考虑磁饱和的潜水感应电机励磁电感的解析计算

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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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无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器 被引量：29

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作者 王高林 陈伟 +2 位作者 杨荣峰 于泳 徐殿国 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期638-642,共5页

针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法。为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁... 针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法。为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁链观测器中的反电动势积分环节。然而低通滤波器的引入将会产生磁链幅值和相位的观测误差,从而导致在低速运行场合中磁链观测性能显著下降,为了解决这一问题,设计一个可以补偿磁链观测误差的补偿器。通过11kW感应电机无速度传感器矢量控制系统对所提出的改进转子磁链观测器进行了实验验证,结果证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 感应电机 无速度传感器 矢量控制 转子磁链观测器 电压模型

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异步电机全阶磁链观测器反馈矩阵设计 被引量：16

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作者 邓歆 张广明 +2 位作者 王德明 梅磊 欧阳慧珉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期7-17,共11页

异步电机全阶磁链观测器是以电机本身作为参考模型,通过构建状态方程观测电机的磁链与定子电流。它将定子电流作为输出,引入实际电流与观测电流的误差作为反馈校正,通过调整校正项的反馈矩阵增益,改善全阶磁链观测器的性能。全阶磁链观... 异步电机全阶磁链观测器是以电机本身作为参考模型,通过构建状态方程观测电机的磁链与定子电流。它将定子电流作为输出,引入实际电流与观测电流的误差作为反馈校正,通过调整校正项的反馈矩阵增益,改善全阶磁链观测器的性能。全阶磁链观测器的反馈矩阵设计从磁链模型切换策略与转速辨识动态特性两方面进行。全阶磁链观测器的特征函数表示磁链观测器在电流模型磁链观测器与电压模型磁链观测器之间切换的平滑程度;从双时间角度出发,全阶磁链观测器可以分解为转速辨识系统与磁链观测系统。在深入分析反馈矩阵对全阶磁链观测器的特征函数以及转速辨识动态特性的基础上,提出一种改善全阶磁链观测器平滑切换与全阶磁链观测器转速辨识动态特性的反馈矩阵设计方法。仿真和物理实验验证了分析方法的正确性与所提对策的可行性。 展开更多

关键词 全阶磁链观测器 反馈矩阵 特征函数 平滑切换 转速辨识 动态特性

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新型定子双馈双凸极永磁电机研究 被引量：32

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作者 李永斌 江建中 邹国棠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期119-123,共5页

研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的... 研究了一种新型定子双馈双凸极永磁电机,该电机采用定子双馈形式,也就是定子上既有电枢绕组,又有励磁绕组,特别是在永磁体旁边附加了一条并联磁分路,通过磁分路磁阻的适当设计,可以达到用较小的直流励磁磁势获得较大气隙磁通调节范围的目的。本文介绍了样机的结构特点,分析了气隙磁通调节范围、直流励磁磁势和并联磁分路磁阻三者之间的关系,进行了样机磁场的有限元计算,样机试验与设计吻合。该电机结构新颖,励磁控制简单,调磁效果明显,励磁损耗小,具有较高的研究和实用价值。 展开更多

关键词 定子 双馈 双凸极永磁电机 励磁 磁通 磁势 气隙 新型 调节范围 研究

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一种异步电动机矢量控制的转速辨识方法 被引量：15

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作者 缪波涛 孙旭东 +2 位作者 刘丛伟 张洋 李发海 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期14-18,共5页

提出了异步电动机无速度传感器矢量控制的一种新的转速辨识方法。将模型参考自适应方法和直接计算的方法相结合 ,具有一定的辨识速度和精度 ,解决了反电动势模型参考自适应方法在速度过零点辨识误差大以及瞬时无功模型参考自适应方法在... 提出了异步电动机无速度传感器矢量控制的一种新的转速辨识方法。将模型参考自适应方法和直接计算的方法相结合 ,具有一定的辨识速度和精度 ,解决了反电动势模型参考自适应方法在速度过零点辨识误差大以及瞬时无功模型参考自适应方法在转速给定为负阶跃时的转速不稳定问题。通过用多电平变频器对 2 2kW电动机进行转子磁场定向矢量控制实验 ,验证了该方法的正确性。 展开更多

