单相并联混合励磁磁通切换型磁阻电机建模与分析
摘要：磁通切换型磁阻电机可采用不同的励磁形式，其中电励磁式与混合励磁式的励磁磁动势是可调节的，在单相电励磁结构基础上分析设计了相同定转子极数比的并联混合励磁的磁通切换型磁阻电机。提出一种借助于变跨距电励磁磁通切换型磁阻电机的有限元仿真结果，以建立混合励磁结构的简化磁路模型的方法，通过该模型可获得描述电机动态特性的非线性等效励磁电流、电感等参数。制作了具有可比性的电励磁、混合励磁结构样机各一台，并进行了实验测试，模型计算值与实验值吻合度较高，验证了理论分析、建模方法的正确性。耦合谐振式无线电能传输的传输效率最佳频率
摘要：应用集总参数和耦合模理论，研究了电磁耦合式无线电能传输系统的传输效率问题，提出了使无线电能传输系统传输效率最大的传输效率最佳频率概念，分析了传输系统参数和负载对传输效率最佳频率和传输效率的影响。制作了两线圈无线电能传输实验电路，并进行了谐振频率与传输效率的关系，负载与传输效率最佳频率及传输效率的关系，距离与传输效率最佳频率及传输效率的关系实验和仿真分析。实验和仿真分析证明了：无线电能传输系统有一个传输效率最佳频率；传输效率最佳频率近似与负载成正比，与线圈的互感成反比；传输效率最佳频率随距离增加而增大；当系统工作在传输效率最佳频率且负载电阻远大于线圈电阻时，无线电能传输系统的传输效率最大。真分数槽集中绕组相带谐波比漏磁导系数研究
摘要：针对真分数槽集中绕组（PFCW）相带谐波比漏磁导系数无图可查的问题，提出了用“双星形图”法计算真分数槽集中绕组的谐波绕组分布系数，总结得出了 PFCW 分布系数的通用解析表达式。研究了 PFCW 的短距系数，分布系数与绕组系数周期变化规律。通过分析 PFCW 的谐波磁动势，绘制了真分数槽集中绕组电机常见 q 值的60°相带谐波比漏磁导系数曲线图，为今后计算PFCW 的谐波漏抗系数提供了依据。利用“双星形图”法计算了假分数槽60°相带谐波比漏磁导系数，与现有60°相带谐波比漏磁导系数曲线图进行对比，两者非常吻合，验证了所提出的“双星形图”法计算真分数槽集中绕组60°相带谐波比漏磁导系数的理论正确性。脉振高频电压注入 PMSM 凸极特性实验检测研究
摘要：针对传统方法在研究永磁同步电机不同工作点下的凸极特性及分析其受交叉饱和效应影响的程度时通常采用耗时巨大的有限元仿真分析或复杂繁琐的实验方法的问题，提出了一种较为简便的永磁同步电机凸极特性实验检测方法。依据旋转坐标变换理论，通过向转子锁死的永磁同步电机注入脉振高频电压信号，解调高频响应电流信号，可以快速测得不同工作点下电机的凸极特性。通过对一台内置式永磁同步电机的实验研究验证了该方法的可行性，实验结果表明该方法能够准确检测不同工作状态下电机的凸极特性并分析由交叉饱和效应造成的交叉饱和角的大小。多波长激振模式的螺纹副驱动型超声电机
摘要：为了提高螺纹副驱动型超声电机的输出力,改善定子与输出轴间的接触驱动状态,将12片压电片粘贴至筒状金属弹性体外表面构成定子,激发定子产生一个沿圆周方向行进的波长数为3的驱动行波,实现对螺纹输出轴的驱动,提出一种多波长激振模式的螺纹副驱动型超声电机。给出了电机的设计结构,阐明了定子多波长激振模式的激励方法,利用有限元法对定子的振动模态进行了仿真分析,研制出一台定子尺寸长×宽×内径为36 mm×30 mm× M24 mm 的原型样机。实验结果表明,采用多波长激振模式可以实现螺纹副驱动型超声电机的有效驱动,电机的输出速度与输出力随激励电压的增大而线性增大。样机工作频率为52．1 kHz,在激励电压有效值42 V 时,最大输出力可达40 N。多定子永磁直线同步电机绕组切换故障特性研究
