中国电机工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

中国电机工程学报 2008年第09期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

复合双频Buck变换器1-6

摘要：提出一种复合双频Buck变换器，对其工作原理和性能特点进行了详细分析。复合双频Buck变换器的高频部分为三电平Buck单元，低频部分为两电平Buck单元。与三电平Buck变换器相比，复合双频Buck变换器具有较高的效率，而且其“隔直”电容可以取得更小。与双频Buck变换器相比，其具有高频开关电压应力低，输出滤波电感、滤波电容小，动态负载性能好等优点。最后，在理论分析的基础上进行了实验研究。

DC-DC变换器双线性系统建模及基于李亚普诺夫直接法的控制方法7-11

摘要：首先建立了DC-DC变换器双线性系统数学模型，结合控制目的进行适当变形，得到DC-DC变换器的闭环非线性控制系统模型。基于Lyapunov直接法，总结出构造L5rapunov函数和求取控制律的一般步骤，适用于所有数学模型可以表示成双线性系统的DC-DC变换器。以Sepic变换器为例，成功构造出Lyapunov函数，并且推导得到一种使Sepic变换器控制系统渐近稳定的控制律，仿真结果证实了该文提出的新型控制律的有效性。

使用空间矢量调制的三电平矩阵变换器控制策略12-16

摘要：在传统矩阵变换器和三电平逆变器的基础上，从多电平矩阵变换器的拓扑结构和工作原理出发，介绍用空间矢量调制策略实现这种新颖的多电平矩阵变换器三电平变换的方法和具体步骤，给出了以Matlab／Simulink为工具的仿真结果，验证了该方法的可行性以及三电平矩阵变换器的良好性能，对进一步研究多电平矩阵变换器有一定的参考价值。

一种新型超导储能多模块并联的电流型多电平变流器17-22

摘要：提出一种新型的超导储能多模块并联的电流型多电平变流器结构，该类拓扑结构是由多个三相六开关变流器模块和若干个分流电感组成，通过分流电感将直流侧总电流分成若干个电流等级来获得多电平的输出电流。为说明新拓扑的工作原理和结构性能，文中针对该类5电平变流器电路的开关状态、均流方法以及SPWM调制策略均进行了详细的分析。结果表明，该类拓扑具有冗余开关组合，并且变流器直流侧分流电感电流的均衡问题可以通过检测电感电流大小以及交流侧线电压极性来选择合适的冗余开关组合得以解决。文中采用载波相移SPWM技术对新拓扑进行调制，使得该类变流器在较低的开关频率下获得输出等效高频载波的效果，最后给出了该类5电平变流器的实验结果。

开关点预置的四桥臂三相逆变器的中线电感23-28

摘要：摘要：对无中线电感的基于开关点预置四桥臂三相逆变器进行仿真研究，发现N桥臂在不平衡负载时流过很大的电流，且输出电压波形总谐波含量大，因此，提出在主电路中引入中线电感。在带不平衡负载的不平衡指标的约束下，通过理论推导得到最大中线电感的选取表达式。通过仿真分析，得到不同中线电感时逆变器的输出特性，以确定中线电感的最佳值。仿真和实验结果表明：中线电感的加入，减小了输出电压的零序谐波、总谐波含量及第四桥臂的开关电流，提高了变换器的效率，且在不平衡负载时有较好的输出电压对称性。

基于欧拉-拉格朗日模型的单相有源电力滤波器无源性控制新方法37-44

摘要：有源电力滤波器（active power filter,娴的控制方法是决定其补偿性能的关键因素之一。该文基于单相APF的Euler-Lagrange（EL）系统状态平均模型，提出了一种无源性控制新方法。该方法首先基于替代定理建立了考虑源阻抗和非线性负荷影响的单相APFEL系统状态平均模型，在此基础上设计了无源性间接控制律，确保对单相APF控制目标的渐近跟踪。由于在线计算直流电容指令电压波动量十分困难，在控制方法的执行中忽略波动量的影响，简化了控制方法的实现；此外，该方法还研究了所注入的阻尼大小对控制效果的影响以及APF内层控制过调制产生的原因，针对无源性控制律跟踪精度的要求与内层控制过调制限幅条件间的矛盾，通过构造模糊逻辑推理环节实现阻尼系数的在线调整，在满足内层控制限幅条件下确保跟踪精度和补偿效果。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。