关键词 无速度传感器 异步电动机 矢量控制 模型参考自适应

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一种应用PIR控制器的双馈风力发电机组电流谐波控制方法 被引量：19

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作者 龚文明 孟岩峰 +1 位作者 胡书举 许洪华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期95-103,共9页

基于一种应用比例积分谐振(PIR)控制器的双馈风力发电机控制方法及其参数整定原则,对双馈型风力发电机进行了详细地建模分析,结果显示谐波电压和谐波电流造成了系统输出功率以及电磁转矩的波动。研究表明通过引入一种新型的PIR控制器,... 基于一种应用比例积分谐振(PIR)控制器的双馈风力发电机控制方法及其参数整定原则,对双馈型风力发电机进行了详细地建模分析,结果显示谐波电压和谐波电流造成了系统输出功率以及电磁转矩的波动。研究表明通过引入一种新型的PIR控制器,可以增强对谐波的控制能力,实现多种控制目标。在定子同步旋转坐标系下,当谐振控制器R的谐振频率为6倍工频时,能够对常见的5次、7次谐波电流进行有效的控制,同时不影响基波分量的控制。通过分析控制器参数对系统稳定性的影响,确定了分频段的参数整定原则。在Matlab/Simulink中建立了双馈风电机组的仿真模型,并将该算法应用于一台110kW双馈风力发电地面实验平台。仿真和实验结果都表明了所提控制方法的有效性与实用性。 展开更多

关键词 风力发电 双馈电机 谐波 谐振控制器

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异步电机起动/发电系统的研究 被引量：31

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作者 胡育文 黄文新 张兰红 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期7-13,共7页

简述了国民经济各个领域对异步电机发电和起动/发电技术的需求。结合对18kW某起动/发电系统的研究工作,阐述了异步电机起动/发电系统中的三个关键技术:异步电机发电的瞬时转矩控制技术、起动和发电的系统综合设计技术、宽转速范围内提... 简述了国民经济各个领域对异步电机发电和起动/发电技术的需求。结合对18kW某起动/发电系统的研究工作,阐述了异步电机起动/发电系统中的三个关键技术:异步电机发电的瞬时转矩控制技术、起动和发电的系统综合设计技术、宽转速范围内提供恒压电功率技术。这些关键技术使系统大大提高了发电的动静态品质和起动性能。例如:输出电压在突加突卸71%的额定负载时,电压变化小于8V,恢复时间仅为10ms,大大低于美军标恢复时间20～30ms的规定;。这些初步的研究成果显示了异步电机一旦和现代电力电子技术控制理论相结合,将会获得许多优良的品质。异步电机发电技术和起动/发电技术将会在飞机、坦克、装甲车等国防工业中,在混合动力汽车民用工业中,在风力发电中得到广泛应用,是对国民经济影响较大、值得关注的技术。 展开更多

关键词 异步电机 起动/发电系统 瞬时转矩控制技术

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改进粒子群算法优化扩展卡尔曼滤波器电机转速估计 被引量：10

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作者 林国汉 章兢 +1 位作者 刘朝华 赵葵银 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第7期2003-2006,共4页

针对感应电机扩展卡尔曼滤波器转速估计中难以取得卡尔曼滤波器系统噪声矩阵和测量噪声矩阵最优值的问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的扩展卡尔曼滤波器转速估计方法。算法通过融合遗传算法和粒子群算法的优点,采用可调整的算法... 针对感应电机扩展卡尔曼滤波器转速估计中难以取得卡尔曼滤波器系统噪声矩阵和测量噪声矩阵最优值的问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的扩展卡尔曼滤波器转速估计方法。算法通过融合遗传算法和粒子群算法的优点,采用可调整的算法模型对粒子群算法进行改进,将改进的粒子群算法对扩展卡尔曼滤波器中的系统噪声矩阵和测量噪声矩阵进行优化处理,将优化后的卡尔曼滤波器应用于感应电机转速估计。仿真实验表明,与试探法、标准粒子群算法及遗传算法比较,改进粒子群算法优化的扩展卡尔曼滤波器能够有效提高转速估计的精度,从而提高无速度传感器矢量控制系统的控制性能。 展开更多

