磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展
摘要：近些年,无线电能传输技术受到了越来越广泛的关注。作为一种中等距离无线电能传输技术,自从美国麻省理工学院于2007年发表其研究成果后,磁耦合谐振式无线电能传输技术就成为了研究热点问题。该文在对无线电能传输技术进行总体介绍的基础上,主要对磁耦合谐振式无线电能传输技术进行概括论述。首先分析了磁耦合谐振式无线电能传输技术的基本结构和工作原理,介绍了目前运用于分析该技术的主要理论;接着对该技术目前的传输水平和热点问题进行了分类阐释,主要分为传输特性、新材料的应用、干扰问题和实际应用,介绍了目前的研究现状;最后在当前研究热点问题的基础之上,对该技术有待研究的问题以及发展趋势进行了展望。《中国电机工程学报》连续10年获“中国百种杰出学术期刊”称号,2篇论文入选“2011年中国百篇最具影响国内学术论文”
摘要：2012年12月7日,科技部中国科学技术信息研究所在北京国际会议中心召开了中国科技论文统计结果会,了2011年度中国科技论文统计结果,包括《2012年版中国科技期刊引证报告（核心版）》、中国国内和国际科技论文产出状况、总体趋势分析以及国际和国内影响等。基于改进粒子群算法的PIDNN控制器在VSC-HVDC中的应用
摘要：针对海上风电场并网柔性直流输电（voltage sourceconverter based high-voltage direct-current,VSC-HVDC）系统比例–积分–微分神经网络（PID neural network,PIDNN）控制器参数寻优过程中存在的问题,提出一种基于限制竞争小生境混沌变异的改进粒子群算法（improved niche chaoticparticle swarm optimization,INCPSO）。该算法中小生境技术引入限制竞争淘汰机制,使其具有良好的全局寻优能力（探索）,配合改进的帐篷映射混沌变异算法,可获得局部精细遍历性能（发现）。在解决粒子群算法早熟收敛和搜索精度低等问题的同时,最大程度地平衡了粒子群算法在解空间内的探索和发现能力。给出了VSC-HVDC系统中PIDNN控制器参数寻优INCPSO算法步骤,并进行算例分析验证。仿真结果表明,该算法寻优效率和搜索精度高,鲁棒性好,INCPSO-PIDNN控制器可用于海上风电场柔性直流输电变流器。电网电压畸变不平衡情况下三相光伏并网逆变器控制策略
摘要：电网电压不平衡且畸变情况下的系统控制策略是大规模光伏系统并网运行需要解决的关键问题之一。为实现光伏系统输出恒定有功功率,同时并网电流谐波含量满足IEEEStd.929-2000标准,提出一种系统控制策略。首先对光伏系统输出功率流进行分析,在此基础上推导出系统输出恒定有功功率对应的并网电流参考指令,设计电网电压正序/负序分量的测量方案,建立基于并联无源阻尼的并网控制模型;对系统稳定性进行分析,并对系统稳态误差控制进行探讨;最后在电网电压畸变/不平衡情况下对系统控制方案进行实验测试。实验结果验证了提出方法的有效性。非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流抑制
摘要：针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流问题,在分析三电平共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波电容公共点接回到直流侧中性点,滤除寄生电容电压的高频分量,使共模电流大幅衰减。改进型LCL滤波器改变了三电平直流侧中点不平衡的机理,传统中点平衡算法,如分配因子法不再适用,为此,对分配因子法进行修正,提出广义的分配因子法,使中点电位得到有效地控制。实验证明了理论分析和算法的正确性。《中国电机工程学报》入选“2012中国最具国际影响力学术期刊”
摘要：新年伊始,据中国学术期刊（光盘版）电子杂志社（CNKI）最新统计,《中国电机工程学报》入选＂2012中国最具国际影响力学术期刊＂,在176种进入该名单的中英文期刊中,SCI收录的期刊87种,非SCI收录期刊89种。碳化硅MOSFET的变温度参数建模
摘要：为在全温度范围内准确反映碳化硅（silicon carbide,SiC）MOSFET的工作特性,提出一种基于Pspice仿真软件的SiC MOSFET变温度参数模型。该模型中引入温控电压源和温控电流源以补偿SiC MOSFET静态特性随温度的变化,同时着重考虑了SiC MOSFET的低温特性和驱动电路负压的影响。详细阐述建模原理,分析各个关键参数对SiCMOSFET静态特性及动态特性的影响,给出建模原理。搭建基于Buck变换器的SiC MOSFET测试实验样机,在不同电压点、电流点及温度点（25-125℃）下进行实验测试,并将测试结果与基于变温度参数Pspice模型的仿真波形和损耗估算结果进行比较。比较结果高度吻合,功率损耗误差在10%以内,验证了提出的变温度参数模型的准确性和有效性,为实际应用中采用SiC MOSFET器件进行系统分析和效率评估提供了重要的依据。一种Boost型双向桥式直流变换器的软开关分析
