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定子分段直线感应电机推进系统非线性解耦建模方法
1
作者 徐飞 史黎明 +1 位作者 李子欣 李耀华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1023-1033,共11页
定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟... 定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟系统电磁暂态过程。该文将直线感应电机系统依据能量转换特性划分为有效转换、无效转换和电源三部分,采用多相电机定子空间矢量解耦建模和虚拟动子磁链方法,实现了晶闸管与直线电机、电机定子与动子之间的解耦,并建立了数学模型。硬件在环实验结果表明,数学模型无迭代实时运算步长低至500ns,原理样机实验结果表明,数学模型与物理实验误差小于7%,验证了数学模型的快速性和准确性,研究成果可为超高速直线感应电机推进系统高性能控制提供建模基础。 展开更多
关键词 分段供电 多相直线感应电机 晶闸管开关 非线性特性 实时模型
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高速直线感应电机自学习抗扰控制策略
2
作者 徐飞 姜新宇 +2 位作者 李子欣 史黎明 李耀华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1771-1783,共13页
高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模... 高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模型对直线感应电机动子速度进行高精度多步预测。其次由预测速度与传感器量测速度构建滚动预测矩阵,提出基于矩阵列向量变异程度的量测速度可信度计算方法。最后依据预测速度、量测数据及可信度值加权运算,提出不确定扰动下高速直线感应电机自学习抗扰控制策略。仿真结果验证了自学习抗扰控制策略对短时不确定扰动有较好的抑制效果,在跨声速时修正速度与实际速度误差小于0.7%,有效解决了不确定扰动导致的电流分量偏离和推力失稳问题,原理样机实验结果验证了控制策略对不确定扰动抑制的有效性。 展开更多
关键词 不确定扰动 直线感应电机 抗扰控制 自学习模型
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基于特征值分布的无传感器感应电机低速发电区域稳定性提升策略
3
作者 杨凯 王雨洁 +2 位作者 罗成 熊飞 詹哲军 《电工技术学报》 北大核心 2025年第18期5907-5917,共11页
无速度传感器感应电机在低速发电区域运行时,其转速估算系统会变得不稳定。然而,传统稳定性提升方法无法完全消除系统的不稳定特征值,因此难以彻底解决运行不稳定的问题。为此,该文提出一种基于特征值分布的无传感器感应电机低速发电区... 无速度传感器感应电机在低速发电区域运行时,其转速估算系统会变得不稳定。然而,传统稳定性提升方法无法完全消除系统的不稳定特征值,因此难以彻底解决运行不稳定的问题。为此,该文提出一种基于特征值分布的无传感器感应电机低速发电区域稳定性提升策略。首先,考虑误差系数矩阵的特征值分布,分析将定子电流作为反馈量的传统方法,证明了不稳定特征值在同步速为零工作点附近的恒存在性。其次,在转速自适应律和观测器中同时引入定子电流误差与转子磁链误差,建立多重误差全阶观测器模型。然后,根据误差系数矩阵的行列式与迹设计反馈增益,并结合特征值分布法确定其具体数值,使误差系数矩阵实现特征值稳定分布。此外,分析定子电阻失配对估计磁链的影响,提供增强系统鲁棒性的反馈增益设计方向。最后,通过在2.2 kW感应电机实验平台上进行转矩阶跃、转速反转与加速至额定转速实验,验证所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 特征值分布 无速度传感器 感应电机 稳定性 磁链误差
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基于电池老化感知的车联网能量管理系统研究
4
作者 侯聪玲 杨俊华 +1 位作者 严心然 曾君 《电测与仪表》 北大核心 2025年第11期182-191,共10页
