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A Novel Open-winding Permanent Magnetic Starter-generator 被引量：13
1
作者 魏佳丹 周波 +3 位作者 韩楚 邓清唐 史明明 刘颖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第36期I0008-I0008,243,共1页
针对永磁电机应用于车载起动／发电系统时存在的电压调节困难、适用转速范围窄、功率因数较低等问题，提出一种新型永磁车载起动／发电系统。通过引入绕组开路型永磁电机，绕组一端接整流桥形成输出直流侧，另一端接逆变桥形成控制端，... 针对永磁电机应用于车载起动／发电系统时存在的电压调节困难、适用转速范围窄、功率因数较低等问题，提出一种新型永磁车载起动／发电系统。通过引入绕组开路型永磁电机，绕组一端接整流桥形成输出直流侧，另一端接逆变桥形成控制端，构成具有宽转速范围和高效率的永磁电机起动／发电系统。分析该系统的起动、发电一体化工作原理，给出了通过逆变侧变换器实现发电机电压、电流控制的方案。仿真和实验结果表明，该新型车载起动／发电系统具有优良的发电调压控制性能，并且适应较宽的转速范围。 展开更多
关键词 永磁起动机 永磁发电机 开放式 绕组 起动发电机 电压调节 功率因数 生成模式
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Study of Steady-state Performances for a Novel Line-start Single-phase Permanent Magnet Synchronous Motor With Three Parallel-connected Windings 被引量：2
2
作者 PEI Ying WANG Xiuhe TANG Xu ZHAO Junwei 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期I0012-I0012,共1页
对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,... 对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。 展开更多
关键词 单相永磁同步电动机 并联连接 稳态性能 绕组 型线 永磁同步电机 对称操作 三相电机
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The Minimum Rotor Rotation Angle for Calculating On-Load Electromotive Force Waveform of Synchronous Generators
3
作者 XIAYonghong WANG Shanming +1 位作者 HUANG Shaogang QIU Arui 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第30期I0013-I0013,15,共1页
为了快速计算同步发电机负载运行时的稳态性能,希望在转子相对定子旋转的角度尽可能小的情况下就能够准确得到电枢绕组电动势波形。根据电机理论,针对分数槽绕组同步发电机负载运行时的气隙磁通密度进行分析,得到了准确计算电枢绕组电... 为了快速计算同步发电机负载运行时的稳态性能,希望在转子相对定子旋转的角度尽可能小的情况下就能够准确得到电枢绕组电动势波形。根据电机理论,针对分数槽绕组同步发电机负载运行时的气隙磁通密度进行分析,得到了准确计算电枢绕组电动势波形的转子最小旋转角。应用有限元法计算最小旋转角范围内定、转子不同位置下的电磁场,通过对电磁场计算结果进行后处理,得到了定子每个齿磁通在一个或者多个周期的变化波形,从而快速计算电枢绕组电动势波形。对两台不同电枢绕组形式的永磁同步发电机负载电动势波形进行了计算,通过对计算结果进行比较,验证了方法的正确性。在一台电机上进行了实验,计算结果和实验结果较吻合。该方法具有计算准确以及计算量小的优点。 展开更多
关键词 同步发电机 角度计算 旋转角度 电动势 波形 转子 空载 负载特性
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永磁发电机动偏心故障下关键部件振动特性
4
作者 何玉灵 代德瑞 +4 位作者 徐明星 张文 万书亭 唐贵基 慈铁军 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期535-542,623,624,共10页
