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基于转子分段斜极的E-Bike轮毂电机振动噪声削弱方法
1
作者 陶大军 周杰 +2 位作者 王栋 任永斌 戈宝军 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期88-97,共10页
针对E-Bike表贴式分数槽轮毂电机振动噪声问题,提出转子分段斜极削弱振动噪声方法。基于转子分段斜极方案,确定了引发高振动噪声的径向电磁力波阶数与频率,且借助模态证实了该频率的高振动噪声并非径向力波的低频共振所引发;推导了转子... 针对E-Bike表贴式分数槽轮毂电机振动噪声问题,提出转子分段斜极削弱振动噪声方法。基于转子分段斜极方案,确定了引发高振动噪声的径向电磁力波阶数与频率,且借助模态证实了该频率的高振动噪声并非径向力波的低频共振所引发;推导了转子分别采用单边、双边、Z型斜极方案时的径向力波解析表达式,揭示了转子分段斜极对分数槽轮毂电机径向电磁力波的影响规律。以某E-Bike表贴式分数槽轮毂电机为研究对象,分析了不同分段斜极方案的噪声抑制效果,对比研究了优化前后振动加速度频响和噪声频响分布规律。结果表明:双边6段斜极为该电机的振动噪声有效抑制方案,此时2倍频、4倍频噪声分别削弱达8.05%、24.89%,验证了理论推导的正确性和抑制方案的有效性。 展开更多
关键词 E-Bike 轮毂电机 振动噪声 电磁力 齿谐波 转子分段斜极
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大型变速抽水蓄能电机在电动机工况不同转速下磁密与损耗研究
2
作者 韩继超 戚海铭 +4 位作者 李沅橙 张勇 孙玉田 李桂芬 张春莉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期47-54,共8页
变速抽水蓄能电机可以通过改变转子电流频率实现转速的调节,使电机经常运行于电动机工况。本文对一台326 MW大型变速抽水蓄能电机进行设计,给出该发电电动机的T型等效电路和数学模型,确定该发电电动机的基本设计参数,建立该发电电动机... 变速抽水蓄能电机可以通过改变转子电流频率实现转速的调节,使电机经常运行于电动机工况。本文对一台326 MW大型变速抽水蓄能电机进行设计,给出该发电电动机的T型等效电路和数学模型,确定该发电电动机的基本设计参数,建立该发电电动机的二维电磁场模型,计算其在电动机工况下电磁场数学方程,对比分析在电动机工况下气隙磁密的基波和各次谐波,研究该发电电动机在电动机工况不同转速下定转子铁心磁密和损耗的变化规律。采用本文的方法计算一台小容量10 MW发电电动机样机的电磁场,计算值与试验测试值误差较小,为更大容量变速抽水蓄能电机的电磁设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 变速抽水蓄能电机 电动机工况 不同转速 磁密 铁心损耗 试验测试
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高速永磁电机挤压油膜阻尼器设计及影响因素分析
3
作者 韩雪岩 鲁英杰 +3 位作者 朱龙飞 王泽路 张超 李晓健 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期98-109,共12页
高速永磁电机在接近临界转速时,转子振动振幅明显增大,会导致转子疲劳破坏甚至定子转子之间产生摩擦,在轴承支撑处安装挤压油膜阻尼器可以抑制振动。为此选定某型号高速永磁电机转子,针对该高速永磁电机转子的参数设计挤压油膜阻尼器,... 高速永磁电机在接近临界转速时,转子振动振幅明显增大,会导致转子疲劳破坏甚至定子转子之间产生摩擦,在轴承支撑处安装挤压油膜阻尼器可以抑制振动。为此选定某型号高速永磁电机转子,针对该高速永磁电机转子的参数设计挤压油膜阻尼器,依据油膜理论确定了油膜承载长度、油膜半径、间隙、偏心率、滑油黏度等5个挤压油膜阻尼器参数,建立了挤压油膜阻尼器有限元模型,在此基础上分别分析油膜承载长度、油膜半径、间隙、偏心率、滑油黏度5个参数分别对最大油膜压力、油膜反力、油膜阻尼系数、油膜刚度系数的影响,分析最大油膜压力、油膜反力、油膜阻尼系数、油膜刚度系数4个动力学参数的变化趋势并给出选择挤压油膜阻尼器参数的原则,为高速永磁电机上应用挤压油膜阻尼器提供选择的依据。 展开更多
关键词 挤压油膜阻尼器 阻尼器设计 油膜压力 高速永磁电机 油膜阻尼系数 电机转子
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基于CNN-BiLSTM-Attention的特高压三端混合直流输电线路故障区域判别研究
4