摘要：传统双向桥式直流变换器可应用于能量双向传递供电系统中,但其输入输出电流断续。为此提出一种输入输出电流连续且可实现软开关的Boost型双向桥式变换器,该变换器具有结构对称、电气隔离和控制简单等优点,适用于输入输出电流脉动较小的应用场合。介绍该变换器的工作原理,且详细分析开关管电压和电流在开关过程中的变化情况,并据此推导出在考虑结电容影响时开关管实现零电压开关的条件。最后通过一台1 kW的原理样机对理论分析进行验证。一种新型全桥变桥臂型VSC-HVDC变流拓扑
摘要：目前广泛应用于VSC-HVDC的变流方案主要有3种：HVDC-light、HVDC-Plus和变桥臂多电平拓扑（alternativearm multi-level converter,A2MC）。A2MC结构采用变桥臂技术,在直流母线、损耗、子单元数量上与另外两种方案相比都有所改进。基于变桥臂变流原理,提出一种全桥型变桥臂多电平变流拓扑（full-bridge alternative arm multi-levelconverter,FA2MC）,对柔性直流输电变流器性能进一步优化。系统阐述该拓扑结构的工作原理,并对FA2MC结构、A2MC结构和模块化多电平变流（modulator multilevelconverter,MMC）结构的子单元数量、IGBT数量以及损耗进行数学分析和理论推导。所提出的FA2MC结构在A2MC结构的基础上进一步降低了直流母线电压等级、子单元和所需IGBT数量,并且延续了A2MC结构损耗较低、具有直流侧故障阻隔能力的优势。仿真与实验结果验证了新拓扑结构的正确性和有效性。高速永磁无刷电机电磁损耗的研究概况（英文）
摘要：高速永磁无刷电机得到越来越多的关注,其电磁损耗及抑制措施就是一个研究热点。首先,由于基波频率高（可达到1 kHz以上）,定子绕组的集肤效应和临近效应产生附加铜耗。附加铜耗可以通过采用细导线并绕的方法来抑制。其次,定子铁心中的磁场交变频率高,导致铁耗明显增加。为降低定子铁耗,需要设计较少的电机极数、远低于常规电机的定子铁心磁密,并采用低损耗的铁心材料。再次,由于定子磁动势的谐波频率及气隙磁场的变化频率都数倍于基波频率,在转子中产生涡流损耗,而这种涡流损耗在中、低速永磁无刷电机中往往是忽略不计的。为抑制转子涡流损耗,应减小定子磁动势的谐波分量,也可采取减小定子槽开口、加大气隙长度、对永磁体进行轴向分块、采用转子导电屏蔽层、对转子保护套周向开槽等措施。此外,适当的控制策略（如永磁无刷直流电机超前触发、永磁同步电机弱磁控制）也有助于减小电磁损耗。一种新颖的永磁同步电机转子初始位置检测方法
摘要：当永磁同步电机转子为表贴式且磁路设计饱和程度不明显时,d、q轴电感几乎相等,无法用传统的检测电感的方法来检测转子初始位置。为解决这一问题,提出一种新颖的基于转子微动的方法来检测转子的初始位置。在定子侧给定旋转电压矢量,由此产生的旋转电流矢量会产生脉动转矩。合适的脉动转矩会引起电机的微动,从而影响电机的电流响应。由于脉动的转矩与转子位置相关,因此电流响应中包含电机转子位置的信息。根据电机的数学模型,分析了给定不同频率电压矢量时的电流响应。利用傅里叶分析对电流响应进行计算,可以得到电机的转子位置信息。在搭建的1.25 kW的永磁同步电机实验平台上进行了实验,验证了所提方法的有效性。电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制
摘要：永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向（field oriented control,FOC）控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统（包括永磁同步电机、逆变器和电池）模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。电磁耦合调速风力发电机组模拟实验研究
摘要：电磁耦合调速风力发电机组实现了同步发电机直接并网运行,可有效地改善风电机组的暂态过载、故障穿越和电网电压支撑能力,提高风电机组与电力系统的兼容性。利用变频调速电磁耦合装置将齿轮箱输出轴功率以非接触方式传递到同步发电机,增加了功率传动的灵活性,避免了发电机故障冲击转矩对齿轮箱的破坏。为了研究该类机组的运行控制方法和功率传输效率等问题,该文设计并搭建一套30 kW电磁耦合调速风电机组模拟实验平台,通过实验验证了所提出电磁耦合调速风电机组的启动、并网、不同风况下稳态运行、脱网及停机等各阶段控制策略的有效性。测量了电磁耦合调速装置在不同运行工况下的功率传输效率。基于直接虚功率控制的双馈风电系统并网方法
