过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响
摘要：为了研究过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响,以一台Y132S-4、5.5kW电机为例,利用时步有限元法研究了过电压下定转子铁心谐波磁密和转子导条谐波电密在额定负载时的变化规律及产生原因,进一步分析其对附加损耗的影响.结果显示,在附加铁耗方面,过电压引起磁路饱和,导致定子铁心轭部、齿身3次谐波磁场和磁导谐波磁场增加,同时受定转子绕组电流降低的影响,由其产生的齿谐波磁场在定转子铁心齿顶区域引起的附加铁耗降低,两者共同作用导致附加铁耗由380V时的44W降低到420V时的35W;在附加铜耗方面,过电压引起角接绕组3次谐波电流及相应定子附加铜耗增加,受转子绕组电流降低的影响,由其引起的齿谐波磁场在转子导条中感生的高频电流及相应附加铜耗降低.通过满载时不同电压下各项损耗进行实测对比,验证了文中分析正确性.虚拟惯量控制方式下永磁风力发电机组轴系扭振机理分析
摘要：基于风电并网系统的状态空间平均模型,分析传统比例微分（PD）虚拟惯量控制方式下兆瓦级直驱永磁风力发电机组（D-PMSG）的轴系扭振机理及其影响因素,提出一种改进型PD虚拟惯量控制方法,以抑制D-PMSG轴系低频扭振.分析表明,传统PD虚拟惯量控制的引入,会降低D-PMSG轴系的阻尼比,影响机组的稳定运行;降低PD虚拟惯量控制的微分系数的模值可以提高风电机组轴系的阻尼比,却会降低风电机组的频率响应能力.所提出的改进型PD虚拟惯量控制方法,通过引入永磁发电机组转速补偿项,从而提高系统阻尼比.该方法能在保证风电机组的频率响应能力的同时,有效抑制虚拟惯量控制引起的轴系低频扭振,提高系统的稳定性.仿真实验验证了理论分析和改进型PD虚拟惯量控制方法的有效性.含DG的小电流接地系统单相接地故障定位
摘要：对比分析含分布式电源（DG）与不含DG的小电流接地系统在发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,得出DG的加入不影响各线路的暂态零序电流分布.因暂态零序电流中存在多个频率分量,虽然对于某一频率而言,故障线路与健全线路电流相位（方向）相反,但多个频率的叠加会使得这样的方向性变得模糊.采用小波变换的Mallat算法对各线路的暂态零序电流进行分解和重构,从而获得低频逼近部分aN和高频细节部分dN.据此,提出选线判据：对于含DG的小电流接地系统,在暂态零序电流的初始阶段,故障线路暂态零序电流的细节分量幅值是所有健全线路的幅值之和,相位与健全线路相反.最后,建立仿真模型,对含DG的中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统进行了仿真实验,实验结果证明该方法故障判别准确,选线灵敏度高,实用性强.交流电机换位线棒股线环流的解析计算方法
摘要：针对现有计算换位线棒股线环流的漏感电势法与股线回路法中存在的忽略股线实际换位路径、漏磁场分布假设不合理的问题,基于股线回路原理,提出一种换位线棒股线环流的解析计算方法.将每个股线支路看成由股线电阻、槽部漏电抗和端部漏电抗组成,给出槽部漏电抗和端部漏电抗的算法.以一台水内冷汽轮发电机的不足540°加空换位线棒为例,分别采用解析法和三维有限元法计算了换位股线环流.通过解析法与三维有限元法的计算结果对比表明,两种算法得到的换位股线环流基本一致,验证了解析法的正确性.提出的解析法不但可以快速、准确地计算不同换位方式下股线的环流,而且能够避免复杂的三维建模,更方便工程计算.具有稳流输出的无线电能传输电路
摘要：针对LC串联谐振和并联谐振在工作频率发生漂移时,电路整体功率传输能力及效率都会明显下降的问题,提出一种一次侧带有LCC（电感-电容-电容）复合谐振网络的无线电能传输电路.依据互感模型,在基波条件下,分别建立了耦合线圈一次侧与二次侧的等效电路,得到了谐振频率和输出电流表达式,并进一步导出了复合谐振网络中电感与电容的计算公式.实验结果表明,谐振频率与负载电阻无关,在谐振频率下,当耦合线圈的距离保持不变（即互感恒定）时,输出电流的有效值恒定,具有电流源特性.通过实验与仿真结果的比较,验证了对该电路分析与设计结果的正确性和有效性.因此该电路适合于需要电流源供电的负载,经改进后还可用于电场耦合式无线电能传输.永磁同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿
摘要：针对基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机转子位置信号易受高次谐波干扰的问题,提出了硬件和软件上的补偿方法.根据线性霍尔传感器的转子位置解算原理,详细分析了永磁体磁钢充磁的不均匀、定转子间气隙温度的变化、霍尔器件的安装误差以及逆变器高频开关噪声等因素给转子位置检测带来的各种不利影响,在硬件上采取了相应的补偿措施,在软件上用正交锁相环（PLL）来消除霍尔位置信号中高次谐波的干扰,并给出了一种无需知道霍尔器件安装位置的转子角位置计算方法.在100 kW高速永磁同步电机上进行了实验,实验结果表明,正交PLL能有效抑制霍尔信号中的高次谐波分量,也验证了采用该方法能有效地估算出永磁同步电机高速旋转转子的角位置.基于无源性的双馈感应风力发电系统自适应滑模控制方法
摘要：根据交流励磁变速恒频（VSCF）风力发电系统的运行原理,从能量平衡关系出发,利用非线性控制理论,提出了双馈感应风力发电机无源性滑模控制方法.基于双馈感应电机Euler-La-grange系统模型,设计本质上是非线性反馈的无源性滑模控制策略,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制.针对实际运行时风力发电系统参数具有不确定性的问题,将无源性滑模控制方法与自适应策略相结合,不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪,并可有效抑制由定、转子电阻变化引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析风力发电控制系统,确定不必抵消的“无功力”,设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.单相PWM整流器设计
摘要：针对目前非线性化负载大量使用引起电网谐波和无功污染日益严重的问题,设计对电网污染很小的单相PWM整流器.通过建立和分析单相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,给出了该系统的电压、电流双闭环控制方法.该方法采用构造虚拟电流的方法进行电流内环的解耦控制,并通过分析系统的瞬时有功、无功功率流以实现电压外环的线性化控制.对系统进行基于Matlab/SIMULINK的仿真分析,并进行硬件设计,搭建整流器实验模型,以进行实验验证.仿真和实验结果验证了该电压、电流双闭环控制方法的可行性,同时表明单相PWM整流器具有网侧单位功率因素运行、网侧电流正弦化、直流输出电压纹波小等优点,对电网的谐波和无功污染很小.电动汽车用永磁电机弱磁调速能力
摘要：针对电动汽车驱动系统对永磁电机恒功率调速范围的较高要求,研究了内置V型磁路结构参数对永磁电机弱磁调速能力的影响.采用有限元仿真的方法分析相邻磁极间距和磁极中心植入深度与直轴电感、交轴电感、凸极率、气隙磁密和永磁磁链之间的关系,并由此得到永磁转矩和磁阻转矩的变化规律.结合电机控制器最大逆变电压和输出电流,总结出永磁电机反电势和转子结构参数与弱磁调速范围的关系.样机实验结果表明,通过调整转子磁路结构进而优化电机反电势和凸极率的方法能够有效拓宽永磁电机弱磁调速范围.电动汽车用永磁电机应适当增加转子相邻磁极间距并降低永磁体埋置深度,降低电机反电势的同时增加磁阻转矩,提高恒功率调速阶段带载能力.油纸绝缘极化等效电路参数计算方法
摘要：针对粒子群算法在求解油纸绝缘等效电路模型参数过程中容易陷入局部最优的问题,结合混沌理论提出一种油纸绝缘极化等效电路参数计算方法.根据混沌算法具有遍历性和不重复性的特点,在粒子群算法中加入混沌扰量,使得算法不陷入局部最优解,从而辨识油纸绝缘等效电路参数.计算结果表明,应用混沌粒子群改进算法获得的回复电压极化谱能够很好地与现场测试得到的回复电压极化谱相吻合.通过所提算法求解得到的油纸绝缘等效电路模型能够准确地反映油纸变压器的绝缘状况,为后续诊断油纸绝缘的老化情况奠定重要基础.长初级双边直线感应电机纵向动态端部效应第二部分：性能计算
摘要：为了研究纵向动态端部效应对长初级直线感应电机磁场和性能的影响,在第一部分（文献[11]）中,应用解析法对长初级双边直线感应电机的气隙磁场进行了分析;作为第二部分,在气隙磁密解析解的基础上,推导在纵向动态端部效应影响时该类电机性能的解析表达式,如电磁推力、有功及无功功率、功率因数和效率等.通过二维有限元数值计算验证了性能解析计算的正确性.基于气隙磁密相量图,研究了电机在高速运行时,入端行波推力成为制动力的原因以及对总推力特性的影响,分析了调整品质因数和极数等电机设计参数对推力的影响.研究结果表明,长初级结构在高速运行时推力特性变软、损耗增加、效率下降,调整品质因数对改善推力特性几乎没有影响,但增加极数可有效抑制纵向动态端部效应.单Buck型逆变器状态反馈线性化最优控制
摘要：为了研究单Buck型逆变器非线性系统的二次型最优控制方法,提出一种状态反馈精确线性化和二次型相结合的最优控制方法;建立以状态空间平均法的单Buck型逆变器系统动态模型,采用状态反馈精确线性化方法,并给出状态反馈表达式,实现逆变器系统线性化;依据无源性控制思想,给出二次型最优控制控制器的分析与设计和无源性能量函数对优化Q和R取值方法;仿真和实验结果验证了其控制方法的正确性,同时表明该线性化控制策略系统稳定,输出电压畸变小,具有良好稳态与动态性能和强鲁棒性;线性化使其控制系统结构简单,成本低,易于实现.电气化铁路接触网引起的电场空间分布计算