电动汽车作为分布式储能资源参与车网互动前景广阔,但实际应用却遭遇用户参与度低的问题,电池老化与里程焦虑担忧是关键影响因素。为提高车主参与车联网(vehicle-to-everything,V2X)的积极性,基于电池老化感知能力量化,设计一种多场景V2... 电动汽车作为分布式储能资源参与车网互动前景广阔,但实际应用却遭遇用户参与度低的问题,电池老化与里程焦虑担忧是关键影响因素。为提高车主参与车联网(vehicle-to-everything,V2X)的积极性,基于电池老化感知能力量化,设计一种多场景V2X能量管理系统,将电池健康状态量化为“生命周期行驶周期”,运用多层感知器神经网络实现快速表达。同时,为模拟用户受到禀赋效应,存在电池资源溢价估值心理预期,建立信息物理社会系统(cyber-physical-social system,CPSS),通过虚拟系统中的人工电动汽车群体进行基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)的响应数据增强,得到能量管理系统激励策略,最终实现用户侧与网侧双赢的局面。算例分析表明,所提方案能有效评估车网互动对电池寿命影响,缓解用户里程焦虑,为车主参与车网互动提供参考。 展开更多
关键词 能量管理 电池老化 多层感知器 神经网络
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基于NSVT-Prony算法的自适应准谐振控制器PV发电系统SSO抑制策略
5
作者 孙东阳 韩闯 +1 位作者 钱梓杰 祖光鑫 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期84-99,共16页
为了解决并网设备因直流侧电压波动向公共耦合点输出间谐波分量,可能引发光伏发电系统发生次同步振荡(SSO)的问题。首先,通过小信号扰动模型分析光伏发电系统间谐波的产生机理,阐明间谐波引发光伏发电系统发生次同步振荡的原因;其次,探... 为了解决并网设备因直流侧电压波动向公共耦合点输出间谐波分量,可能引发光伏发电系统发生次同步振荡(SSO)的问题。首先,通过小信号扰动模型分析光伏发电系统间谐波的产生机理,阐明间谐波引发光伏发电系统发生次同步振荡的原因;其次,探讨当次同步振荡频率发生变化时,频率改变对谐振抑制策略的影响,对于间谐波引发的光伏发电系统次同步振荡频率可能发生变化的问题,设计一种基于归一化奇异值定理(NSVT)-Prony算法的次同步振荡频率观测器,频率观测器能够跟踪次同步振荡频率,并据此提出一种自适应的次同步振荡抑制策略,用于抑制光伏发电系统的次同步振荡。最后,通过搭建实验平台,验证本文所提自适应的次同步振荡抑制策略的有效性。 展开更多
关键词 光伏发电 次同步振荡 频率观测器 NSVT-Prony算法 振荡抑制器
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带屏蔽结构双边直线感应电机模型及参数研究
6
作者 张育兴 谢小虎 高子超 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第1期72-77,共6页
电磁发射要求的直线电机推力较大,为了达到设计的推力,电机驱动电流需要达到数千甚至上万安培,由此带来强大的泄漏磁场,对直线电机周围的其他电气设备正常工作产生干扰,还会对人体健康造成危害。因此,为了屏蔽强大的泄露磁场,建立了一... 电磁发射要求的直线电机推力较大,为了达到设计的推力,电机驱动电流需要达到数千甚至上万安培,由此带来强大的泄漏磁场,对直线电机周围的其他电气设备正常工作产生干扰,还会对人体健康造成危害。因此,为了屏蔽强大的泄露磁场,建立了一种带屏蔽结构的双边直线感应电机模型。首先,建立了带屏蔽结构直线电机的等效电路模型;然后,分析了横向边端效应对屏蔽板导体涡流的影响,随着频率的增加,屏蔽板导体边缘的涡流损耗增大,屏蔽板的电磁参数也不再是固定值,并利用3D有限元数值计算屏蔽板参数;最后,通过试验进行了验证。仿真和试验结果均表明:屏蔽板参数值随着频率变化而变化,等效电阻值随着频率的提高而增大。 展开更多
关键词 电磁发射 直线感应电机 横向边端效应 3D有限元法
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铁心饱和对正交绕组平面感应电机电磁耦合特性的影响研究 被引量：1
7
作者 杨帆 欧阳斌 +1 位作者 翟小飞 李鑫航 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期118-127,共10页