摘要：针对多定子永磁直线同步电机（PMLSM）运行过程中绕组切换故障可能引起的失步问题，研究了绕组切换故障特性。在分析 PMLSM 推力功角特性的基础上，研究了频率对稳定运行区间的影响规律，建立了考虑出入端效应的多定子 PMLSM 推力模型，研究了绕组切换故障对稳定性的影响规律，利用样机进行了实验研究，得到了一台及两台绕组切换故障时，电机运行频率、运行方式对运行特性的影响规律。研究结果表明：低速 PMLSM 的电阻效应不能忽略，动子所受正向推力作用空间变小，负向推力作用空间增大。相同数量的绕组失电，提升运行时较易失步。失电绕组越多，剩余电机承担电流越大，越易引起失步。汽轮发电机转子绕组短路产生的不平衡磁拉力研究
摘要：针对转子绕组匝间短路故障产生的不平衡磁拉力进行了分析，同时采用解析和数值两种方法计算了不平衡磁拉力，分析了不平衡磁拉力与发电机运行状态间的关系。对比分析表明：无论空载还是负载条件下解析方法计算的磁拉力都具有较大的偏差，数值计算方法考虑了饱和、磁场扭斜、高次谐波以及结构等因素的影响，计算结果更准确、可靠。在发电机发出有功功率保持恒定时，不平衡磁拉力不总是随着励磁电流的增加而增大，故利用励磁电流增大造成的转子振幅增大判断转子绕组匝间短路故障的方法只能在一定范围内有效，相对而言，空载升励磁实验更适合转子绕组匝间短路故障的快速诊断。非接触式励磁电源的谐振补偿分析
摘要：针对新能源汽车驱动电机励磁系统中电刷与集电环对整车运行带来安全隐患的问题，提出了一种非接触式同步电机转子励磁的方法，并采用了谐振补偿方法以提高非接触式励磁能量传输效率。研究了非接触式励磁系统的工作原理与系统结构，建立了松耦合变压器的互感模型并分析了松耦合变压器的特性，给出了非接触式励磁电源谐振补偿系统的设计原理，分析了非接触式能量传输系统的传输特性。仿真与实验结果表明：采用串联-串联谐振补偿方式可以对非接触式变压器中漏感所带来的效率损失进行有效的补偿，能够增加变压器副边电流与电压的幅值；当电源工作在完全谐振状态下时，通过谐振补偿可大幅提高非接触式同步电机励磁电源的传输效率。含双馈风电场的互联电力系统广域阻尼协调控制
摘要：针对大区域电网互联以及大规模双馈风电场并网所面临的区域低频振荡问题，提出一种综合考虑同步发电机与双馈风力发电机的广域阻尼控制策略；并采用一种迭代次数较少、不易陷入局部最优解的新型优化算法———均值方差映射算法进行控制器参数协调配置，通过与传统智能算法的比较，证明了该方法的优越性；含双馈风电场的四机两区测试系统的仿真结果表明，提出的方法能有效提高大规模双馈风电场并网背景下的互联电力系统区域低频振荡阻尼能力。改进型预测电流控制算法
摘要：为解决传统预测电流控制算法在并网逆变器电感参数失配时容易出现系统不稳定的问题，利用根轨迹法找出电感参数失配影响控制算法稳定性的原因。在此基础上提出一种改进型预测电流控制算法，通过对电流误差控制目标的修改和对逆变器理想输出电压的线性预测，在运算过程中不仅避免了预测程度的加深，还能减小电流环特征方程的各项权重系数，利用零极点对消改造电流环反馈系统的极点，使其特征方程的阶次始终为二阶。该算法在电感参数发生较大失配时，仍能保持系统稳定，使输出电流跟随给定。仿真和实验结果证明了所提算法的正确性和可行性。基于 LC 吸收电路的耦合电感高升压增益变换器
摘要：提出一种带无源无损 LC 吸收电路的耦合电感高增益升压变换器，采用电容、电感和二极管组成的无源吸收电路网络，回收了变换器中漏感能量，同时抑制了开关管两端的电压尖峰，从而减小了开关管的电压应力。与传统有源箝位或无源吸收电路相比，具有 LC 吸收电路的耦合电感Boost 变换器的输入电流连续，简化了输入滤波器的设计。同时，该变换器仅有一个开关管，且通过调节耦合电感变比可实现高升压增益特性，在新能源领域具有广泛的应用前景。文中详细分析了该变换器的工作原理及工作特性，最后通过搭建一台100 W、45 V/200 V 的实验样机，验证了理论分析的正确性。串联电池组双向全桥 SOC 均衡控制系统设计