摘要：为研究电气化铁路站台上乘客在候车时,高压线下的电磁环境是否满足国家标准,计算了电气化铁路站台上电场的分布情况.针对大范围区域中存在接触线一类小尺寸元件情况,了分元采用了自适应精确剖分和自由耦合剖分相结合的有限元法,建立接触网在直接供电方式下,铁路站台及周围物体的等效模型,仿真计算了接触线周围空间和站台上方1.8 m高处电场的分布情况.结果表明,列车和建筑物会屏蔽站台上的电场,最大屏蔽效果分别为85％和33％;人体会增大附近区域的电场,尤其在头部最为明显,最大增大倍数为2.9.直接供电方式下,当列车没有进站,且周围没有建筑物等屏蔽措施时,站台上出现最大电场,其值为4 648.8 V/m,超过国家标准限值16％,在此种情况下,建议乘客在距站台边1.6 m以外候车.基于PSO改进的BP神经网络数据手套手势识别
摘要：针对5DT数据手套手势识别这一问题,提出BP神经网络和PSO算法相结合的识别方法.首先利用特征提取和归一化方法建立通用手势模板,并基于此模板采用BP神经网络进行训练学习,同时通过PSO算法修正BP神经网络的权值和阈值,将训练完毕的神经网络用于实际操作过程中的手势识别.该方法既保留了BP算法结构简单、易于实现的优点,同时避免了不同操作者复杂的标定过程.仿真和实验结果表明,所提出的控制方法有效的缩短了学习时间,并且提高了识别过程的实时性和精确性.直驱XY平台伺服系统预测鲁棒轮廓跟踪控制
摘要：针对直驱XY平台中存在的系统延迟、系统参数变化、负载扰动等不确定性以及双轴之间的耦合问题,依据模型预测控制、扰动观测及解耦控制理论,设计了一种模型预测控制器（MPC）、扰动观测器（DOB）和交叉耦合控制器（CCC）相结合的预测鲁棒跟踪控制系统.利用MPC作为前馈控制器,通过模型预测、滚动优化和反馈校正提高系统的跟踪性能.DOB能够抑制系统参数变化及外部负载扰动等不确定性因素对系统伺服性能的影响,提高系统的鲁棒性能.CCC能补偿两轴间的轮廓误差,解决双轴间的耦合问题.仿真实验结果表明,所设计的系统具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能.所提出的控制方案能够有效地减小系统的轮廓误差,进而提高了XY平台的轮廓加工精确度.具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统模型预测控制
摘要：针对具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统,提出一种模型预测控制器设计方法.通过引入一个服从Bernoulli分布且已知条件概率的随机变量描述系统的随机非线性扰动,根据预测控制的滚动优化原理,在每一采样时刻,求解保证无穷区域二次性能指标期望值的上界达到最小的优化问题.运用Lyapunov稳定性理论,给出了保证控制算法可行性和闭环系统随机稳定性的充分条件.最后通过仿真验证了所提控制方法的有效性.一种基于磁链轨迹跟踪的过调制新策略及其特性分析
摘要：结合磁链轨迹跟踪的PWM生成原理,讨论了一种过调制实现策略.根据实际磁链对期望磁链的跟踪特性,分析建立了相位和径向两类误差模型;结合两类误差模型,定义评价指标：跟踪能力,并由此确定了过调制Ⅰ区和过调制Ⅱ区的分界点;从理论上证明了实现过调制极限状态六阶梯波调制的可行性,并给出其实现条件.开展了仿真验证和样机试验,结果表明新策略能有效提高直流母线电压的利用率,保持从线性调制、过调制Ⅰ区、过调制Ⅱ区直至六阶梯模式的平滑过渡,并明显抑制调制过程中的输出电压总谐波畸变率（THD）.具有高动态性能和锁相精确度的改进PLL设计
摘要：为提高锁相环（phase-locked loop,PLL）的动态性能和锁相精确度,提出一种基于dq变换的改进锁相环,其通过平均值环节而不是延时信号消除（delayed signal cancellation,DSC）或低通滤波器（low pass filter,LPF）预先将负序与谐波分离出去,大幅缩短了暂态响应时间,同时亦消除了系统电压不平衡或畸变对锁相精确度的影响.详述了该PLL的工作原理;给出了关于负序与谐波分离方法的讨论;推导了控制环的线性化模型及其PI参数的整定方法.仿真与实验结果表明,由于采用平均值环节和不存在传统软件锁相环（soft ware phase-locked loop,SPLL）具有的耦合关系,该PLL可快速而准确地锁定系统电压中正序基波分量的相位,具有高动态性能和锁相精确度,适用于动态电压恢复器（dynamic voltagerestorer,DVR）或统一电能质量控制器（unified power quality controller,UPQC）等对电压变化敏感的柔性交流输电系统（flexible AC transmission system,FACTS）.