针对永磁同步发电机气隙动偏心故障下关键部件振动特性研究不足的问题,提出便捷经济的发电机动偏心实验模拟方案,分析发电机定子、定子绕组与转子在动偏心故障前后的振动特性。首先,通过建立理论解析模型,揭示动偏心对定子单位面积磁拉... 针对永磁同步发电机气隙动偏心故障下关键部件振动特性研究不足的问题,提出便捷经济的发电机动偏心实验模拟方案,分析发电机定子、定子绕组与转子在动偏心故障前后的振动特性。首先,通过建立理论解析模型,揭示动偏心对定子单位面积磁拉力、绕组电磁力与转子不平衡磁拉力及相关部件振动特性的影响机理;其次,构建有限元模型并进行电磁与谐响应分析,阐明定子、绕组及转子的激振力与振动响应特性;然后,搭建基于轴承内圈更换的动偏心实验模拟装置并进行关键部件的振动测试,实现不同偏心程度下的实验验证;最后,对理论、仿真与实验结果进行对比验证,三者结论一致。结果表明:正常情况下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力频率成分主要为直流与二倍频,定子及端部绕组的振动频率成分主要为二倍频,转子因无不平衡磁拉力激励故无振动;但动偏心故障下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力及二者的振动响应会产生原频率加减转子转频的边带频率成分,而转子受到方向不断变化的不平衡磁拉力,产生频率为转频的振动,且关键部件的受力及振动幅值随着偏心程度的增大而增大。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 动偏心 关键部件 振动特性 频率成分
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气隙偏心对永磁发电机绕组绝缘温度特性影响
5
作者 何玉灵 白怡凡 +4 位作者 张文 李勇 徐明星 王晓龙 唐贵基 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期944-954,共11页
绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电... 绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电机定子绕组绝缘温度场进行了分析。对发电机气隙偏心前后的气隙磁通密度、定子电流和损耗表达式进行了理论推导;根据传热基本原理,建立了发电机磁-热耦合三维模型,应用有限元仿真得到绕组绝缘温度场结果;通过实验对理论和仿真结果进行验证。结果表明,随着气隙偏心程度的增大,发电机各部分损耗增加,定子铁心及绕组绝缘的温度随之升高。同时基于偏心故障下的定子铁心和绕组绝缘温升特性,提出了一种新型的定子铁心通风结构改善发电机的通风散热,通过对比2种不同结构下的定子温度场,表明该结构明显降低了发电机定子铁心和绕组绝缘温度,为通风结构的设计提供了一定的参考。 展开更多
关键词 永磁发电机 气隙偏心 定子铁心 绕组绝缘 温度场 有限元法 故障诊断 结构优化
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机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法
6
作者 张英敏 李媛 +4 位作者 高仕林 李东晟 周旭 蒋奇良 王渝红 《高电压技术》 北大核心 2025年第9期4762-4773,共12页
为了提升风电并网系统的暂态仿真分析效率,需要建立风电场等值模型。现有直驱风电场等值模型存在难以适用于预想故障分析和计算效率低问题。针对该问题,提出一种机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法。首先,分析了直驱风机的故障... 为了提升风电并网系统的暂态仿真分析效率,需要建立风电场等值模型。现有直驱风电场等值模型存在难以适用于预想故障分析和计算效率低问题。针对该问题,提出一种机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法。首先,分析了直驱风机的故障后暂态响应特性,并推导了基于风机初始风速及机端故障稳态电压的风电机组分群方法。其次,提出了一种基于多层图卷积神经网络的机端故障稳态电压高效预测方法,该预测模型能够适应不同的风电场和电网拓扑。进一步,构建了风电场的三机等值模型。最后,仿真验证了所提出的分群等值方法的正确性。 展开更多
关键词 永磁直驱风机 预想故障 机理-数据混合 风电场分群 风电场等值 图卷积神经网络
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考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性
7
作者 何玉灵 邢云 +5 位作者 付滋翔 代德瑞 徐明星 周福成 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期106-116,共11页
通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况... 通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况下的气隙磁密,推导出定子所受单位面积磁拉力的表达式,然后在一台四对极永磁同步发电机上进行有限元仿真计算和实验验证,理论、仿真与实验结果基本吻合。结果表明,正常情况下定子振动只有偶数倍频成分,静偏心故障不会引入新频率成分,但会增大定子振动各频率幅值。发生局部失磁故障时,出现新的分数倍频成分(f/4、f/2、3f/4……),原有的偶数倍频幅值基本不变。复合故障下也出现分数倍频成分,且失磁程度一致时,偶数倍频幅值随着偏心故障的加剧而增大,分数倍频幅值基本不变。偏心程度一定时,随着局部失磁故障的加剧,偶数倍频幅值基本不变,分数倍频幅值增大。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 气隙静偏心 局部失磁 定子振动 有限元计算
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时变载荷作用下永磁直驱发电机外转子铁芯机械响应研究
8