作者 陈仕龙 宋国雄 +3 位作者 邓健 毕贵红 杨毅 李国辉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期132-141,共10页
针对现有混合三端直流输电系统线路故障定位难度大、准确率低以及阀值整定繁杂的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM-Attention的故障区域判别方法。首先,分析LCC侧、T区、MMC2侧的故障区域特征,指出不同区域的故障特征具有各自的独特性。然后... 针对现有混合三端直流输电系统线路故障定位难度大、准确率低以及阀值整定繁杂的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM-Attention的故障区域判别方法。首先,分析LCC侧、T区、MMC2侧的故障区域特征,指出不同区域的故障特征具有各自的独特性。然后,采集T区左右4个保护装置故障时刻的暂态电流、电压数据得到功率突变量数据,通过卷积神经网络(CNN)提取局部特征,利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)学习更为丰富的故障特征,使模型更好地理解和利用所提取的故障特征,并利用注意力机制(AM)对所提取的故障特征信息进行加权,筛选有助于故障区域判别的故障特征从而提高模型性能。最后,通过仿真验证所提方法能够迅速且精确地识别故障区域,既保证了较高的准确度,又具备良好的过渡电阻适应性和抗噪声干扰能力。 展开更多
关键词 三端混合柔性直流 暂态功率 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 注意力机制 故障区域判别
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一种改进的BSRMWR直接转矩和直接悬浮力控制
5
作者 杨艳 吴苏 +1 位作者 刘泽远 刘程子 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期152-164,共13页
在传统的电流斩波控制方式下,由于脉冲式的供电方式和双凸极结构,单绕组宽转子齿结构无轴承开关磁阻电机(BSRMWR)存在较大的转矩脉动、悬浮力波动以及悬浮力不稳定的情况。针对传统电流斩波控制的不足,根据该电机本体结构与双相导通工... 在传统的电流斩波控制方式下,由于脉冲式的供电方式和双凸极结构,单绕组宽转子齿结构无轴承开关磁阻电机(BSRMWR)存在较大的转矩脉动、悬浮力波动以及悬浮力不稳定的情况。针对传统电流斩波控制的不足,根据该电机本体结构与双相导通工作方式,本文结合开关磁阻电机的直接转矩控制理论,分析现有基本电压矢量选择规则不可直接应用于单绕组宽转子齿结构无轴承开关磁阻电机的原因,提出适用于该电机的空间电压矢量图和基本电压矢量选择规则,研究了一种单绕组宽转子齿结构无轴承开关磁阻电机的直接转矩和直接悬浮力控制方法。通过仿真软件及硬件平台,验证了该控制方法不仅可以实现电机的稳定运行,而且在抑制转矩脉动和悬浮力波动方面具有优越性,为推进BSRMWR实用化奠定了理论和实验基础。 展开更多
关键词 无轴承开关磁阻电机 单绕组 宽转子齿 电流斩波控制 直接转矩控制 直接悬浮力控制
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
6
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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反凸极永磁同步电机的优化设计与分析
7
作者 邓先明 田云帆 +2 位作者 陈晨 张宇 代金贵 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期71-79,共9页
针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参... 针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参数化分析得到对弧形磁障的相关参数对电机的电磁性能的影响,使结构优化的效果更明显。通过仿真对比得到,结构优化后电机的永磁体夹角间的磁密为1.2 T,小于优化前的1.6 T;空载反电动势基波高于优化前电机,除7次谐波外其余各次谐波均小于优化前电机;转矩脉动显著小于优化前的电机,并显现出更好的反凸极特性。最后,在实验室条件下搭建一台1.1 kW的样机进行实验,测得其交直轴电感为80.94 mH和94.16 mH,空载反电动势谐波畸变率为10.64%,验证其可行性与优越性。 展开更多
关键词 反凸极永磁同步电机 转子设计 弧形磁障 结构优化 电感特性