关键词 转速估计 无速度传感器矢量控制 扩展卡尔曼滤波器 粒子群算法

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复合笼型转子异步电动机起动性能 被引量：8

9

作者 胡岩 刘涛 吴伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期199-204,212,共7页

针对复合笼型转子参数随转差率变化导致电动机性能参数难以计算的问题,基于Ansoft MAXWELL有限元软件,建立考虑转子旋转、饱和、涡流效应的"场-路-运动"耦合二维有限元模型,直接计算电动机在不同转差运行下的磁场分布,进而计... 针对复合笼型转子参数随转差率变化导致电动机性能参数难以计算的问题,基于Ansoft MAXWELL有限元软件,建立考虑转子旋转、饱和、涡流效应的"场-路-运动"耦合二维有限元模型,直接计算电动机在不同转差运行下的磁场分布,进而计算电动机性能参数。分析了复合层不同材料和厚度的选取对电动机性能有一定的影响,为电动机的优化设计提供参考依据;通过对电动机性能参数动态变化过程的分析,验证了复合笼型转子结构设计的合理性;通过对比计算结果和实验数据,验证此计算方法满足工程精度要求。 展开更多

关键词 复合笼型转子异步电动机 ANSOFT MAXWELL 电阻率 磁导率 厚度 起动性能

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多相电机统一SVPWM调制及无速度传感器控制实现方法研究 被引量：10

10

作者 李贵彬 李永东 +2 位作者 郑泽东 彭忠 刘自程 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期61-71,共11页

针对多相电机统一SVPWM调制实现问题及多相电机全阶观测器无速度传感器矢量控制的实现问题,在传统三相电机零序电压注入SPWM实现SVPWM调制的基础上,推导了多相电机统一SVPWM实现方法和多相电机矢量控制统一坐标变换理论及基于全阶观测... 针对多相电机统一SVPWM调制实现问题及多相电机全阶观测器无速度传感器矢量控制的实现问题,在传统三相电机零序电压注入SPWM实现SVPWM调制的基础上,推导了多相电机统一SVPWM实现方法和多相电机矢量控制统一坐标变换理论及基于全阶观测器的无速度传感器矢量控制理论。以五相异步电机为例,研究了零序电压注入方法下的SVPWM电压利用率提高百分比、五相异步电机基于全阶观测器的无速度传感器矢量控制,并在五相异步电机实验平台上进行了实验验证。实验结果表明提出的统一SVPWM调制方法可以提高电压利用率、优化谐波性能。统一多相电机全阶观测器无速度传感器矢量控制可以实现多相电机无传感器控制、减小系统成本、提高系统可靠性。 展开更多

关键词 统一SVPWM&全阶观测器 无速度传感器 电压利用率 多相电机

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基于Matlab/Simulink的异步电机直接转矩控制系统仿真 被引量：10

11

作者 郭冀岭 王君瑞 王远波 《机电工程》 CAS 2005年第3期18-21,共4页

在异步电动机数学模型的基础之上,利用MATLAB/Simulink软件构建了一个异步电动机直接转矩控制调速系统。对仿真模型中的定子磁链观测器模块进行了描述,并简要说明了空间电压矢量对磁链和转矩的作用及影响。通过对异步电动机进行仿真实验... 在异步电动机数学模型的基础之上,利用MATLAB/Simulink软件构建了一个异步电动机直接转矩控制调速系统。对仿真模型中的定子磁链观测器模块进行了描述,并简要说明了空间电压矢量对磁链和转矩的作用及影响。通过对异步电动机进行仿真实验,得到电压、电流、转速、转矩以及磁链的仿真波形。 展开更多

关键词 MATLAB/SIMULINK 异步电机 直接转矩控制 空间电压矢量

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基于场路结合的实心转子异步电机转子参数计算 被引量：15