针对正交绕组平面感应电机中初级铁心饱和造成的两个维度电磁力下降、波动加剧等电磁耦合效应问题,通过三维电磁场仿真计算模型,对比了两套绕组单独与同时通电时,初级铁心磁通密度的大小和分布规律。将安培环路定理分别与电磁场数值计... 针对正交绕组平面感应电机中初级铁心饱和造成的两个维度电磁力下降、波动加剧等电磁耦合效应问题,通过三维电磁场仿真计算模型,对比了两套绕组单独与同时通电时,初级铁心磁通密度的大小和分布规律。将安培环路定理分别与电磁场数值计算、磁导率迭代计算相结合,得到计算饱和效应修正系数的半解析法和解析法方法。采用两种方法得到两套绕组的通电电流和转差频率对电机各维度电磁耦合效应的影响。开展样机堵转试验,对所提方法进行验证。研究结果表明:两个维度上的绕组电流越大、转差频率越低,得到的饱和效应修正系数越小,电磁耦合效应越强;一个维度上的电磁力会随着另一维度绕组通电电流的增大而减小,而电磁力的波动则会随之增大;与试验数据相比,半解析法和解析法计算得到的电磁转矩最大误差分别为4.78%、8.56%,验证了所提计算方法的正确性。该研究可为正交绕组平面感应电机的初步设计提供理论指导。 展开更多
关键词 正交绕组平面感应电机 电磁耦合 铁心饱和
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感应电机参数辨识技术研究综述
8
作者 张星星 王奇维 +2 位作者 王高林 张国强 徐殿国 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期43-60,共18页
凭借较低的运维成本与出色的综合性能,感应电机在运载系统、工业传动和数控装备等领域得到了广泛应用。电机模型的准确性是实现高性能控制系统的基础,研究精准可靠的参数辨识技术具有重要意义。通过全面梳理感应电机各类参数辨识方法的... 凭借较低的运维成本与出色的综合性能,感应电机在运载系统、工业传动和数控装备等领域得到了广泛应用。电机模型的准确性是实现高性能控制系统的基础,研究精准可靠的参数辨识技术具有重要意义。通过全面梳理感应电机各类参数辨识方法的原理和应用效果,揭示了不同方案的研究价值、技术挑战和发展趋势。首先,阐述感应电机控制系统对于电机参数的需求以及待辨识参数的特点,介绍基于信号注入和旋转测试的离线辨识方法。然后,剖析不同工况下参数变化带来的不利影响,指出离线辨识的局限性,归纳现有在线辨识方案的原理以及技术挑战。在此基础上,论述了人工智能算法在参数辨识中的应用进展。最后,对感应电机参数辨识领域的关键问题进行讨论和展望。 展开更多
关键词 感应电机 离线辨识 在线辨识 电机控制 数据驱动
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考虑磁饱和的潜水感应电机励磁电感的解析计算
9
作者 鲍晓华 刘婕 +1 位作者 关博凯 朱庆龙 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2405-2417,共13页
励磁电感作为稳态等效电路中励磁支路的主要参数,其准确求解对于潜水感应电机的电磁性能分析和驱动系统设计十分重要。该文提出一种基于主、漏磁路的层微元法计算不同转差下的励磁电感:主磁路计算得到感应电动势随励磁电流的变化曲线作... 励磁电感作为稳态等效电路中励磁支路的主要参数,其准确求解对于潜水感应电机的电磁性能分析和驱动系统设计十分重要。该文提出一种基于主、漏磁路的层微元法计算不同转差下的励磁电感:主磁路计算得到感应电动势随励磁电流的变化曲线作为目标函数,漏磁路计算用于构建稳态等效电路中定子端电压表达式作为约束条件,利用约束条件在目标函数上确定励磁电感。在主、漏磁路的分析中,采用薄层微元等效理论积分,有效考虑齿槽结构、磁饱和等影响因素。以一台湿式潜水感应电机为例,分别采用提出的层微元法和传统磁链法进行励磁电感的解析计算,并进一步求解等效电路的稳态输出,通过样机试验以及齿磁路饱和情况下的有限元仿真验证方法的准确性。结果表明,层微元法比磁链法在齿磁路饱和时更有效地考虑铁心段的磁压降分布,励磁电感的计算更为准确,从而得出的等效电路稳态输出更接近有限元仿真结果。所提方法建立设计参数与励磁电感的直接联系,为潜水感应电机及其他各类电机的初始设计优化提供便利。 展开更多
关键词 励磁电感 磁饱和 潜水感应电机 层微元法
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变速抽水蓄能机组暂态无功支撑能力提升及关键参数优化
10
作者 贾伊杭 许国瑞 +2 位作者 卢伟甫 桂中华 李善颖 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
