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中国电机工程学报 2010年第27期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电机与电器

双初级耦合直线感应电动机研究1-6

摘要：为提高可靠性和冗余性,可以将直线感应电动机的初级按照上下方向布置m台并联运行,且m台初级共用1个次级。这样即使一台初级发生故障,仍可以通过另外m？1台初级过载完成预先设定的任务。对双初级耦合直线感应电动机（m=2）的模型及性能进行了研究,分析了双初级的耦合关系及其对电机等效电路和参数的影响,在此基础上对不同工况下的端口电压、电磁推力等性能进行分析计算。计算和实测结果表明,双初级直线电机同时通入同相电流时,推力大于2台初级单独工作时的推力之和,而端口电压低于单独初级工作时的电压,效率和推力密度与单初级电机相比有所提高。

高速永磁电机转子空气摩擦损耗研究14-19

摘要：高速电机旋转速度每分钟数万转甚至高达数十万转,其转子表面的空气摩擦损耗要比普通电机高得多,在总损耗中占有较大比例。转子表面的空气摩擦损耗与电机转速、气隙结构及转子表面粗糙度等多种因素有关,很难通过理论分析和解析方法准确计算。基于3D流体场模型,对高速永磁电机的转子空气摩擦损耗与电机转子转速、表面粗糙度及轴向风速的关系进行了分析,并针对一台额定转速60000r/min的磁悬浮转子高速永磁电机,进行了转子空气摩擦损耗的计算及测试方法研究。通过电机空载试验,根据转子空气摩擦损耗和定子铁耗与电机转速之间的关系,可将空气摩擦损耗从总损耗中分离出来。实验结果和计算值一致,表明基于流体场分析的高速电机转子空气摩擦损耗计算方法是有效的。

混合励磁双凸极电机三维有限元仿真与数字电压调节技术26-31

摘要：并列结构混合励磁双凸极电机的励磁磁链由永磁体和励磁绕组共同产生。建立了该种电机的三维场仿真模型并进行了发电机空载情况下的仿真,所得的空载电压仿真波形和实验结果一致,仿真还得到了励磁电感的大小。通过辨识的方法获得了发电机的传递函数,其中励磁时间常数对应的极点占了主导地位。针对获得的发电机传递函数,利用Matlab软件设计了数字PI调节器的参数。构建了基于TMS320VC33的数字电压调节器,对混合励磁双凸极发电机进行了调压实验,实验结果验证了辨识方法和仿真模型的正确性。

驱动电压跟踪的超声波电机频率自适应技术36-41

摘要：超声波电机在运行过程中由于温度的上升会引起谐振频率的漂移,谐振频率的漂移又会导致电机的转速、效率等性能发生改变,为此要求驱动电路有谐振频率的自动跟踪功能。该文从电机在谐振点附近的等效电路出发,分析了输入电压与谐振频率的对应关系并通过实验分别比较了温度和负载对电机动态电容电感乘积、谐振频率、驱动电压和转速的影响。利用一定负载下工作电压相对稳定以及温度对谐振频率影响是渐变的特点,提出了以电机驱动电压为控制对象、输入频率为控制量的超声波电机频率跟踪控制策略。结合直径60mm的行波型超声波电机实验验证了该控制策略的有效性,其中空载、轻载和重载时的速度波动分别控制在5.1%、6.3%、6.4%以内,而效率比不加控制策略时分别提高了0.88%、5.3%和3.1%。

中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

二极管钳位型单相三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法62-68

摘要：对单相二极管钳位型对称三电平逆变器和一种新型单相不对称三电平逆变器两种拓扑进行研究,提出一种适用于这两种拓扑结构的单相三电平逆变器空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）方法。该方法将单相空间矢量图分为4个区间,根据伏秒平衡原理,利用区间内的两个电压矢量实现对输出参考电压矢量的合成。提出根据负载电流方向和直流侧电容电压偏差的大小,来调整正负小矢量的作用时间的五段式脉宽调制方法,实现单相对称三电平逆变器直流侧电容中点电位的精确控制,减小开关器件的频率。在该调制方法下,新型不对称逆变器允许开关速度较快的器件和耐压值较高的器件工作在一起,结合了这些开关器件的特点。对两种单相三电平逆变器进行分析比较,并在两种拓扑上对本文所提SVPWM方法进行仿真和实验验证。

