电网对称故障时双馈电机虚拟电阻控制技术
摘要：为拓展电网电压对称故障时双馈感应发电机的不间断运行范围,提高双馈感应发电机的运行可靠性.以双馈感应发电机数学模型为基础,通过分析双馈感应发电机的磁链阻尼特性,研究发现电网电压故障会引起双馈感应发电机磁链的剧烈振荡并产生较长时间的过渡过程.进而给出了一种基于比例反馈校正的虚拟电阻控制技术,以有效抑制双馈感应发电机定子磁链的自由振荡,改善电网电压故障时双馈感应发电机过渡过程,并在此基础上对虚拟电阻阻值进行整定与优化设计.最后,通过所搭建的双馈感应发电机实验平台,对虚拟电阻整定原则的合理性与改进控制策略的有效性进行了实验验证.优化的准正弦平顶调制波PWM过调制新技术
摘要：针对现有PWM（pulse width modulation）过调制算法复杂的问题,构建一种新型的准正弦平顶调制波,通过优化使所含基波显著提升、低次谐波影响最小.用三角载波采样,在线性区改变调制波高即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则扩大调制波的平顶宽度并保持其高度不变,继续提升PWM基波,直至方波模式.为保持过调制区基波值与调制度M间的线性关系,将平顶宽与M的关系预先制表,通过查表法获取相应值.新技术PWM算法简单,且在线性区内的最大基波幅值比SPWM（sinusoidal pulse width modulation）高19％.在相同载波比N=33的情况下,其电流谐波总失真度在M∈[0.55,1]区间低于SPWM;在M∈[0,0.55]区间高于SPWM,但最大增加值小于2.2％.实验结果证实了新技术的有效性和优越性.基于多物理场的高速永磁电机转子护套研究
摘要：目前高速永磁电机转子最常用的保护措施是碳纤维捆扎永磁体、永磁体外加非导磁或半导磁合金保护套,保护套的增加会给电机的散热带来严重的困难.针对以上问题,基于一台75 kW,60 000 r/min的高速永磁电机,设计了3种方案,同时基于应力场、电磁场和温度场对3种方案的转子强度、转子涡流损耗和温度分布进行了综合的比较与分析,通过一台采用非导磁合金保护套的样机进行了温升实验.实验结果表明,采用半导磁合金保护套时,会大大减小永磁体的厚度,但会产生更大的转子涡流损耗;采用非导磁合金保护套时,所需的永磁体和保护套的厚度最大;采用碳纤维保护套时,所需的保护套厚度最小,转子涡流损耗和温升分布也远远小于其他两种保护措施.环氧-云母复合绝缘固化过程介电响应特性
摘要：为研究环氧-云母复合绝缘固化工艺条件对大型发电机绝缘质量影响的机理,采用频域谱法对电机线棒试品进行宽频介电谱测试.根据介电响应理论推导出介质损耗因数随频率和温度变化的关系式,同时实验研究了不同固化温度、固化时间下的介电参数频域特性.结果表明,170℃完全固化后的绝缘体系的介电响应特性要优于150℃和160℃时未达到完全固化的绝缘体系,固化后绝缘体系中小分子交联聚合成大分子,使能发生固化的极性分子大大减少,整体损耗也小于150℃和160℃下的损耗,且完全固化后的试样中各频率对应的损耗散点图也明显有一个收敛的趋势.研究表明,随着固化程度的增加,介质中容易发生转向极化的小分子逐渐减少,使同等频率下的松弛损耗相对于未固化时的损耗大幅度减小,固化后环氧-云母复合绝缘体系的介电性能有大幅度提高.四轴电机伺服控制ASIC芯片
摘要：针对采用串行架构、纯软件方式的DSP/MCU方案在多轴、高实时性、高性能场合所存在的不足,设计了一款全数字硬件化实现的四轴电机伺服控制ASIC芯片.充分结合ASIC所具有的全定制、并行、固化参数无法更改等特性,首先确定芯片的架构,将高实时性且相对固定的电机控制算法采用纯硬件方式实现,而灵活性要求较高的功能用嵌入式处理器实现;然后对四轴运动控制引擎的相关模块进行了高柔性化设计,重点介绍了四轴运动控制引擎的高柔性控制器、高柔性反馈检测单元、信号处理单元以及时序控制单元等,从而使芯片的灵活性和面积之间达到平衡.实验结果验证了芯片的正确性.水下航行器非接触式电能传输技术研究
摘要：针对海流扰动及水下航行器定位精确度有限的问题,提出了一种适用于基站和水下航行器之间进行电能传输的电磁耦合器环型铁氧体磁芯式电磁耦合器.应用有限元方法分析系统的磁场分布,计算间隙变化下电磁耦合器漏感和励磁电感.建立了含有补偿电容的电磁耦合器等效电路,进一步分析海流扰动下系统的电压增益和效率.应用理论模型对电磁耦合器性能进行分析,分析结果表明,环形电磁耦合器具有稳定的电压增益及效率.制作微缩模型进行试验,试验结果表明,该耦合器适用于水下航行器的非接触式电能传输.无速度传感器的永磁同步电机无差拍直接转矩控制方法