随着风电、光伏等新能源发电的占比不断提高,电力系统暂态无功支撑能力不足和电压稳定问题日益突出,而变速抽水蓄能机组可通过调节转子磁场的大小和方向为系统提供双向暂态无功支撑,对于提升新能源电网的电压稳定性具有重要意义。为了... 随着风电、光伏等新能源发电的占比不断提高,电力系统暂态无功支撑能力不足和电压稳定问题日益突出,而变速抽水蓄能机组可通过调节转子磁场的大小和方向为系统提供双向暂态无功支撑,对于提升新能源电网的电压稳定性具有重要意义。为了研究变速抽水蓄能机组的暂态无功支撑能力和关键影响参数,推导了变速抽水蓄能机组的有效无功电流增益,并作为定量描述其暂态无功支撑能力的评价指标;通过对有效无功电流增益进行频域灵敏度分析,研究了本体参数和控制参数对变速抽水蓄能机组暂态无功支撑能力的影响,并获得了关键参数及其优化方向;建立了变速抽水蓄能电机及其励磁控制系统的耦合模型,研究了系统严重电压故障下机组的暂态运行特性,揭示了本体及控制参数对暂态无功支撑能力的影响规律。研究成果可为提升新能源电网的电压稳定性提供技术支持。 展开更多
关键词 变速抽水蓄能机组 暂态无功支撑能力 有效无功电流增益 频域灵敏度分析 参数优化
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基于模型预测策略的波浪发电无速度传感器滑模控制
11
作者 梁昊晖 杨俊华 +3 位作者 杨梦丽 王超凡 黄逸 罗琦 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期176-182,共7页
为提高复杂海况下直驱式波浪发电系统效率,降低设备维护费用,提出一种基于模型预测策略的无速度传感器滑模控制方案。以电机瞬时功率为成本函数,求解最优电磁力,并将之转换为参考电流。通过矢量控制和模型预测电流控制跟踪电流,实现系... 为提高复杂海况下直驱式波浪发电系统效率,降低设备维护费用,提出一种基于模型预测策略的无速度传感器滑模控制方案。以电机瞬时功率为成本函数,求解最优电磁力,并将之转换为参考电流。通过矢量控制和模型预测电流控制跟踪电流,实现系统最大功率捕获;依据参考电流判断速度方向,设计滑模速度观测器,实现无速度传感器控制。仿真结果表明,模型预测控制策略下系统能够运行在安全约束范围内,输出功率提高,滑模观测器观测精度高,可增强系统鲁棒性和安全性。 展开更多
关键词 波浪发电 模型预测控制 永磁同步直线电机 滑模速度观测器
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航天液态金属电磁泵复合推力研究
12
作者 李柏霖 姚舜才 +2 位作者 程志平 陈慧星 于金鹏 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期99-105,共7页
为了增大液态金属电磁泵的电磁推力,首先在计算机上设计一种具有新型拓扑结构的电磁泵,并建立直线感应电磁泵的有限元模型。在瞬态场下,将直线感应电磁泵的电磁推力、法向力进行耦合分析,对比在不同匝数电流配比、不同气隙尺寸下的次级... 为了增大液态金属电磁泵的电磁推力,首先在计算机上设计一种具有新型拓扑结构的电磁泵,并建立直线感应电磁泵的有限元模型。在瞬态场下,将直线感应电磁泵的电磁推力、法向力进行耦合分析,对比在不同匝数电流配比、不同气隙尺寸下的次级涡流分布及磁场分布。之后分别用田口法和EA优化算法进化优化处理。为提高电磁推力在复合力中的占比,提出一组合适的直线感应电磁泵的参数尺寸配比。虽然两种算法皆可以提高电磁推力的占比,但是通过测试可得EA优化算法优于田口法,优化后的推力约为原来的2倍;同时法向力明显下降,得到了较为理想的优化效果。最后从电磁场理论出发,得出与LIEP相符合的等效电路图,在等效电路中考虑边缘效应,可以直接计算出推力。推力及法向力经过一维电磁场模型和二维单层次级电磁场模型相互结合的方式得到,降低了计算的繁琐程度。 展开更多
关键词 液态金属 电磁泵 复合推力 田口法 EA优化算法 有限元分析 等效电路图
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基于阻抗分析法的双馈风电场并网系统的次同步振荡分析
13
作者 王鑫 程启明 +1 位作者 陈炯 周伟成 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期133-144,共12页
