单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术
摘要：单极性倍频正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation,SPWM）驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数（倍数）。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。二极管钳位型级联多电平逆变器新型SPWM研究
摘要：针对目前级联型多电平逆变器正弦脉冲宽度调制（sinusoidal pulse width modulation,SPWM）数字化实现问题,分析常规载波调制SPWM算法的工作原理,提出了一种基于脉冲编码与轮换的多电平SPWM调制策略。通过对正弦调制波的提取变换,进行单载波＂量化＂调制,并采用脉冲编码与轮换控制技术,对＂量化＂后的信号进行脉冲编码和脉冲轮换,均衡各逆变单元的输出电压与输出功率,以及单元内部电容电压。仿真结果表明,与同相层叠载波SPWM调制策略相比,该调制具有更好的控制效果和更小的计算量;另外,控制算法的消耗资源对比分析表明,所提的控制算法较常规的SPWM算法更节省硬件资源。电励磁单相开关磁通电机电磁性能解析计算
摘要：开关磁通电机作为一种双凸极电机,由于复杂的磁路结构和特殊的工作方式使得电磁性能的解析计算成为难点。基于子域法建立电励磁开关磁通电机的解析模型,根据电机结构和各部分电磁性能,将求解区域划分为多个子区域,在每个子域内建立磁场的偏微分方程,根据矢量磁位通解和边界条件,建立包含积分常数的方程组,可求解得到每个子域的矢量磁位,进而可计算磁通密度、绕组磁链、感应电动势以及电磁转矩。解析法、有限元法和样机实验结果对比表明,结果非常接近,证明了解析模型的正确性。该模型能够体现结构参数对电磁性能的影响,可应用于开关磁通电机的初始设计和优化计算中。HEV用开绕组永磁同步电机双逆变器协同控制
摘要：针对传统多能源混合动力汽车（HEV）,采取了一种可同时使用两种能源的开绕组（OW）永磁同步电机（PMSM）双逆变器驱动系统。利用开绕组系统的结构灵活性,研究了双逆变器在三种不同电压分配方式下的协同控制方法,通过分别控制两逆变器的输出电压,管理两逆变器与电机的功率流向,满足HEV不同运行工况的性能要求。同时采用了结合最大转矩电流比算法的空间矢量调制直接转矩控制策略,以获得系统更好可控性。实验结果验证了所提出的HEV用OW-PMSM双逆变器系统的协同控制策略的可行性和有效性。基于改进反电势积分的永磁同步电机位置检测
摘要：针对传统反电势积分法在永磁同步电机无位置传感器位置检测中存在的积分初值问题和易引入直流偏量问题,提出了一种基于自适应补偿算法的改进积分器的转子位置检测方法,其利用理想的定子磁链与反电动势正交这一事实,对定子磁链进行估测和修正,若估测的定子磁链发生畸变,该正交性随即被破坏,所以可将正交偏差量经过调节器后作为补偿信号反馈回磁链估计通道,经这种自适应补偿后,很好地解决磁链估计中出现的积分初值问题和直流偏移问题,从而可准确估算出电机转子位置。仿真和实验不仅验证了该方法的有效性,也对其与传统反电势积分法进行了比较研究。实验结果表明,经自适应补偿的反电势积分法能在宽转速范围内准确估算出电机转子位置。一种单相四象限五电平变换器
摘要：为了驱动高压大容量电机并将电机制动过程中的能量回馈入电网,提高电能的利用效率,提出了一种单相四象限五电平变换器。针对提出的拓扑结构,分析了变换器的工作模式,并建立了开关模型,并得出了开关脉冲与系统输出电压之间的关系。讨论了变换器不同开关状态下系统的等效电路,提出了一种判断开关状态是否合法的策略。分析了变换器中的电容电压均衡控制问题,提出了一种优化调制策略,给出了开关状态的计算流程图,实现了变换器的多电平输出。建立了实验样机平台,实验结果表明,提出的变换器可实现五电平输出,系统的控制策略和调制算法有效可行。基波电压线性化的永磁同步电动机控制策略
摘要：针对轨道交通永磁同步牵引系统全速度范围内的调速性能,在低速区采用异步调制模式,在中高速区采用不同分频的同步调制模式;为了满足各种模式之间的平滑过渡,提出了对基波电压进行线性化处理的策略,并将所提方法与恒转矩区的最大转矩电流控制、恒功率区的弱磁控制相结合,实现了轨道交通永磁同步牵引系统全速度范围内的调速。在充分利用开关频率的同时,提高了直流电压的利用率,可以保证三相电流和线电压波形的对称性,减少谐波含量,降低尖峰电流;同时对基波电压进行线性化处理后,各个模式之间的切换及负载突变时,系统稳定、抖动小。通过仿真及地面试验,验证了本文提出方案的有效性。光储式充电站基于SOC的改进型准PR下垂控制研究
摘要：针对光储式电动汽车充电站以DG形式接入微电网的情况,提出了一种基于SOC的改进型功率耦合下垂控制,在系统孤岛运行时,能根据充电站储能系统SOC的变化,改善充电站与其他DG之间的功率分配;在微电网并网/孤岛双模式切换时,结合相应的并网输出功率的改变和预同步控制,来实现双模式切换的平滑过渡。在逆变器的双环控制中,电压外环采用准PR控制,电流内环采用比例P控制,实现对参考信号的快速跟踪和无差控制。最后,基于MATLAB/Simulink针对不同工况对控制策略进行了对比研究,仿真结果表明,所提出的改进型下垂控制能实现充电站向电网方向放电的灵活有效控制。具有磁性和非磁性槽楔的汽轮发电机转子槽分度的计算与分析
