Sugeno（T—S）模糊系统，提出一种新的时滞相关稳定’性判别和控制器设计方法，以降低以往方法的保守性和难度。首先，在各个最大交叠规则组中构造一种新的分段离散型Lyapunov—Krasovskii函数。然后，提出和证明分别判定具有时变时滞的开环离散T—S模糊系统和闭环离散T—S模糊系统时滞相关稳定性的新的充分条件。并且，在运用并行分布补偿控制策略的基础上，设计具有时变时滞的闭环离散T—S模糊系统的模糊控制器。由于上述两个时滞相关稳定性的充分条件仅需在每个最大交叠规则组中分别寻找各自的公共矩阵，因此不仅克服了在整个可行域中需要寻找公共矩阵的缺陷，而且也减少了求解线性矩阵不等式的个数。最后，仿真示例验证此方法的有效性和优越性。永磁同步电机电流增量预测算法参数设计及性能分析
摘要：针对永磁同步电机电流环带宽的拓展受到数字控制一拍滞后延时限制的问题，提出一种电流增量预测算法及相应的PI调节器参数设计规则。该算法通过两个相邻周期的离散电压方程相减的方式预测出下一周期电流值，用预测值取代检测值改进PI调节器。对算法稳定性及参数敏感性进行研究，给出一套PI参数设计规则，并与传统PI调节器的动态性能进行比较。研究结果表明，增量预测算法可以有效消除一拍滞后延时的影响，同时拓宽PI参数稳定域，计算量少，且对电机参数依赖度低，配合提出的参数设计规则可显著拓展电流环带宽。仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。一类严反馈非线性系统的神经网络串级控制及应用
摘要：针对一类结构和参数未知的严反馈多输入多输出非线性系统，提出一种基于神经网络的串级控制方法，该方法采用基于Backstepping（反步设计）的思想设计串级控制器，综合基于Backstep．ping的非线性控制方法控制精确度高以及串级控制结构简单的优势。采用神经网络逼近结构和参数未知的非线性系统，利用Lyapunov稳定性定理推导出神经网络的调节律。运用Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的所有信号均为半全局一致最终有界。为了验证本文方法的有效性，首先进行数值仿真实验，并进一步将方法应用于机械手系统，进行物理实验研究。数值实验和物理实验结果证明了所提方法的有效性。《电机与控制学报》简介
摘要：《电机与控制学报》是由哈尔滨理工大学主办的立足国内、面向国际的专业性学术期刊。旨在反映国内外电气工程、控制科学与工程领域中最新的重要研究成果和具有创造性的学术成果。