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基于能量的磁滞模型参数解析计算
8
作者 常勇 包广清 +1 位作者 陈俊全 杨巧玲 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期165-178,共14页
针对传统磁滞建模方法未考虑电工钢片等磁性材料在磁化过程中自身的能量变化,导致在实际复杂磁化环境工况中对铁磁材料磁滞特性的模拟精度受限。本文提出一种基于能量的磁滞模型参数解析计算方法。首先分析了外加磁场与钉扎点对应的可... 针对传统磁滞建模方法未考虑电工钢片等磁性材料在磁化过程中自身的能量变化,导致在实际复杂磁化环境工况中对铁磁材料磁滞特性的模拟精度受限。本文提出一种基于能量的磁滞模型参数解析计算方法。首先分析了外加磁场与钉扎点对应的可逆磁场的关系,然后通过矫顽力随磁滞回环峰值的变化曲线确定分布函数W(h)与不同磁场强度峰值的钉扎分布密度,根据钉扎分布密度与外加磁场强度峰值的关系计算钉扎场强及其所占权重,建立能量磁滞模型,将模型离散方程转化为连续方程,进行矢量化,并给出基于能量磁滞模型的解析计算公式,通过解析方法进行模型参数辨识。最后利用不同频率下测量的实验数据与解析模型预测结果对比,并进行误差分析,结果表明,该解析方法计算精度保持在95%以上,同时具有良好的识别速度和鲁棒性。 展开更多
关键词 电工钢片 能量磁滞模型 钉扎分布密度 可逆磁场强度 解析计算
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基于K近邻算法的数据融合与改进图卷积神经网络的电机轴承故障诊断
9
作者 孙丽玲 唐李昱 许伯强 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期12-18,共7页
为了解决单一类型数据对电机轴承故障诊断准确率不高和图卷积神经网络具有过平滑现象的问题,提出一种多数据融合和改进图卷积神经网络的电机轴承故障诊断方法。首先,通过快速傅里叶变换将电机轴承的振动信号和电机电流信号分别转换为频... 为了解决单一类型数据对电机轴承故障诊断准确率不高和图卷积神经网络具有过平滑现象的问题,提出一种多数据融合和改进图卷积神经网络的电机轴承故障诊断方法。首先,通过快速傅里叶变换将电机轴承的振动信号和电机电流信号分别转换为频域信号;然后,将每一个频率视为一个结点,对应的振动和电流信号视为节点特征,根据K近邻图构造法,将振动信号和电流信号融合成图结构数据;进而,将图数据输入通过添加初始残差连接模块而改进的图卷积神经网络进行训练,从而得到诊断结果。在帕德博恩数据集上,将所提方法和多种模型进行电机轴承故障诊断对比实验,实验结果表明,所提模型的故障识别准确率能达到98.6%,优于对比方法,证明所提数据融合方法与改进图卷积神经网络是有效的。 展开更多
关键词 深度学习 故障诊断 图卷积神经网络 电机轴承 快速傅里叶变换 数据融合 电流数据
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弱受端高压直流输电系统连续换相失败抑制策略
10
作者 陈仕龙 邓小伟 +1 位作者 毕贵红 赵四洪 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期141-152,共12页
为了抑制弱受端高压直流(HVDC)输电系统连续换相失败,提出一种基于虚拟电阻电感控制方法的弱受端高压直流输电系统连续换相失败抑制策略。分析低压限流控制策略抑制换相失败功能,根据电阻、电感限制电流的作用原理,分析虚拟电阻限流控... 为了抑制弱受端高压直流(HVDC)输电系统连续换相失败,提出一种基于虚拟电阻电感控制方法的弱受端高压直流输电系统连续换相失败抑制策略。分析低压限流控制策略抑制换相失败功能,根据电阻、电感限制电流的作用原理,分析虚拟电阻限流控制方法及虚拟电感限流控制方法抑制换相失败原理及功能,提出基于虚拟电阻电感的高压直流输电系统换相失败控制方法,推导出虚拟电阻电感控制方法中直流侧电流指令值与直流电压、直流电流相关计算公式,提出虚拟电阻电感控制方法中虚拟电阻与虚拟电感计算整定方法。利用PSCAD/EMTDC建立弱受端永富高压直流输电系统模型,对所提出的虚拟电阻电感换相失败抑制策略进行仿真验证,仿真结果表明,所提出的虚拟电阻电感换相失败抑制策略能有效抑制弱受端高压直流输电系统的连续换相失败。 展开更多
关键词 高压直流 低压限流 虚拟电阻 虚拟电感 虚拟电阻电感 连续换相失败 抑制策略
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地磁感应电流畸变对电网变压器的干扰传播研究
11
作者 潘超 安景革 +3 位作者 石晓博 于泽 付桐睿 刘春明 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期85-98,共14页
