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中国电机工程学报 2011年第18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

基于下垂锁相的逆变器并网控制策略研究21-26

摘要：采用电网电压前馈的并网逆变器，其滤波电感的感值、电流控制器的参数会影响逆变器并网功率因数。在电网电压前馈电流型并网控制策略的基础上，提出基于下垂特性的新型锁相环（phase-locked loop，PLL）控制方法，采用电网电压和并网电流相位差为反馈量调节锁相环的输出，可以实现并网逆变器单位功率因数运行，并且可以实现逆变器的反孤岛运行。给出该方法的控制框图，分析工作原理和锁相环下垂系数的选取方法，仿真和实验结果验证了该方法在改善逆变器并网功率因数和反孤岛能力方面的正确性和有效性。

无中性点电位变化的辅助谐振变换极逆变器27-32

摘要：为实现一种结构简单、可靠性高的三相软开关逆变器，提出一种新型辅助谐振变换极软开关逆变器的拓扑结构，在电路中采用高频变压器来均分直流电源电压，避免了使用大电容，没有中性点电位的变化问题，可靠地实现了主开关器件的零电压开通和辅助开关器件的零电流关断，二极管的反向恢复损耗也被有效降低，而且拓扑结构中设置了变压器的去磁复位电路，可靠地保护了辅助开关器件。对其工作原理进行分析，给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计原则。制作一个1kW的实验样机，通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。

中国电机工程学报杂志电机与电器

行波型旋转超声电机温度场分析方法33-39

摘要：针对行波型旋转超声电机发热严重的问题，建立三维瞬态温度场的模型。综合考虑超声电机产生损耗的原因，对各部位的损耗进行理论推导和数值计算。利用Ansys软件对理论模型进行仿真，分析了超声电机关键部位的温度分布情况。建立了一套温度测试系统，对理论模型和仿真结果进行试验验证。结果表明，理论分析和试验结果基本吻合，为进一步研究超声电机的热源优化问题提供了分析和试验方法。

转子磁钢表贴式永磁同步电机转子初始位置检测48-54

摘要：针对转子磁钢表贴式永磁同步电机（surface mounted permanent magnet synchronous motor，SPMSM），提出一种无位置传感器转子初始位置检测方法，有效地改善了传统方法中存在的算法执行时间长、实施复杂等缺点。该方法分2步实现，在估算的同步旋转坐标系中注入高频正弦电压信号，通过闭环调节得出转子位置初次估算值；再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性，判断出d轴正方向，结合初次估算值，从而得到正确的初始位置信息。运用dSPACE实时仿真系统进行了转子任意初始角度的实验验证。结果表明，所提方法能够快速、准确地检测出SPMSM的初始位置。

高压永磁同步电动机实心转子三维温度场分析55-60

摘要：为了更准确地研究高压大功率永磁同步电动机的温升情况，对315kW，6kV永磁自起动同步电动机进行分析。以二维电磁场分析得到的损耗为热源，建立了永磁同步电动机实心转子三维温度场的物理模型和数学模型。由于转子端部的构件比较复杂，故采用反推迭代法确定端部表面散热系数。其后通过给定求解域内的基本假设和边界条件，利用三维有限元法对电机进行了温度场计算，将最终计算结果与实测值进行比较，验证其满足工程精度的要求，为以后表面散热系数的确定提供了新的理论依据。

全局滑模控制在永磁同步电机位置伺服中的应用61-66

摘要：为了简化位置伺服控制中滑模面的设计，将典型的梯形速度波形设计成指数形式，采用速度和位置两段滑模来代替四段滑模。这样既减少了设计的复杂程度又可应用新的全局滑模和变指数趋近率来提高系统的鲁棒性和消除抖振，并且采用线性化设计、积分消除静差等措施来实现精确的位置定位和速度控制。仿真和实验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性。系统的动态、静态品质优良，滑模变结构的抖振也得到了明显抑制，所设计的滑模控制方案是可行和优越的。

永磁同步电机弱磁失控机制及其应对策略研究67-72

摘要：弱磁控制技术可以使永磁同步电机实现宽转速范围调速运行。深度弱磁时，如果电流调节器出现饱和，会导致电机失控甚至损坏。研究弱磁控制中电流失控的原因，指出应当对d轴电流准确限幅以防止系统失控。基于以上分析，提出了应对饱和失控现象的控制策略，经实验验证该控制策略可显著提高永磁同步电机的弱磁转速范围。