12

作者 刘长红 姚若萍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1372-1374,共3页

异步电机等值电路中的转子电阻R′_2与电抗X′_2是影响电机性能的两个重要参数.提出了基于场路结合的有限元法计算R′_2和X′_2,解决了解析算法不能准确考虑运行工况及磁路饱和对参数的影响问题.该方法对实心转子异步发电机和异步电动... 异步电机等值电路中的转子电阻R′_2与电抗X′_2是影响电机性能的两个重要参数.提出了基于场路结合的有限元法计算R′_2和X′_2,解决了解析算法不能准确考虑运行工况及磁路饱和对参数的影响问题.该方法对实心转子异步发电机和异步电动机同样适用. 展开更多

关键词 异步电机 参数 场路结合 实心转子 有限元法

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基于逆系统理论的感应电动机控制策略 被引量：11

13

作者 杨立永 李华德 王久和 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第5期706-708,共3页

针对电压源型逆变器供电的感应电动机,应用逆系统理论提出了一种新型控制策略。利用得到的逆系统模型将感应电动机补偿为伪线性系统,而伪线性系统相当于两个解耦的线性子系统。以伪线性系统为控制对象,运用线性控制理论对整个控制系统... 针对电压源型逆变器供电的感应电动机,应用逆系统理论提出了一种新型控制策略。利用得到的逆系统模型将感应电动机补偿为伪线性系统,而伪线性系统相当于两个解耦的线性子系统。以伪线性系统为控制对象,运用线性控制理论对整个控制系统进行了综合,给出了控制系统的原理框图。利用MATLAB软件对控制方案进行了仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性和控制方案可行性。 展开更多

关键词 感应电动机 非线性控制 逆系统

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基于随机脉宽调制技术的感应电机矢量控制系统研究 被引量：6

14

作者 张志强 夏立 马丰民 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2005年第6期90-94,共5页

随机脉宽调制技术可以使逆变器输出电压的谐波成分均匀地分布在一个较宽的频率范围内,达到抑制噪声和机械振动的目的.把随机脉宽调制技术引入感应电机矢量控制系统中,保证了调速系统的高性能,同时也降低了电机的有色噪声和机械振动.

关键词 随机脉宽调制 矢量控制 感应电机 噪音

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感应电机双滑模面变结构MRAS转速辨识 被引量：8

15

作者 王庆龙 张兴 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期32-36,43,共6页

为了研究感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种双滑模面变结构模型参考自适应观测器,用于感应电机的转速辨识。该方法将变结构和模型参考自适应系统进行有机的整合,选择转子磁链电压模型和电... 为了研究感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种双滑模面变结构模型参考自适应观测器,用于感应电机的转速辨识。该方法将变结构和模型参考自适应系统进行有机的整合,选择转子磁链电压模型和电流模型分别作为参考模型和可调模型,采用两模型输出的偏差构造了两个滑模面,利用代数计算方法获得转子估计速度。理论分析和仿真结果表明:所提出的感应电机转速辨识方法具有较高的转子磁链观测准确度,改善了转速估计的动静态性能;对于参数变化具有很强的自适应能力,同时算法简单,适用于实时应用。 展开更多

关键词 感应电机 无速度传感器 矢量控制 模型参考自适应 双滑模面 变结构 辨识

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基于磁链观测器的异步电机转矩闭环控制 被引量：3

16

作者 杨淑英 靳丁龙 +2 位作者 张兴 占琦 郭磊磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期190-194,共5页

提出一种基于最小阶转子磁链状态观测器的定子磁链观测方案,并通过定子磁链与定子电流叉乘运算完成电磁转矩的观测和转矩闭环控制系统的设计。该定子磁链观测方案不仅可避免传统电压模型法所存在的积分饱和、相位或幅值偏差等弊端,而且... 提出一种基于最小阶转子磁链状态观测器的定子磁链观测方案,并通过定子磁链与定子电流叉乘运算完成电磁转矩的观测和转矩闭环控制系统的设计。该定子磁链观测方案不仅可避免传统电压模型法所存在的积分饱和、相位或幅值偏差等弊端,而且基本不受电机自感、互感等参数的影响,使得在此基础上获得的电磁转矩具有较强的参数鲁棒性。最后,通过130kW异步电机实验验证该方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 磁链状态观测器 定子磁链观测 转矩闭环控制 矢量控制 异步电机