针对地磁感应电流(GIC)导致电网变压器出现的异常问题,研究GIC畸变对变压器产生的电磁干扰与机械-声传播影响。首先分析了GIC入侵电网的关键路径与原理,根据实测数据研究GIC变化规律。提出考虑GIC畸变的变压器干扰传播模型,将电磁-机械... 针对地磁感应电流(GIC)导致电网变压器出现的异常问题,研究GIC畸变对变压器产生的电磁干扰与机械-声传播影响。首先分析了GIC入侵电网的关键路径与原理,根据实测数据研究GIC变化规律。提出考虑GIC畸变的变压器干扰传播模型,将电磁-机械-声路径划分为电磁干扰域与振动-噪声传播域的耦合。然后仿真分析不同干扰场景下变压器多场物理特征信息,总结电流畸变率、畸变时刻对变压器电流、磁通、振动、噪声的干扰与传播影响规律。最后搭建动模实验平台,测量变压器的多场物理参数,并与仿真对比,验证所提模型与结论的正确性。结果表明,在GIC畸变的“拐点”处,变压器振动噪声异常加剧;“拐点”越接近电流最大值,该问题越严重。研究GIC畸变率Δk与振动噪声参数的映射关系,当Δk>3时,GIC干扰已危害变压器的结构稳定性,为电网变压器的态势感知与辨识提供依据。 展开更多
关键词 地磁感应电流 畸变性 多场耦合 振动噪声 虚拟映射 态势感知
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径向变槽口宽度削弱轴向磁通永磁电机齿槽转矩
12
作者 王超 彭兵 甄东芳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期111-120,共10页
齿槽转矩不仅会增加电机的转矩波动和振动噪声,还会影响电机的控制精度。本文提出一种径向变槽口宽度的定子铁心来削弱轴向磁通永磁电机的齿槽转矩。该方法将定子铁心沿径向分为多层,通过改变定子槽口宽度来改变每层齿槽转矩的幅值和相... 齿槽转矩不仅会增加电机的转矩波动和振动噪声,还会影响电机的控制精度。本文提出一种径向变槽口宽度的定子铁心来削弱轴向磁通永磁电机的齿槽转矩。该方法将定子铁心沿径向分为多层,通过改变定子槽口宽度来改变每层齿槽转矩的幅值和相位,令层间齿槽转矩相位相反或幅值最小来削弱总的齿槽转矩。基于所提出的方法研究了径向槽口宽度分布特点对齿槽转矩的影响,并总结了规律,为削弱轴向磁通永磁电机齿槽转矩提供参考。采用该方法对一台10极12槽轴向磁通永磁电机进行优化,优化后的齿槽转矩峰峰值由636.16 mN·m降到55.80 mN·m,降低了91.23%,实验结果验证了所提出的轴向磁通永磁电机齿槽转矩削弱方法的有效性。 展开更多
关键词 轴向磁通电机 永磁电机 齿槽转矩 转矩波动 径向变槽口宽度 分层法
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驱动电机换位连续波绕组及其交流损耗分析
13
作者 边旭 景冠睿 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期109-120,共12页
针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流... 针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流产生机理,提出一种既能消除焊点又能有效抑制环流损耗产生的新型换位连续波绕组结构。其次,建立换位连续波绕组两端部等效三维计算模型,能够在考虑两侧端部各股线实际端部结构的情况下精确计算各股线端部漏感。最后,利用场路耦合二维有限元法,对比换位连续波绕组与发卡绕组在不同工况下各项损耗,并通过试验验证了仿真模型的有效性。研究表明,相较于发卡绕组,新型换位连续波绕组结构能够完全消除焊点,且在额定与高速运行工况下均能有效抑制交流损耗,最高转速时绕组交流损耗下降40.8%。 展开更多
关键词 驱动电机 连续波绕组 换位绕组 交流损耗分析 场路耦合 绕组设计
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STM32驱动的可触摸调控DBD高压逆变电源
14
作者 王兴权 余洁 +3 位作者 袁林森 刘玲丽 谭礼军 朱荣兴 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期177-188,共12页