摘要：针对传统永磁同步电机直接转矩控制方法中存在的转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,提出了一种永磁同步电机无差拍直接转矩控制方法.为了使系统工作于无速度传感器状态,提出了一种简单实用的基于转子磁链的转速辨识方法.基于永磁同步电机的数学模型,通过计算在一个控制周期内能同时精确补偿转矩误差和磁链误差的空间电压矢量,得出了基于磁链与转矩的无差拍控制方法.利用转子磁链旋转速度与电机转速（电角速度）完全一致的特点,提出了一种简单实用的转速辨识方法,并将此转速辨识方法与无差拍直接转矩控制方法相结合.对传统直接转矩控制方法和提出的改进型控制方法分别进行了仿真与实验对比.分析结果表明,相对于传统直接转矩控制方法,所提方法能够明显减小磁链与转矩脉动,并且保持了传统直接转矩控制中转矩动态响应快的优点.转速辨识方法能够快速、准确地提供转速信号.仿真与实验结果验证了所提方法的可行性和有效性.故障条件下的风电场无功协调控制策略
摘要：电网故障时风电系统的Crowbar装置能够帮助风电机组实现低电压穿越,然而Crowbar的投入使得双馈风电机组要从电网吸收无功功率,延缓电网电压重建的过程.因此,需要在故障时对风电场进行无功补偿.针对这个问题,提出一种新型无功协调控制策略,在电网电压跌落后,根据并网点电压水平以及Crowbar的动作情况,整定风电场的无功调节需求,通过两层无功分配策略,协调双馈风机和STATCOM对电网进行无功补偿,用以支撑风电场并网点电压.采用这种控制策略,不仅可以提高风电机组的低压穿越能力,也减少了无功补偿装置的投入容量,仿真分析验证了所提策略的可行性和有效性.峭度滤波器用于电机轴承早期故障特征提取
摘要：针对电机轴承早期故障特征十分微弱,容易被机器运转时的背景噪声淹没而难以识别的问题,在分析峭度特性的基础上,确定了信号峭度值和噪信比的数学关系.设计了受控于信噪比的峭度滤波器,并将其应用于包络分析的滤波环节,以提取轴承故障的高频调制信息,可避开选取带通滤波器时人为因素的影响.实验结果表明,对于轴承早期故障特征比较微弱的情况,基于峭度滤波器的诊断方法是有效的,将滤波后的信号进行包络分析可凸显故障特征.五相永磁同步电机容错控制策略
摘要：针对多相电机驱动系统中常见的定子绕组开路故障,提出一种有效的容错电流控制策略.从矢量空间解耦的角度,推导出缺相故障状态下的坐标变换矩阵,建立了五相永磁同步电机（PMSM）在发生一相绕组开路故障时的解耦数学模型.根据同步旋转坐标系下的定子铜耗方程,通过对Z1-Z2子空间的电流设置不同的约束条件,得到相应的矢量控制方法.实验结果表明,该方法可以减小定子绕组开路故障引起的转矩脉动,使五相PMSM在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性能.35 kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验
摘要：为探索干式空心电抗器匝间过电压现场试验的可行性,同时考虑被试设备已运行一定的年限,用70％出厂试验电压,对某变电站27台35kV干式空心电抗器进行了匝间过电压现场试验.检测出2台具有匝间绝缘缺陷的被试设备,证实了在现场进行干式空心电抗器匝间绝缘过电压试验的可行性和必要性.通过对现场试验过程中遇到问题的分析,发现在试验中存在设备地电位抬高现象,为尽量降低地电位的浮动,提出了现场试验合理的接线方法,可为匝间过电压现场试验提供指导.空间矢量调制的五相Z源逆变器
摘要：为了提高传统五相电压源逆变器的直流电压利用率,在两电平逆变器拓扑结构的基础上提出了五相Z源逆变器的电路拓扑结构.逆变器利用Z源网络的升压特性,在开关切换时刻插入直通状态,使直流母线电压升高,从而提高了五相电压源逆变器的直流电压利用率和电压传输比.为减小逆变器输出电压谐波,采用优化的空间矢量调制算法对五相Z源逆变器进行调制,其中通过最小化三次谐波子空间的合成矢量来使输出电压的谐波减小.利用SIMULINK对五相Z源逆变器进行仿真,并采用基于数字信号处理器（digital signal processo,DSP）控制的实验平台对其进行实验验证.仿真和实验结果验证了该逆变器的可行性和调制算法的有效性.五相Z源逆变器能提高逆变器直流电压的利用率,可以用于直流电压受限的场合.基于PMU/SCADA混合量测的电力系统求积分卡尔曼滤波的状态估计