LCL型并网逆变器中重复控制方法研究69-75

摘要：讨论传统控制方法在LCL型并网逆变器中的局限性,在此基础上对在LCL型并网逆变器中引入重复控制方法的可行性进行研究,分别在控制系统稳定性条件、补偿函数设计方法以及控制系统谐波抑制特性等方面做较为详细的理论分析和推导计算。总结并对比两种不同结构的重复控制与PI控制相结合的复合控制方法的优缺点。最后通过一台3.7kVA的LCL型并网逆变器样机在电网电压存在一定畸变的条件下进行实验,对所做的理论分析进行验证。

基于自适应跟踪控制的三相电压型PWM整流器76-82

摘要：针对三相电压型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）整流器交流侧电感电阻、开关器件等效电阻和频率等参数不确定性带来的控制系统稳态误差较大等问题,提出一种自适应跟踪控制算法。通过对PWM整流器直接功率控制系统建模与分析,证明这类欠驱动系统符合L2-增益干扰抑制定理的条件。根据L2-增益干扰抑制定理,得出系统自适应率,并给出自适应跟踪控制算法实现过程。仿真与实验结果表明,所设计的自适应跟踪控制系统可实现PWM整流器单位功率因数控制,并具有动态响应速度快、无稳态误差等优点,特别是对于网侧等效电阻和频率的不确定性表现出很好的自适应性和鲁棒性。

阻尼损耗最小化的LCL滤波器参数优化设计90-95

摘要：针对并网逆变器LCL输出滤波器三阶系统的不稳定性和电流谐波所带来的损耗问题,推导电感比、阻尼电阻值与谐振频率、电流谐波衰减比以及阻尼损耗之间的关系表达式,以此为依据,提出一种在保证滤波性能的前提下阻尼损耗最小的滤波器参数优化设计方案。优化方案在保证滤波效果的同时,可以减小电感取值,降低阻尼损耗,尤其适用于大中功率场合。仿真和实验结果验证了理论的正确性和优化方案的有效性。

中国电机工程学报杂志电工理论与新技术

新型非接触变压器的磁路模型及其优化108-116

摘要：在非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率。为提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、质量,给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦合程度不同,将总磁通分为无耦合、部分耦合和全耦合3部分。基于变压器磁路模型和该磁通分类方法,给出各部分磁阻和变压器耦合系数的量化计算方法,并进一步给出变压器优化设计方法,提出边沿扩展平面U型磁芯结构。采用优化后的变压器结构,设计了35～60V输入、60W输出的非接触变换器。变压器耦合系数的计算结果和测试结果一致,证明了所提磁路模型及耦合系数计算方法的正确性。与采用PlanarE64磁芯相比,在10mm气隙条件下,变压器耦合系数可从0.53提高到0.6,磁芯质量从122g减小到60g,最高变换效率提高了约2.5%。

信号校正改善开关电磁铁特性的原理及方法117-122

摘要：针对比例电磁铁成本高、磁路结构复杂、加工工艺要求高的特点,提出用开关电磁铁代替比例电磁铁控制电液比例阀的方法,使开关电磁铁具有准恒力特性。由于开关电磁铁具有很强的非线性特性,难以用解析方法得到出力和位移的关系式,因此采用双线性插值算法计算出开关电磁铁在任意位置的输出力,根据软磁材料的磁滞理论,采用2次调整线圈电压的方法在有效行程内拉平力位移特性,同时减小了滞环效应。试验测试结果表明,采用新的方法使开关电磁铁达到了与比例电磁铁相近的控制效果。

基于交错式线圈布局的连续脉冲磁行波电磁发射基础研究123-128

摘要：多级重接炮各级电源的激励需与发射体位置同步。在低速下,发射体位置变化较慢,导致相邻两级电源激励间隔时间较长,难以快速启动。针对该情况,提出一种基于交错式线圈布局的连续脉冲磁行波电磁发射方法,利用在时间和空间上连续的脉冲磁行波,增加发射体的受力时间,并且缩短各级激励间隔时间,从而提高发射速度和发射效率。通过仿真,计算了该种发射方式的发射效果,探讨了由于驱动线圈交错布局产生的垂直力的处理方法。仿真显示,与重接炮相比,基于交错式线圈布局的连续脉冲磁行波电磁发射能提供更高的发射速度和发射效率,并且缩短了发射用时。