作者 何玉灵 杨佳文 +3 位作者 孙凯 吴学伟 朱晓光 罗浩然 《机械强度》 北大核心 2025年第4期27-38,共12页
针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证。首先,解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律,确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征。同时分... 针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证。首先,解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律,确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征。同时分析了外转子铁芯基本振动模型,确定了外转子铁芯基本振动方程。然后,建立了外转子直驱发电机的仿真计算模型,得到了单位面积磁拉力的时空阶次特征和典型日下随时间变化规律。将电磁场得到的单位面积磁拉力密度作为输入载荷导入结构场,进行磁-固(结构)耦合仿真,计算分析了外转子铁芯在参考时刻的变形和应力的分布及振动噪声响应的变化规律。最后,用一台13 kW外转子直驱发电机模拟实例印证了解析和仿真的准确性。研究结果确定了外转子铁芯所承受的时变载荷及其作用下的机械响应分布规律,发现了发电机运行时转子铁芯应该重点检测的时刻和部位,同时分析了时变载荷下的噪声特性,为发电机的维护和设计提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 外转子直驱永磁同步发电机 机械响应 磁拉力 时变载荷 电磁噪声
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三相永磁同步电机容错系统设计与控制策略综述
9
作者 金石 孙鹏 +1 位作者 王博 刘光伟 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期61-85,共25页
在电动飞机、新能源汽车等对安全性要求极高的领域,保证电机驱动系统的可靠性至关重要,围绕三相永磁同步电机容错系统的设计与控制策略展开综述。根据三相永磁同步电机容错技术的研究成果,将电机系统故障分为电路故障和非电路故障。重... 在电动飞机、新能源汽车等对安全性要求极高的领域,保证电机驱动系统的可靠性至关重要,围绕三相永磁同步电机容错系统的设计与控制策略展开综述。根据三相永磁同步电机容错技术的研究成果,将电机系统故障分为电路故障和非电路故障。重点针对电路故障下的容错策略进行分析,归纳总结针对绕组故障和功率器件故障的电机和变换电路容错拓扑结构以及基于不同坐标系的容错控制策略。在电机容错拓扑方面,梳理针对绕组故障的多种冗余方案,如采用完全余度电机拓扑、不同形式的双绕组电机拓扑以及多绕组电机拓扑。在变换电路容错拓扑方面,详细阐述基于含中性点的三相桥式容错拓扑、基于开绕组的容错拓扑、集成模块化容错拓扑、模块化多电平转换器等技术。这些采取不同拓扑结构和冗余方式的容错设计,为系统在故障情况下的可靠运行提供了重要基础保障。在控制策略层面,依据不同坐标系进行分类,包括基于三相静止坐标系、αβz1z2z3坐标系、dq坐标系和矢量空间解耦坐标系的容错策略。这些容错控制策略分别从转矩守恒和铜耗优化角度出发,致力于在故障发生时保证电机的持续稳定运行。最后,根据所论述的各种容错拓扑设计和容错控制策略进行总结和展望,为提高电机系统的可靠性和容错能力提供全面的技术参考。 展开更多
关键词 三相永磁同步电机 绕组故障 功率器件故障 容错拓扑设计 容错控制策略
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逆变器供电系统下扁线电机绕组交流损耗计算
10
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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基于开关振荡电流的PMSM绕组绝缘热老化在线监测方法
11
作者 牛峰 贾焱舒 +3 位作者 黄少坡 陈建林 徐紫君 晏才松 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第8期92-103,115,共13页
轻量化和高功率密度是永磁同步电机(PMSM)的发展方向,但由此带来的电机温升增加易引发绕组绝缘性能退化,导致电机故障。本文研究了基于开关振荡电流的PMSM绕组绝缘热老化监测方法。首先,建立了电机-电缆系统高频阻抗模型,研究了热应力... 轻量化和高功率密度是永磁同步电机(PMSM)的发展方向,但由此带来的电机温升增加易引发绕组绝缘性能退化,导致电机故障。本文研究了基于开关振荡电流的PMSM绕组绝缘热老化监测方法。首先,建立了电机-电缆系统高频阻抗模型,研究了热应力下绕组不同部位发生绝缘老化时电机系统阻抗谱的变化规律;然后,揭示了电机系统阻抗特性与开关振荡电流特征频率之间的映射关系,提出一种基于开关振荡电流的非侵入式绕组绝缘老化分类在线监测方法,利用开关振荡电流特征频率的变化实时评估绕组入线端主绝缘与绕组内部绝缘状态;最后,设计并开展了PMSM绕组绝缘热老化状态监测实验,验证了该方法在不同运行工况下的准确性。该方法无需停机或额外信号注入设备,能够实现非侵入式在线监测,可为电机绝缘故障预警与预防性维护提供技术支持。 展开更多
关键词 永磁同步电机 开关振荡电流 定子绕组绝缘 热老化 在线监测