有源滤波器中新型检测滤波器的设计45-49

摘要：有源电力滤波器是一种可有效补偿电网中的谐波及无功电流的新型电力电子装置，而有源电力滤波器中的电流检测过程将直接影响其补偿性能。经过分析可知，检测过程中的低通滤波器对检测的精度和速度有重要影响。为提高电流检测的速度和精度，该文在分析传统低通滤波器工作特性的基础上设计由1个带阻陷波器和1个低通滤波器串联组成的新型检测滤波器，具体分析该检测滤波器的动态响应和幅频特性，并经过仿真和试验进行验证，该新型检测滤波器可在保证精度的基础上将检测时间缩短到约1／3个基波周期，这样能提高检测的实时陛，从而能提高有源滤波器的补偿性能。

电力电子集成模块中压接结构及其电接触特性50-54

摘要：提出了一种在电力电子集成模块内使用的簧片压接互连工艺，该工艺具有很高的长期可靠性，核心是使用铍青铜制作的弹簧，该弹簧不仅提供足够的压接力，同时还实现可靠的电气连接。压接工艺具有十分优良的抵抗热应力的能力，并且工艺流程也很简单。研究了压接工艺的电接触特性。基于该工艺研制了一个4kW的半桥集成模块，并通过温度循环实验和功率考核实验证明了工艺的可行性。

高频变压器分布电容的影响因素分析55-60

摘要：反激变换器的高频运行表明功率变压器寄生参数对变换器的性能影响很大。变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容，而设计过程中往往很少考虑分布电容。该文给出了适用于工程分析的变压器高频简化模型，分析高频高压场合变压器寄生参数对反激变换器的影响。继而给出寄生参数的确定方法，并基于此分析，提出控制寄生参数的工程方法，研究不同的绕组绕制方法和绕组位置布局对分布电容大小的影响，并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性。

中国电机工程学报杂志电机与电器

无起动绕组永磁同步电机初始定位及起动策略61-65

摘要：永磁同步电机采用转子表面叠装永磁体励磁，具有起动电流小的优点，但是起动比较困难，特别是无起动绕组时更是如此。基于无轴承永磁同步电机转矩产生原理，针对其无起动绕组的特点，在加入悬浮子系统之前，研究了永磁同步电机无起动绕组的起动问题。提出一种通用的优化起动策略，给出准确实现转子初始定位的充要条件、定位相序的优化方法以及基于转子磁场定向控制策略的起动方法。实验结果表明，采用该起动策略，可以在无起动绕组情况下，使永磁同步电机快速、可靠起动，并进入稳定运行状态，而且起动电流很小，具有安全、可靠的优点。

基于磁极不对称角度优化的内置式永磁无刷直流电动机齿槽转矩削弱方法66-70

摘要：齿槽转矩削弱是永磁电机研究的重点和难点之一。本文基于能量法和傅立叶分解的解析分析法，给出了磁极不对称时内置式永磁无刷直流电动机的齿槽转矩解析表达式，据此研究了磁极不对称对齿槽转矩的影响，在此基础上，提出了使齿槽转矩最小的磁极不对称角度的解析确定方法。由于解析法采用了一些假设，忽略了饱和、漏磁等影响，所得到的磁极不对称角度不是最佳值。为使齿槽转矩最小，将全局优化方法、解析法和有限元相结合，把寻优可行域缩小在解析解附近以减小求解时间，利用全局优化算法和有限元进行优化，以获得磁极不对称角度最优解。本文对每极槽数为整数和分数的两台无刷直流电动机分别进行了解析分析和优化，结果表明，该文的优化方法可显著削弱齿槽转矩。

基于变结构模型参考自适应系统的永磁同步电机转速辨识71-75

摘要：提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器，用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统（model reference adaptive system，MRAS）进行有机的整合，选取永磁电机本身作为参考模型，而选取永磁电机电流模型作为可调模型，利用两模型输出的误差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明，所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。