双馈风力发电机(DFIG)以其优异的性能和经济效益,已成为主流机型。然而,为了提高输电效率而采用的串联电容补偿技术可能因电网参数的共振而引发次同步振荡(SSO),威胁到电力系统的稳定性和风电机组的安全运行。为了解决这个问题,首先对... 双馈风力发电机(DFIG)以其优异的性能和经济效益,已成为主流机型。然而,为了提高输电效率而采用的串联电容补偿技术可能因电网参数的共振而引发次同步振荡(SSO),威胁到电力系统的稳定性和风电机组的安全运行。为了解决这个问题,首先对双馈风电场的SSO特性进行了深入分析,并将中国河北沽源典型的风电场等效为远、近两个风电场,从而建立考虑DFIG变换器控制环节和PLL精度在内的等效阻抗模型;然后采用阻抗分析法从频域角度分析了风速、线路串补度、风电场容量及DFIG风机变流器的PI控制参数对系统稳定性的影响,并得出风电场SSO稳定性与RSC电流内环的PI比例系数、串补度成反比,与风速、远近风电场容量比成正比;最后,在MATLAB/Simulink软件上采用时域的仿真分析法进一步验证了阻抗分析法分析结果的正确性和准确性。研究结论对理解风力发电系统动态特性和设计有效的SSO抑制策略具有重要意义。在SSO特性分析基础上,提出的线性自抗扰控制(LADRC)的SSO抑制策略能够有效地抑制SSO。 展开更多
关键词 双馈风力发电场 次同步控制相互作用 阻抗分析法 并网系统 时域仿真法 PI控制 线性自抗扰控制
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非平稳工况下感应电机匝间短路与高阻连接诊断
14
作者 董勋 牛刚 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期767-776,共10页
匝间短路(ITSC)和高阻连接(HRC)是常见的定子故障,及时检测出故障可防止更严重的电机损伤,提高工业设施的可靠性和安全性。然而,这两种故障特征相似容易造成误判,在非平稳工况下检测指标波动较大,且故障相位识别需同步采集多类型信号增... 匝间短路(ITSC)和高阻连接(HRC)是常见的定子故障,及时检测出故障可防止更严重的电机损伤,提高工业设施的可靠性和安全性。然而,这两种故障特征相似容易造成误判,在非平稳工况下检测指标波动较大,且故障相位识别需同步采集多类型信号增加了检测成本。为解决上述问题,提出一种仅采用电压信号实现非平稳工况下ITSC、HRC检测与相位识别的方法。首先,建立故障模型并开展机理分析,提取能够有效区分ITSC和HRC的故障特征。其次,基于变分模态分解算法估计信号瞬时频率脊线,构建零序电压因子、负序电压因子,减小工况波动对检测指标的影响。最后,利用电压信号相位构建相位识别指标。通过感应电机故障模拟实验台验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法在非平稳工况下可有效检测ITSC、HRC故障并识别相位,且不需借助转速计和电流传感器。 展开更多
关键词 匝间短路 高阻连接 故障检测 相位识别 非平稳工况
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基于同步空间矢量调制的感应电机调速系统
15
作者 孙建华 吴旭 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期870-879,共10页
为降低大功率电驱系统的损耗,逆变器开关频率甚至小于1 kHz,此时相电流谐波含量严重。为解决该问题,提出了基于定子磁链轨迹跟踪(Stator flux trajectory tracking,SFTT)的同步空间矢量调制(Synchronized space vector modulation,SSVM... 为降低大功率电驱系统的损耗,逆变器开关频率甚至小于1 kHz,此时相电流谐波含量严重。为解决该问题,提出了基于定子磁链轨迹跟踪(Stator flux trajectory tracking,SFTT)的同步空间矢量调制(Synchronized space vector modulation,SSVM)实现方法,在降低电流谐波的同时可以保证系统动态响应速度。首先,构建了同步空间矢量调制下的感应电机定子磁链稳态波形,分析了基于磁链轨迹跟踪实现同步脉冲生成和变频驱动的可行性;其次,论证了单一坐标系下的状态观测器发散问题,进而给出了混合坐标系下的状态观测模型,提高了低载波比下的磁链观测精确性和稳定性;最后,阐述了磁链轨迹跟踪的实现方法,基于转子磁链误差最小原理,提出了低载波比下的控制周期动态优化策略。实验结果表明,所提方法产生的同步电压脉冲可以降低电流谐波含量,并在2 ms时间内完成转矩的快速跟踪,且不同载波比下的脉冲模式可以顺利切换。 展开更多
关键词 低开关频率 同步空间矢量调制 磁链轨迹跟踪 最小化转子磁链误差 快速动态响应