摘要：针对电池制造工艺和使用环境不同所引起的单体间电量不均衡问题,结合双向开关电源理论提出了一种集中式能量转移型单体-整组双向电池均衡方案,根据电池组内单体剩余电量（state of charge,SOC）在电池组内部进行电量双向转移,采用反馈电路保证均衡电流恒定。通过实验获得电池单体开路电压的滞回特性曲线,并结合充电和放电状态下 SOC 与开路电压对应关系估计各电池单体 SOC,以 SOC 一致作为均衡目标。实验结果表明,所设计的均衡器均衡电流达到3A,可以满足电池系统均衡需求。非线性轧机机电系统电机速度鲁棒非脆弱控制
摘要：针对轧机机电系统电机速度鲁棒跟踪非脆弱控制问题,建立了含非线性、不确定性、负载转矩轧机机电传动系统动力学模型。将系统的非线性按参数不确定性处理,通过 H∞理论、Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（linear maxtrix inequality,LMI）方法得到了通过状态反馈使得系统满足二次稳定、抑制外界干扰的充分条件。为了实现给定速度信号跟踪非脆弱控制,设计了前馈补偿器。结果表明所设计控制器的非脆弱性表现为控制器参数的鲁棒性,即可以通过控制器参数的直接选取达到非脆弱控制效果,能够实现电机速度鲁棒跟踪非脆弱控制及对外界干扰的抑制。实例仿真验证了该方法的可行性和有效性。考虑调度成本的风电场群储能容量优化配置
摘要：含大规模风电的电力系统运行调度，经常需要配置一定的备用容量来应对风电功率预测偏差，来确保系统运行安全性，降低了系统运行的经济性。储能系统具有对功率、能量的时间转移和快速响应的能力，为此，本文在考虑储能充放电效率基础上，建立风电场群储能系统容量配置数学模型，并以单位时间内储能系统成本和备用容量成本之和最小为目标，优化储能容量配置，算例分析表明，利用储能系统弥补风电功率预测误差较大时段的功率缺额，在满足同样系统安全的条件下，可有效的减少系统备用容量的增加。基于斯塔克理论的水中电弧放电电子密度光谱诊断
摘要：针对水中火花放电引起的等离子体电子密度的检测问题,根据光栅光谱仪检测到的光谱谱线,结合等离子体发射光谱的斯塔克谱线展宽理论,以及放电区域处于局部的热力学平衡状态,根据等离子体谱线特征,提出了诊断水中放电等离子体的电子密度方法,依靠所测到的光谱谱线计算出水中火花放电的电子密度,计算结果表明：当电极间距为3 mm,放电电压为1000 V 时,水中电弧放电电子密度为1．6199×10^21 m^ -3。提出的方法可以作为一种水中放电等离子体诊断电子粒子密度的方法。风能转换系统随机建模与 H∞容错控制
摘要：针对带有传感器、执行器故障的风能转换系统（WECS）的建模与容错控制问题，提出了基于随机分段仿射（PWA）模型的建模方法和 H∞容错控制方法。建立了风电机组多工作区域的随机PWA 正常模型；针对 WECS 的桨距角传感器故障、功率测量传感器故障、桨距角执行器故障、电机电磁转矩执行器故障，建立风能转换系统的随机 PWA 故障模型；基于 WECS 系统的正常和故障的随机 PWA 模型，利用非线性耗散系统的稳定性理论与 H∞鲁棒控制方法，提出并证明了 WECS 系统的 H∞容错控制器存在性定理，给出控制器求解方法。仿真结果表明本文所提出的基于随机PWA 模型的风能转换系统的 H∞容错控制方法对于存在的传感器、执行器增益故障具有较好的容错控制性能。基于强跟踪的平方根 UKF 的卫星姿态确定算法
摘要：针对受不确定性干扰的影响卫星姿态确定系统,SRUKF 存在跟踪能力弱、估计精度低和鲁棒性差等问题,本文根据强跟踪滤波（STF）原理,提出了一种改进的强跟踪平方根 UKF 算法。该方法中,采用基于等价变化的方法来计算自适应渐消因子,避免了 Jacobian 矩阵的计算；引入两个多重自适应渐消因子矩阵,保证了协方差矩阵的对称性；利用改进的平方根分解方法,改善了滤波器的稳定性。实验仿真结果表明,相对于 SRUKF 和 STF,本文提出的强跟踪平方根 UKF 具有更好的稳定性、鲁棒性和对突变状态的跟踪能力。《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。