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DTC异步电机驱动系统中逆变器故障工况研究 被引量：4

17

作者 张兰红 陆广平 陈冲 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期58-66,共9页

为了寻求进行系统可靠性设计的依据,对直接转矩控制异步电机驱动系统中逆变器故障工况进行研究。通过对直接转矩控制原理的分析,指出系统运行工况的影响因素;对逆变器最常见的功率开关短路与开路故障工况进行仿真研究,其中功率开关短路... 为了寻求进行系统可靠性设计的依据,对直接转矩控制异步电机驱动系统中逆变器故障工况进行研究。通过对直接转矩控制原理的分析,指出系统运行工况的影响因素;对逆变器最常见的功率开关短路与开路故障工况进行仿真研究,其中功率开关短路故障工况指系统采取截止故障开关互补开关或截止所有开关两种保护方案之后的工况。仿真结果表明,短路故障后尽管采取了保护方案,系统仍会出现大的机械和电流冲击,其中截止所有开关的保护方案相对较优,但此方案下电流和转矩的最大值仍超过正常运行时额定值的10倍以上;在发生功率开关开路故障时,故障相电流只有半个周期,转矩有低频脉动,但系统仍可继续短时运行。 展开更多

关键词 直接转矩控制 异步电机 驱动 逆变器 故障

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低速下异步电机无速度传感器矢量控制研究 被引量：5

18

作者 陈冰 冬雷 杨栋 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期45-48,共4页

目的为了提高异步电机转子磁场定向矢量控制系统在低转速范围的性能。方法利用限幅反馈方法估计电机转子磁链,并通过神经元自适应的转子转速辨识,完成无速度传感器矢量控制。结果该方法具有较好的稳定性,能够在较宽的转速范围内有较好... 目的为了提高异步电机转子磁场定向矢量控制系统在低转速范围的性能。方法利用限幅反馈方法估计电机转子磁链,并通过神经元自适应的转子转速辨识,完成无速度传感器矢量控制。结果该方法具有较好的稳定性,能够在较宽的转速范围内有较好的动静态性能。结论2.5Hz时能够稳定带载运行。 展开更多

关键词 矢量控制 无速度传感器 限幅反馈 神经元

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多采样率EKF及其在感应电机转速估计中的应用 被引量：7

19

作者 陆可 肖建 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期620-625,共6页

在深入研究EKF算法和多采样率数字控制系统的基础上,建立了多采样率EKF算法,分别推导了其输入和输出算法,并将其应用于感应电机的转速估计中.通过仿真验证了该算法比单采样率扩展Kalm an滤波算法具有更高的信息获取和状态估计能力,并能... 在深入研究EKF算法和多采样率数字控制系统的基础上,建立了多采样率EKF算法,分别推导了其输入和输出算法,并将其应用于感应电机的转速估计中.通过仿真验证了该算法比单采样率扩展Kalm an滤波算法具有更高的信息获取和状态估计能力,并能有效抑止噪声,转速估计误差减小41.7%-87.6%. 展开更多

关键词 多采样率数字控制系统 扩展Kalman滤波 感应电机 无速度传感器控制 转速估计

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异步电机矢量控制中转子磁链的直接观测方法 被引量：2

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作者 王铁军 单潮龙 +1 位作者 赵镜红 张俊洪 《海军工程大学学报》 CAS 2002年第5期19-21,30,共4页

以异步电机的等效电路为模型提出了在电机的外部构造转子磁链物理观测器的方法.理论上证明了在选取合适参数之后,用该物理观测器可以直接得到感应电机转子磁链的大小与相位,该方法用于异步电机的矢量控制系统,具有很好的实时性,且避免... 以异步电机的等效电路为模型提出了在电机的外部构造转子磁链物理观测器的方法.理论上证明了在选取合适参数之后,用该物理观测器可以直接得到感应电机转子磁链的大小与相位,该方法用于异步电机的矢量控制系统,具有很好的实时性,且避免复杂的数字运算. 展开更多

关键词 异步电机 转子磁链 直接观测 感应电动机 矢量控制

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