摘要：为了研究汽轮发电机转子不同槽分度对电机电磁场的影响,以150 WM空冷汽轮发电机为例,建立了汽轮发电机的二维数学模型和物理模型。采用二维有限元方法,计算了转子带有非磁性槽楔和磁性槽楔时不同槽分度下的电磁场及发电机的饱和电抗值,并在此基础上研究了不同槽分度情况下非磁性和磁性材料的3种转子槽楔对发电机定、转子损耗的影响。计算结果表明,转子采用弱磁性槽楔和导磁导电的Fe-Cu合金槽楔后,发电机的饱和同步电抗相对于铝合金槽楔对应的饱和同步电抗减小,同时可以有效减小气隙磁密中的谐波含量,降低表面损耗。计算结果为发电机转子磁性槽楔和槽分度的选择设计提供了理论依据。潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析
摘要：针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。循环泵屏蔽电机定子端部温升过高数值计算
摘要：为研究环流使屏蔽电机端部出现温升过高的异常现象,以一台5 000 k W的循环泵屏蔽电机为例,基于电磁场和温度场的基本理论,建立电机三维电磁场和温度场的数学模型,采用有限元方法,对电机端部磁密、温升大小及分布进行计算和分析,明确环流是产生电机端部磁密过高及温升异常的的直接原因。通过研究定子齿压板及锥形环有环流分布及切断环流分布两种方案下磁场及温度场的分布规律,改进了齿压板的连接结构,使局部最高温度由230℃降低至175℃,从而解决了温升过高的问题。本研究可以对大容量电机在生产实践中安全稳定地运行,减少和杜绝安全隐患提供参考价值。基于改进小波变换的故障电弧检测方法的研究
摘要：为了有效避免因故障电弧而引发的电气火灾,对故障电弧的故障检测进行了深入研究。故障电弧检测最常用的方法是小波变换,但是它存在着频谱混叠的问题。针对这一问题,提出一种基于添加节点前奇抽取的抗频谱混叠的改进小波变换算法,并利用多种负载进行验证,从而优化故障电弧检测,最后得到了准确度高、计算简单、实用性好的串联故障电弧检测方法。根据UL1699搭建了故障电弧实验平台,并基于此平台进行电弧发生实验。根据实验仿真结果的验证,改进小波变换解决了小波变换的频谱混叠问题,提高了故障电弧检测的精度,有效地减少故障误报率。表贴式高速永磁电机多场耦合转子设计
摘要：针对高速永磁电机转子设计同时受机械强度和电磁性能限制,参数选取困难的问题,基于机械强度设计、电磁设计以及转子动力学设计理论,采用有限元法,提出一套完整的基于多物理场耦合的高速永磁电机转子优化设计方法。综合考虑材料各向异性、离心力以及温度影响,分析了典型护套转子的机械强度变化规律;结合电磁性能要求,确定了最小护套厚度和永磁体厚度,并对三种护套转子的动力学特性进行分析。仿真结果表明,对于大功率高速永磁电机,比较适合采用表贴式的转子结构,而且碳纤维护套转子较其他转子具有更好的机械和转子动力学特性;通过多场耦合的设计方法得到的转子结构能够同时兼顾机械、电磁以及转子动力学特性的要求。基于CMF-EEMD的风电齿轮箱多故障特征提取
摘要：针对EMD（empirical mode decomposition）模态混叠现象和由于所添加白噪声幅值单一而影响EEMD（ensemble empirical mode decomposition）分解精度等问题,提出了一种新的信号处理方法CMF-EEMD。CMF（combined mode function）将EMD分解得到敏感的IMFs按高低频进行组合,形成两个包含高低频的本征模态函数Ch和CL,然后通过添加不同的白噪声幅值对Ch和CL分别进行EEMD分解,最后对敏感的IMFs进行循环自相关函数解调分析。将提出方法应用于仿真信号和风力齿轮箱试验台的振动信号,成功提取了多故障特征频率,验证了此方法的有效性。并通过与添加单一白噪声幅值进行对比分析,凸显此方法具有更高的分解精度。采用交叉熵支持向量机和模糊积分的电网故障诊断
摘要：为了解决分布式电网故障诊断中局部电网内部故障和相邻区域联络线故障的诊断问题,采用交叉熵支持向量机（cross entropy support vector machine,CE-SVM）的改进方法,提出一种基于后验概率输出的CE-SVM和模糊积分动态融合的大电网故障诊断策略。首先通过网络分区算法将电网分割成连通且计算负担平衡的子区域;采用历史数据离线训练各局部CE-SVM模块,根据故障报警信息选择性触发局部CE-SVM实现局部电网内部的故障诊断;利用模糊密度动态调节算法构建模糊积分环节,关联融合相连区域CE-SVM模块关于联络线故障的后验概率输出,实现联络线故障的综合决策。该方法不仅可以应对局部网络内部的故障诊断,也可以有效处理相邻区域间联络线的故障诊断问题。仿真结果看出：所得到的诊断结论正确,并且对于处理保护器和断路器报警信息丢失或不正确动作的情况具有较好的容错性。《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。《电机与控制学报》的前身为《哈尔滨电工学院学报》，于1959年创刊，1997年更为现名，2007年入选美国《工程索引》（EI Compendex）收录期刊，现为月刊。《电机与控制学报》征稿简则
摘要：《电机与控制学报》是哈尔滨理工大学主办的电气工程类学术期刊，被EI Compendex等国际权威检索系统或数据库收录，月刊，国内外公开发行。