双凸极永磁电动机磁阻转矩和转矩脉动的关系研究76-80

摘要：目前针对双凸极永磁电机的转矩脉动，研究工作主要集中在对换相引起的转矩脉动进行消除和抑制。考虑到双凸极永磁电机一个显著特点是电磁转矩为磁阻转矩和永磁转矩的耦合，所以从磁阻转矩的角度来分析双凸极永磁电机的转矩脉动。建立一台12／8极双凸极永磁电动机的数学模型，并通过有限元计算得出其静态参数。在此基础上通过不同电流、不同转速下多种仿真结果得出磁阻转矩对电机电磁转矩的脉动影响随着电机负载的增加成正比增加，并提出通过合理选择定转子极弧长度及磁钢参数来减小磁阻转矩、增加永磁转矩，最终减小磁阻转矩对电机转矩脉动的影响。仿真结果验证了所提出的方法。

基于自适应网络模糊推理系统的开关磁阻电机建模方法86-92

摘要：提出一种开关磁阻电机（switched reluctance motor，SRM）数学建模的新方法：在已知开关磁阻电机静态电感曲线和矩角特性曲线的基础上，将自适应网络模糊推理系统（adaptive network based fuzzy inference system，ANFIS）用于SRM的整体建模中。该模糊推理系统由5层网络构成，将模糊推理与神经网络有机结合起来，利用它的自学习功能计算出模糊系统的隶属度函数以及相应的模糊规则，形成一个结构简单、紧凑的网络来实现电机绕组电流、转子位置角与电感和转矩的非线性映射关系，然后离线训练得到电感与转矩模型。把这种基于ANFIS的电感和矩角模型应用于SRM的系统建模中，以550W、6／4极SRM为例，进行了仿真与实验比较，结果表明此建模方法能够较好的反映SRM的实际工作状况，从而为SRM系统的建模分析与设计提供一种新的有力的工具。

超声波电机自激振荡驱动电路的变频控制特性93-97

摘要：针对单相超声波电机的自激振荡驱动电路，重点分析了电路选频网络中不同元件参数对电路自激选频特性的影响，建立了电机动态阻抗变化特征、电路自激信号频率和电路参数之间的一个方程组，得出在超声波电机的工作频率范围内，电路自激频率随选频网络中下端电阻的增大而增大，随电感的增大而减小，实验结果与理论推导基本相符。电路中选择不同的电阻和电感值可以实现调频，即对超声波电机的变频控制。在电机稳定工作点的一定频带范围内电路可以实现自动频率跟踪功能。

行波型超声波电机的温度特性98-104

摘要：为解决行波型超声波电机运行中温升和发热严重问题，提出一种基于能量耗散的超声波电机表面温度特性理论模型。利用电机定子复合结构的振动耗散能、压电陶瓷的介电耗散能以及定、转子接触面的摩擦损耗能确定电机的总体能量损耗，采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论，建立超声波电机的表面温度特性理论模型；仿真分析电机结构和材料参数（包括驱动电压、驱动频率、预压力、摩擦材料特性以及负载力矩等）对电机表面温度特性的影响；通过实验研究温度对电机输出特性、谐振频率的影响。最后通过实验验证了该模型的有效性和正确性。

神经网络在感应同步器零位误差补偿中的应用105-110

摘要：根据实际测量得到测角系统在0°-360°之间全部零位误差数据，分析测角系统产生奇、偶点跳跃零位误差的原因来自于感应同步器测角系统引入的非有效电势。以实测误差数据为样本，运用神经网络建立测角系统的角度测量误差模型，提出一种对奇、偶点跳跃的零位误差进行分段辨识方法，并设计完成一种组合神经网络误差模型。仿真研究结果表明用分段辨识方法建立的误差模型计算误差预测值准确，模型泛化能力强。该文设计的误差模型用于零位误差数据的补偿，可将测角系统的零位误差从±10＂减小至±1．0＂。

超磁致伸缩作动器的分岔和混沌行为111-115

摘要：混沌和拟周期运动是两种不稳定的响应，为研究超磁致伸缩作动器的这些不稳定行为，建立了其非线性动态力学模型，用数值方法得到了反映系统非线性响应特性的分岔图、相图、Poincare截面图、幅值谱等。分析结果表明：阻尼系数的增加，有助于系统输出的稳定；系统刚度过低，会导致混沌现象的出现；激励电流的角频率对系统的响应特性有很大的影响。