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双三相同步磁阻电机单相开路故障下的容错控制策略 被引量：4
16
作者 邹继斌 李炳均 +2 位作者 张文韬 徐永向 郑博元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5736-5746,I0025,共12页
双三相同步磁阻电机(dual three-phase synchronous reluctance motor,DTP-SynRM)转子不含永磁体,没有高温退磁风险,成本较低,且由于其系统自由度高、冗余性强,因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故... 双三相同步磁阻电机(dual three-phase synchronous reluctance motor,DTP-SynRM)转子不含永磁体,没有高温退磁风险,成本较低,且由于其系统自由度高、冗余性强,因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故障类型之一,该文针对一种两套三相绕组中性点相互独立的双三相同步磁阻电机单相开路故障,建立DTP-SynRM矢量空间解耦模型,实现对电压、电流和磁链方程的完全解耦。在开路故障状态下仍将其视为一个正常的双三相电机,分析故障状态对电机的电流约束和信号传递的影响,并指出在开路故障下z2轴电流与β轴电流不再独立,电机由正常运行时的四阶系统降阶为三阶系统,而由于开路故障导致的电压信号传递不准确则会在dq坐标系中引入二次谐波电流,并产生二次和四次转矩波动。该文提出一种同时考虑电流约束和信号传递误差的故障容错方法,电机处于三闭环运行状态,补偿电压信号传递误差,抑制开路故障时电机的转矩波动并降低电流谐波。搭建实验平台进行实验,验证所提容错方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 双三相同步磁阻电机 容错控制 开路故障 电流约束 电压信号传递误差 转矩脉动抑制
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基于自适应陷波器的构网型直驱永磁风机SSO抑制策略研究 被引量：2
17
作者 孙东阳 焦英姿 +2 位作者 孟繁易 王帅 孙力 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期82-96,共15页
电网发生次同步振荡(SSO)时,会对构网型直驱永磁风力发电机(D-PMSG)网侧变流器的控制性能造成不利影响,进而威胁到整个系统的稳定性。为了解决这一问题,提出一种基于自适应陷波器(ANF)的SSO抑制策略。首先,深入分析SSO对基于虚拟同步机... 电网发生次同步振荡(SSO)时,会对构网型直驱永磁风力发电机(D-PMSG)网侧变流器的控制性能造成不利影响,进而威胁到整个系统的稳定性。为了解决这一问题,提出一种基于自适应陷波器(ANF)的SSO抑制策略。首先,深入分析SSO对基于虚拟同步机的构网型D-PMSG网侧控制的影响机理,明确扰动在系统中的传播路径,并研究SSO特性变化对陷波器抑制功能的影响。随后,针对固定参数陷波器在面对SSO频率时变特性时的局限性,研究一种基于改进快速傅里叶变换的SSO参数辨识算法,以实现对SSO频率的实时追踪。在此基础上,设计一种根据参数辨识结果动态更新ANF中心频率的策略,并确定ANF在控制系统中的最佳介入位置,以优化抑制效果。最后,通过搭建仿真模型及实验平台,分析验证所提控制策略对SSO的抑制效果。 展开更多
关键词 直驱永磁风力发电机 构网型变流器 虚拟同步机 次同步振荡 快速傅里叶变换 自适应陷波器
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二次水断供核主泵屏蔽电机冷却水瞬态热分析 被引量：2
18
作者 路义萍 艾丽昆 +1 位作者 孙海锋 索文旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5756-5763,I0027,共9页