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弱电网下直驱风电机组低压穿越控制策略
12
作者 陈众 丁林志 古纯松 《电测与仪表》 北大核心 2025年第10期208-215,共8页
为了提高弱电网条件下永磁直驱风机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的低电压穿越(low-voltage ride-through,LVRT)能力,文中提出一种基于电网阻抗特性进行功率支撑和卸荷电路辅助保护的低压穿越控制策略。根据电网等效... 为了提高弱电网条件下永磁直驱风机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的低电压穿越(low-voltage ride-through,LVRT)能力,文中提出一种基于电网阻抗特性进行功率支撑和卸荷电路辅助保护的低压穿越控制策略。根据电网等效相量图,推导出电网阻抗特性与电压支撑效果的关系,据此设计最优功率调控策略。考虑不对称故障时,需对正序电压进行最优支撑,负序电压进行最优抑制。并基于所提策略最大化提升永磁直驱风机的低电压穿越能力,达到减少电网大面积切机风险,保障直驱风机可靠运行的目的。最后在MATLAB/Simulink中搭建了PMSG并网系统仿真模型,验证了所提策略的可行性。 展开更多
关键词 弱电网 永磁直驱风机 低电压穿越 对称故障 不对称故障
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共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制
13
作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页
为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率、调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组永磁同步牵引电机 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率
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基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制 被引量：4
14
作者 郭子腾 张宇 +2 位作者 张琛 宗皓翔 蔡旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1318-1328,I0004,共12页
风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端... 风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互作用,导致电网侧扰动更易激发机组轴系扭振。为探究构网型控制下机组轴系的扭振特性,对其进行阻尼控制,建立了计及机电耦合特性的构网型风电机组状态空间模型;通过特征值轨迹分析,论证了对构网型机组引入额外扭振阻尼控制的必要性;阐明了经典轴系扭振阻尼策略在构网型控制下的阻尼能力受限机理;基于此提出了一种基于虚拟同步相角补偿的轴系扭振阻尼策略,在不影响构网型机组惯量响应能力的前提下有效地解决了构网型风电机组轴系的欠阻尼甚至振荡发散问题,最后在基于Bladed+NovaCor的联合实时仿真平台上验证了该文理论分析及所提阻尼策略的有效性。 展开更多
关键词 构网型控制 虚拟同步机控制 双馈风电机组 轴系扭振特性 阻尼控制 虚拟同步相角补偿
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考虑转子稳定性约束的直驱风机虚拟同步发电机构网频率支撑控制 被引量：3
15
作者 闻章 姚良忠 +3 位作者 程帆 毛蓓琳 王强强 陈汝斯 《电网技术》 北大核心 2025年第5期1869-1877,I0036,I0037,共11页
电力系统中新能源电源占比的不断上升导致系统惯量持续下降,弱化了系统的频率稳定性水平。以风电为代表的新能源电源的构网控制是提升系统频率稳定水平的一种有效方法。但当前在风机构网频率支撑控制中对风机源侧动态特性的影响考虑得... 电力系统中新能源电源占比的不断上升导致系统惯量持续下降,弱化了系统的频率稳定性水平。以风电为代表的新能源电源的构网控制是提升系统频率稳定水平的一种有效方法。但当前在风机构网频率支撑控制中对风机源侧动态特性的影响考虑得不充分,特别是基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的风机在频率支撑过程中存在由于转子失速导致的转子失稳问题。针对上述问题,首先分析了构网控制下直驱风机频率响应特性,并通过功角与转子转速耦合关系分析明晰了风电转子失稳特性和控制参数的影响。在此基础上,提出了一种考虑转子稳定性约束的直驱风机VSG构网频率支撑控制策略,不但提升了系统不同扰动下的系统频率稳定性,同时可有效避免风机转速恢复过程中可能出现的频率二次跌落问题。最后,通过PSCAD/EMTDC算例仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 直驱风机 转子稳定 虚拟同步机 频率支撑 转速恢复