摘要：对双馈风电系统的并网方法及并网过程进行研究,提出一种基于直接虚功率控制（direct virtual power control,DVPC）的并网方法,通过引入虚功率的概念,使传统的直接功率控制（direct power control,DPC）亦适用于电机并网前的工况,控制定子电压同步并网。该并网方法不需要PI控制器和旋转坐标变换,并网前后控制器结构一致,过渡平滑,可实现较宽转速范围内的无电流冲击软并网,是一种双馈电机并网控制的有效方法。搭建了7.5 kW的双馈系统实验平台,实验结果验证了该文所提出方法的正确性和有效性。电网电压对称跌落下的双馈感应发电机PI-R控制及改进
摘要：针对双馈感应发电机组转子侧变流器,提出一种基于比例积分谐振（PI＋resonant,PI-R）调节器的磁链有源衰减改进控制算法。对电网电压三相对称跌落故障下的定子磁链和转子过压暂态响应进行分析,通过改进转子电流控制加快定子暂态磁链衰减并消除磁链振荡,降低转子过压和过流。与常规PI调节器相比,PI-R能同时对基波直流指令和谐振频率处交流指令实现无静差响应,提高系统对电网电压跌落的抗扰性,保证改进算法的控制精度。该文给出了磁链有源衰减中暂态转子电流的计算方法和PI-R参数设计原则,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和改进算法的有效性。最小占空比跟踪法及其在五相逆变器双三相电机系统中的应用
摘要：为了减少功率开关器件的使用数量,提出了一种针对五相逆变器双三相电机系统的控制方法。首先根据传统的SVPWM方法得到每台三相电机的三相占空比;然后,从线电压角度考虑,跟踪得到满足系统控制要求的最小的五相桥臂占空比;最后,根据等分零矢量的原则得到最终的五相桥臂占空比。由于该方法跟踪最小占空比,因此可以得到各相桥臂的最小占空比。根据五相逆变器双三相电机系统的固有特性,讨论了转速互补和等速恒转矩这两种可能的运行模式。转速互补模式中,通过合理配置高低速,使得双电机系统与单电机系统对直流母线电压的需求基本相同。等速恒转矩模式作为一种容错控制策略,并通过降速的方法使系统维持最大转矩不变。实验结果均验证了所提方法的正确性和两种运行模式的可行性。基于FLUX 2D的大型同步发电机在额定运行下定子绕组匝间短路故障特性研究
摘要：该文采用单一绕组分析和有限元分析相结合的方法,研究大型同步发电机在额定运行方式下定子绕组匝间短路故障特性。该方法同样适用于确定故障条件下的电流和转矩。对于内部故障情况的电磁瞬态仿真必须考虑到一些特殊措施,如单一绕组和电网之间正确的连接对于模拟内部故障是相当关键的。以往的结果表明,在内部磁场非对称的情况下,基于等效电路的经典算法是不适用的。该文通过对汽轮发电机匝间短路故障进行系统的研究,表明：其短路电流、相电流、转矩和径向力与短路的位置及匝数紧密相关。在一些短路情况下,发电机将产生很大的局部电流,该局部电流对同步发电机的影响甚至超过外部故障。此外,很大的径向力作用在转子上可能对整个转轴产生极大的危害。基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机转子故障检测新方法
摘要：将高频率分辨力谱估计技术与优化算法相结合而提出一种新的异步电动机转子故障检测方法。针对两种典型的高频率分辨力谱估计技术——多重信号分类（multiple signalclassification,MUSIC）与旋转不变信号参数估计技术（estimation of signal parameters via rotational invariancetechnique,ESPRIT）,应用模拟转子故障的定子电流信号测试其频率分辨力、精度等性能,结果表明：即使对于短时信号,二者仍具高频率分辨力,可以准确地分辨定子电流信号中转子故障特征分量、主频分量之频率;但对其幅值、初相角,仅能提供＂粗糙＂估计。为此,尝试以优化算法——模拟退火算法（simulated annealing algorithm,SAA）与模式搜索算法（pattern search algorithm,PSA）确定各分量的幅值与初相角。同时,分别对MUSIC与ESPRIT、SAA与PSA做了性能对比,遴选优者并应用于转子故障检测。最后,针对转子断条故障进行实验,结果表明：基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机转子故障检测方法有效、可行,即使在负载波动、噪声等干扰严重情况下仍然适用。