核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时... 核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时间演变特性对于电机热安全非常重要。首先,以北方工厂冷态环境参数下额定(简称冷态额定)工况该电机SWSO前后稳/瞬态厂内测量入出口试验数据为边界条件,采用有限体积法,进行流场和温度场的流固耦合数值模拟,模拟值与试验值300 s时的误差为5.97%,验证了计算方法准确性。然后,数值反演热态额定工况SWSO一/二次冷却水的温度场随时间变化规律。结果表明:SWSO 300 s内,二次水流速及对流传热系数随时间变化存在特征明显不同的2个阶段,二次水与螺旋槽壁面间对流换热系数h由稳态时7808.06 W/(m^(2)⋅K),13 s内减少到480.07 W/(m^(2)⋅K),随后h变化很小;热态额定参数时,下导轴承润滑水温远低于报警值95℃。为核主泵屏蔽电机轴承润滑水热安全计算提供参考。 展开更多
关键词 屏蔽电机 二次水断供故障 瞬态模拟 流固耦合 冷却水温升 有限体积法
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基于SSO多扰动输入机理分析的DFIG-GSC功率振荡抑制策略研究 被引量：2
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作者 孙东阳 钱梓杰 +3 位作者 申文强 孟繁易 于德亮 吴晓刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期99-109,共11页
电网次同步振荡(SSO)已成为桎梏新能源发展的主要问题之一,针对SSO下双馈感应发电机(DFIG)中网侧变流器(GSC)的功率振荡问题展开研究。首先,建立SSO对GSC的多扰动输入数学模型,探究不同扰动输入的性质以及其对GSC系统的影响,明确了针对... 电网次同步振荡(SSO)已成为桎梏新能源发展的主要问题之一,针对SSO下双馈感应发电机(DFIG)中网侧变流器(GSC)的功率振荡问题展开研究。首先,建立SSO对GSC的多扰动输入数学模型,探究不同扰动输入的性质以及其对GSC系统的影响,明确了针对物理量扰动以及信号扰动分别采用补偿与滤除两种不同的抑制方法。其次,针对锁相环(PLL)输出误差经过坐标变换产生耦合振荡的问题,建立PLL输出误差角度的频域数学模型,并通过设计一种改进PLL消除其输出误差对GSC的信号扰动影响。同时,设计一种准谐振控制器的自适应算法,并提出基于自适应准谐振控制器的DFIG-GSC功率振荡抑制策略,消除SSO对GSC的物理扰动影响;最后,通过搭建具有SSO模拟环境的DFIG实验平台,验证本文所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 网侧变流器 锁相环 次同步振荡 振荡频率变化 自适应准谐振控制器
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基于自抗扰的感应电机无模型预测电流控制 被引量：2
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作者 贺虎成 徐景哲 +3 位作者 谭阜琛 刘洵文 张杰 翟恒 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期149-160,共12页
针对采用传统比例积分(proportional integral,PI)控制算法的感应电机在面对复杂扰动时控制性能降低的问题,基于矢量控制系统,提出了感应电机的自抗扰(active disturbance rejection control,ADRC)无模型预测控制(model-free predictive... 针对采用传统比例积分(proportional integral,PI)控制算法的感应电机在面对复杂扰动时控制性能降低的问题,基于矢量控制系统,提出了感应电机的自抗扰(active disturbance rejection control,ADRC)无模型预测控制(model-free predictive control,MFPC)方法。首先,结合转速环和磁链环数学模型,设计了转速环和磁链环的ADRC控制器,对负载变化和内参摄动产生的内外扰动进行观测并补偿。其次,为避免内环控制器对电机参数的依赖,基于无模型控制原理,建立了dq电流环的超局部方程,将控制量之外的变量视为干扰量,并引入非线性扩张状态观测器估计干扰量。最后,结合预测控制思想设计了电流环控制器,得到开关状态作用于逆变器。仿真与实验结果表明提出的算法相对PI算法有更好的抗扰性和鲁棒性,可以有效提高感应电机的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 感应电机 自抗扰控制 无模型控制 超局部方程 预测控制
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