摘要：针对目前电力系统状态估计主要采用的扩展卡尔曼滤波（EKF）存在鲁棒性差,精确度被非线性程度制约大等缺点,提出一种电力系统的计算线性方法——求积分卡尔曼滤波（QKF）进行电力系统的状态估计,该算法从统计线性回归的角度,运用高斯-厄米特积分点,使得估计精确度大幅提高,并且引入精确度高,全网实时同步的同步相量测量单元（PMU）数据,成熟性好,技术成熟的SCADA数据进行混合量测.仿真结果表明,QKF法比EKF法具有更高的计算精确度,PMU数据的引入又进一步提高了电力系统状态估计的性能.基于混合量测的QKF法状态估计在正常状态和系统发生扰动情况下均有较好的估计性能,且估计精确度在系统加入混合量测的数据后明显高于单一SCADA系统.永磁接触器等效磁路模型研究
摘要：针对永磁接触器线圈通入正反向励磁电流时永磁体内磁通分布不均匀,永磁体内部工作点不同的问题,提出按永磁体磁路截面磁通密度不同,沿充磁方向对永磁体进行分块等效的方法.以一单线圈单稳态永磁接触器为例,通过仿真分析在不同励磁电流情况下其磁通的分布,建立该接触器的等效磁路模型.将求解获得的动铁心在不同工作条件下的吸力计算值与实测值进行比较,结果表明吸力计算误差在10％以内,验证了所提出的永磁体分块建立等效磁路模型方法的正确性和有效性.含微网的配网统一电能质量调节装置
摘要：针对含微网的配网电能质量问题的特殊性,分析分布式电源对配网电压、电流电能质量的作用机理,根据电能质量调节器与并网逆变器的相似性,提出一种含微网的配网电能质量调节器,对其系统结构与工作原理进行分析,采用一种改进型复合指令电流合成算法,实现了该装置既能并网发电又能治理谐波和无功的多种功能,提高工作效率并降低投资成本.仿真与实验结果验证了该方案的可行性.阻增量光伏动态模型研究
摘要：建立精确太阳能电池模型是最大功率跟踪系统的数字仿真和优化设计的关键.针对简化的四参数光伏模型（Iph、Io、Rs、C）,分析了其开路方程、短路方程和峰值方程,推导了阻增量方程,并结合太阳能电池生产厂家提供的在标准测试条件下的4个电气参数（Isc,Voc,Im,Vm）算得简化模型的四参数,建立了阻增量光伏模型,提出可随温度光强变化的光伏电池动态模型,推导了最大功率点动态模型.与常用模型对比研究说明新模型结构更简单、精确度更高.仿真和实验结果表明阻增量光伏模型的正确性和可行性,可作为理论分析和工程设计中的通用光伏模型.电机定子圆柱壳体周向模态频率计算
摘要：为了研究电机定子圆柱壳体长度、壁厚、平均直径以及径厚比对其周向模态频率的影响,用有限元法对不同参数的圆柱壳体进行了模态分析.通过分析得出圆柱壳体周向模态频率与其长度关系很小,而与其壁厚近似成线性比例关系,与其平均直径的平方近似成反比关系.圆柱壳体周向模态频率变化率近似与径厚比成线性变化.圆柱壳体的径厚比越小,模态频率变化率越低;模态阶数越高,模态频率变化率越低.当圆柱壳体径厚比较小时,传统解析公式计算结果误差较大.为了减少计算误差,提出一种计算圆柱壳体周向模态频率的解析方法,通过与有限元仿真和实验模态分析结果对比,验证了该解析计算方法的有效性.液压伺服位置系统的神经网络backstepping控制
摘要：针对液压伺服位置系统存在的参数不确定性、外部干扰和输入饱和的问题,提出了一种神经网络backstepping控制算法.设计了神经网络辅助状态观测系统,并根据辅助状态观测误差来调节神经网络的权值,进而实现对系统复合干扰的在线观测.把该复合干扰的观测值引入到backstepping控制设计中,使得控制器能够对系统的复合干扰进行有效补偿;在backstepping设计过程中采用二阶滑模滤波器以避免微分项爆炸问题,简化了控制器的设计.通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制器能够有效地削弱参数不确定性、外部干扰和输入饱和对系统的影响,增强了系统的鲁棒性,实现了系统输出对期望位置的准确跟踪.