针对介质阻挡放电(DBD)等离子体高压逆变电源的许多参数只能用机械按钮调节,且电源内部封闭容易出现负载不适配的问题,设计了一款STM32驱动的可触摸调控DBD高压逆变电源,其频率、占空比连续可调,以匹配不同类型的DBD负载。电源电路主要... 针对介质阻挡放电(DBD)等离子体高压逆变电源的许多参数只能用机械按钮调节,且电源内部封闭容易出现负载不适配的问题,设计了一款STM32驱动的可触摸调控DBD高压逆变电源,其频率、占空比连续可调,以匹配不同类型的DBD负载。电源电路主要包括IGBT半桥逆变主电路、IGBT驱动及隔离电路、过流保护电路和过温保护电路。采用STM32F103ZET6作为主控芯片产生两路脉宽调制信号,信号经过电压放大后输入6N137芯片及图腾柱电路进行光电信号的隔离及功率放大,再驱动2个IGBT开关管G4PH50UD工作。电源利用STM32芯片对电流和温度反馈电压进行采样,根据电压大小来判断是否关闭输出。最后,搭建一台可触摸调控DBD高压逆变电源样机,参数为频率5.5~25 kHz可调,占空比0~40%可调,过温和过流保护关断响应时间0.05~500 ms可调,对等离子体负载进行放电匹配验证了样机的适应性和通用性。 展开更多
关键词 STM32芯片 绝缘栅双极性晶体管驱动及隔离 可触摸调控 介质阻挡放电 高压逆变电源 等离子体负载
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锂电池过充高频振动特性与故障检测装置研制
15
作者 熊庆 岳彩彤 +5 位作者 黄秀君 庄毅 张钧益 唐逸杰 张其旺 汲胜昌 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期12-22,34,共12页
锂电池安全性对电动汽车推广应用至关重要,电池组内单体内阻的不一致性可能会引起个别电池单体过充,过充单体持续充电易引发热失控,进而产生火灾、爆炸等事故。文中提出了基于高频振动信号的锂电池过充故障检测方法。研究锂电池单体以... 锂电池安全性对电动汽车推广应用至关重要,电池组内单体内阻的不一致性可能会引起个别电池单体过充,过充单体持续充电易引发热失控,进而产生火灾、爆炸等事故。文中提出了基于高频振动信号的锂电池过充故障检测方法。研究锂电池单体以及电池模组中单体过充的振动特性,研究不同过充程度、充电电流等因素对锂电池表面振动信号的影响,分析锂电池过充时高频振动的产生机理,提取过充故障检测判据。结果表明,当锂电池发生过充时,电池内部固态电解质界面(SEI)膜的反复分解与再生及电解质的氧化分解都会释放大量气体,使壳体表面应力急剧变化,从而出现高频振动分量。同时,振动信号高频分量与充电电流的高频分量密切相关。研制基于NI-DAQ和LabVIEW的锂电池过充故障检测系统,检测准确率为93.33%,能够实现锂电池过充故障的准确检测。 展开更多
关键词 锂电池 振动特性 过充故障 电动汽车 内阻一致性
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基于反激变压器的锂电池组混合交错均衡方案
16
作者 李斌 焦琳峰 +2 位作者 王清璇 郑征 王浩 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期124-133,共10页
针对储能系统中锂电池组内单体电池电压不一致问题,提出一种基于反激变压器的混合均衡拓扑和一种电池组自适应交错均衡控制策略;对均衡拓扑和控制策略分析,该方案不仅具有电池到电池组和电池组到电池两种均衡模式类型,而且能根据电池组... 针对储能系统中锂电池组内单体电池电压不一致问题,提出一种基于反激变压器的混合均衡拓扑和一种电池组自适应交错均衡控制策略;对均衡拓扑和控制策略分析,该方案不仅具有电池到电池组和电池组到电池两种均衡模式类型,而且能根据电池组的状态调整均衡类型,确保均衡电路一直处于最佳工作状态,这种方案的实施实现了电池组的快速均衡,提高了电池组的性能和效率。通过速度、效率和成本等方面的仿真结果分析,得出该方案较对照组有显著提升,其中均衡速度提高40%以上,平衡效率提高约3%,而成本降低66%,在静置、充电和放电三种工况下进行了实验分析,验证了所提方案的准确性和有效性。表明该方案具有较强的理论意义和实用价值。 展开更多
关键词 储能系统 锂电池组 反激变压器 混合均衡拓扑 自适应交错均衡控制
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逆变器供电系统下扁线电机绕组交流损耗计算
17
作者 边旭 张果果 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期99-107,122,共10页
针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作... 针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作为电机有限元外电路激励,采用2D有限元模型耦合外电路方法计算电机绕组交流损耗。其次,对PMSM有限元模型与最大转矩电流比(MTPA)控制的逆变器驱动系统进行联合仿真,仿真得到电机低速、额定转速、峰值转速三种典型工况下的绕组电流。最后,基于仿真得到绕组电流,采用谐波电流法计算了三种工况的绕组交流损耗,该种计算方法的计算结果与现有含谐波电流源输入法的计算结果的最大相对误差为2.9%,计算速度加快了4倍。最后,通过样机实验验证了联合仿真的有效性和损耗计算结果的准确性。 展开更多