多相无轴承永磁薄片电机故障运行特性分析73-78

摘要：为解决多相无轴承永磁薄片电机因某相发生故障无法正常工作的问题，提出了更具通用性的故障容错控制方法。该方法以相应的断路容错控制方法为基础。考虑到故障相对悬浮力与转矩的影响，重构了其它非故障相定子电流。满足了电机在故障状态下稳定运行所需的悬浮力与转矩，实现了该电机短路和断路故障状态的容错控制。同时，介绍了一种基于相电流反馈量的故障检测方法。最后以该电机同时发生断路、短路故障以及两相短路故障为例，通过仿真和实验验证了所提的容错控制策略的正确性。

天窗电机噪声测试及特征频率提取方法87-92

摘要：汽车天窗电机及其系统对低噪声水平有严格要求，提出天窗电机噪声测试和测试信号处理方法的研究。首先在介绍天窗电机系统组成及噪声水平要求基础上，建立了天窗电机噪声测试平台，应用选择运行法对天窗电机系统进行了噪声测试，获得了系统各部件噪声贡献的水平。其次，考虑到试验中不同测试位置可能存在着某些特有的噪声频率，提出一种基于自适应共振理论（adaptive resonance theory-2，ART-2）的噪声测试信号的处理方法，建立了相应的特征频率提取及融合的数学模型。最后结合额定负载下天窗电机在2个不同位置的噪声测试数据，利用基于ART-2的信号处理方法得到了天窗电机的噪声特征频谱，并与常规平均值法处理结果进行比较。结果表明天窗电机的噪声占天窗系统噪声比例大；相比平均值法，该文提出的方法可以得到更加清晰和可靠的特征频谱。

无位置传感器的智能永磁接触器弱磁控制及合闸动态特性分析93-99

摘要：针对永磁接触器提出了一种弱磁控制策略，实现合闸过程的智能化闭环控制，使其动态吸力和反力达到良好配合。结合磁路和电路模型，实现了动铁心实时位移信号的无位置传感器检测。耦合电压平衡方程和机械运动方程，建立了弱磁控制策略下合闸过程的动态数学模型，并采用4阶龙格一库塔法仿真了合闸动态过程。实验结果表明，通过调整和优化正、反向PWM占空比，可实现线圈正、反向电流的有效控制，由此调节动触头和动铁心的运动速度，使触头一、二次弹跳明显减少。仿真与实验结果比较吻合。

基于突变理论的油浸式变压器过热性故障预测方法100-106

摘要：变压器过热性故障在变压器故障中出现的几率最高，对其预测方法的研究具有重要的工程实际意义。选取选变压器的温度为状态变量，C2HJC2H6和CH4／H2为控制变量，建立一个变压器过热故障的尖点突变模型，通过大量的变压器过热故障案例数据对该模型能否区分不同状态的过热故障进行验证。在此基础上，提出一个基于突变理论的油浸式变压器剩余寿命预测方法，该方法能对发生潜伏性过热故障变压器的损坏时间进行预测。最后，采用两个实际案例的数据进行验证，结果证明了所提方法的实用性和有效性。

换流变压器极性反转试验的数值模拟107-112

摘要：换流变压器绝缘结构中的油浸纸、纸板的电导率呈各向异性、非线性特性。从利用罚函数法获得的有限元状态方程出发，应用龙格库塔法对状态方程进行求解，计算了一个实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场的变化。计算结果表明，各向异性非线性媒质中的电场分布与各向同性线形媒质中的电场分布有很大不同。为了准确的进行换流变压器绝缘结构设计，需要考虑媒质的各向异性非线性特性。

中国电机工程学报杂志电工理论与新技术

高压直流输电线下合成电场的有限元快速算法113-118

摘要：直流输电线下合成电场计算方法中，上流有限元方法具有较强的适应能力，得到了广泛应用，但其计算效率尚有待提高。为获得较高的计算速度，该文根据上流有限元算法的特点，采用节点编号优化与Cholesky分解相结合的求解泊松方程的直接方法，反复求解泊松方程时较矩阵方程迭代算法有较大优势；采用合理的电荷密度更新策略，减少了迭代所需的收敛次数。这些方法综合应用，获得了较高的计算速度，1．5万节点的双极6分裂特高压直流输电线路合成电场算例，计算时间低于5S。在算例中该算法显示出对电荷密度初始值具有较好的鲁棒性。

地面上方水平载流导体空间辐射场的快速计算119-123

摘要：地面上方水平载流导体产生的空间辐射电磁场的计算是电磁兼容研究的基础问题之一，其本质是广义索末菲尔德积分的计算。提出一种由抽取积分函数渐近项的方法快速求解广义索末菲尔德积分的计算方案，借助指数积分得到了广义索末菲尔德积分渐近项的闭式解。通过数值算例验证了该计算方案的正确性，而且该方案相比直接积分方法，可提高计算效率达3倍以上。文章最后计算了一段水平载流导体产生的空间辐射场，并且通过和Bannister近似公式比较，说明了该方法对索末菲尔德积分的参数无特殊要求，是一种通用的计算方法。