关键词 逆变器 MTPA控制 PMSM 联合仿真 绕组交流损耗
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基于磁网络法的外转子永磁同步电机的磁场分析
18
作者 边旭 边宏远 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期96-104,115,共10页
由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模... 由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模拟永磁体极间和定子槽内漏磁分布的外转子永磁同步电机等效磁网络模型,该模型考虑了铁心材料的非线性与转子动态问题,相较于传统磁网络法该模型优势在于不需要预设磁通走向且对漏磁计算具有更高的精确度。以一台3 kW的外转子永磁同步电机为例,采用此方法对其磁场进行计算与分析,并且对漏磁模拟的影响因素进行讨论与分析,通过实验对计算结果进行验证。研究表明,基于网格单元建立的等效磁网络模型能够准确模拟主磁及漏磁分布。 展开更多
关键词 外转子永磁同步电机 磁网络法 漏磁分布 磁通 非线性
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超高压直挂式调相机定子热态分布及冷却结构寻优研究
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作者 徐骁 王怿栋 +2 位作者 戈宝军 李胜男 张建承 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期41-52,共12页
在“双碳”目标的指引下,新型电力系统快速无功调节需求日益突出,调相机作为重要无功支撑设备,以往传统设计因受限于本体耐压限制,难以有效提升其无功响应速度及运行效率。以一台目标容量为30 Mvar-35 kV超高压直挂式调相机定子为设计对... 在“双碳”目标的指引下,新型电力系统快速无功调节需求日益突出,调相机作为重要无功支撑设备,以往传统设计因受限于本体耐压限制,难以有效提升其无功响应速度及运行效率。以一台目标容量为30 Mvar-35 kV超高压直挂式调相机定子为设计对象,采用电缆绕组、非磁性齿等关键设计,以期实现机-网直连,重点针对高压运行时的定子发热问题,建立了超高压调相机有限元耦合模型,确定定子各部损耗分布,并通过试验验证了关键技术的可行性;其次,对定子冷却结构进行设计并建立其流体-传热三维物理模型和数学模型,揭示了求解域内的传热规律,探究影响其热态分布的相关因素及变化规律。以上研究为超高压直挂式调相机定子散热结构提供了研究基础,在电缆型绕组电机系统研究中具有一定普适性。 展开更多
关键词 超高压调相机 电缆绕组 非磁性齿 冷却结构 热态分布
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双边磁场调制永磁直线电机推力特性优化设计
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作者 缪仲翠 张磊 +2 位作者 苏乙 张慧 李燕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期146-159,共14页
针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用... 针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用3种不同Halbach磁极结构的气隙磁场谐波成分、平均推力和推力波动等电磁性能进行计算分析;其次,通过建立推力特性的解析模型和Taguchi法筛选出对推力特性影响较大的参数,利用组合近似模型(ES)结合多目标优化算法对关键参数进行优化以提高电机推力特性,获得多组Pareto最优解;最后,选取综合性能较优的解搭建仿真模型分析电机性能的改善效果和验证设计方法的实用性。结果表明:扇形Halbach交替极磁极结构永磁体利用率更高,具有实用价值;优化后的BLSMFMPMLM平均推力提升了26.82%,并其使得推力波动减小了24.66%,该研究为永磁直线电机的性能改善提供了有效方法。 展开更多
关键词 永磁直线电机 磁场调制 HALBACH阵列 交替极 推力特性 有限元 组合近似模型 多目标优化
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