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基于Popov超稳定的直驱式波浪发电系统滑模控制 被引量：1
16
作者 谢子森 杨俊华 +2 位作者 邱孟 黄纬邦 林汇金 《电测与仪表》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速... 直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。 展开更多
关键词 直驱式波浪发电系统 永磁同步直线电机 MRAS Popov超稳定
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双电源电驱动车辆开绕组永磁同步电机功率分配研究 被引量：1
17
作者 王奥运 陈光 +1 位作者 贾一帆 景国玺 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期74-87,共14页
针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永... 针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统数学模型,并推导双空间矢量脉宽调制(SVPWM)架构下的双逆变器功率分配范围边界;然后,分别针对电机效率与功率分配范围提出两种定子电流矢量优化方法,并对比其稳态性能参数;最后,针对动力电池与超级电容的功率输出特性进行分析,在整车能量管理层面提出一种基于以上构型的双电源功率分配策略。使用仿真软件分别在城市道路以及市郊工况下,对所提功率分配策略进行验证。仿真结果表明,所提功率分配策略在节能性和稳定性方面具有优势。 展开更多
关键词 双电源 开绕组永磁同步电机 矢量控制 定子电流优化 功率分配 能量管理
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永磁风力发电机技术发展综述
18
作者 黄守道 张一凡 +1 位作者 冯垚径 高剑 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期22-42,共21页
风力发电机系统由风力发电机和变流器组成,是风电机组实现能量转换的核心部件。永磁风力发电机效率高、转矩密度大、可靠性高,配合采用全功率变流器并网,具备高无功功率输出、低压穿越的优势。永磁风力发电机技术在风力发电的发展中得... 风力发电机系统由风力发电机和变流器组成,是风电机组实现能量转换的核心部件。永磁风力发电机效率高、转矩密度大、可靠性高,配合采用全功率变流器并网,具备高无功功率输出、低压穿越的优势。永磁风力发电机技术在风力发电的发展中得到广泛关注。首先介绍了国内外风力发电技术的发展概况以及政府政策支持;阐述不同类型风力发电机系统的工作原理和优缺点,并对主流机型进行了综合比较,揭示了永磁风力发电技术的竞争优势;然后分析了近年来永磁风力发电机技术现状,包括全风速域高效运行技术、齿槽转矩抑制技术、振动抑制技术、高低压故障穿越技术、状态监测与故障诊断技术、模块化强容错技术等;最后对永磁风力发电机技术的未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 风力发电 永磁风力发电机 全功率变流器 电机设计 控制技术
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基于HBF神经网络观测器的PMSM无模型预测电流控制
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作者 马炳图 杜钦君 +2 位作者 张婷 李伟强 刘家合 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期376-386,共11页
针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM... 针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM无模型预测电流控制的预测模型,仅需使用电机的电流和电压等历史信息即可预测未来时刻的电流值,彻底摆脱对电机电阻、电感和磁链等参数的依赖,解决了传统模型预测电流控制(MPCC)依赖于精确电机参数的问题;设计了一种HBF神经网络观测器来对预测模型的集总误差进行快速辨识,采用决策树优化基函数中心与宽度,该观测器具有较高的辨识速度和适应性,能够有效提高预测模型的准确度;采用一种改进的双矢量最优占空比调制策略,从19组电压矢量组合中选择最优矢量作用于逆变器,并通过自适应时长分配抑制电流纹波,提高电流的跟踪性能。仿真和实验结果表明,在模拟极端参数失配的工况下,提出的HBF-MFPCC策略相比MPCC策略能够使电流跟踪误差降低50%,谐波失真率降低28%;设计的HBF神经网络观测器能够使电流跟踪误差降低53%,谐波失真率降低55%;改进双矢量调制方法能够使电流跟踪误差降低24%,谐波失真率降低11%;该方案能够显著提高系统的鲁棒性且保证良好的电流跟踪性能。 展开更多
关键词 风力发电机 永磁同步电机 无模型预测电流控制 一阶超局部模型 神经网络观测器 双矢量控制
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永磁同步风电场中多元调频资源协同预测控制策略
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作者 张智豪 寇鹏 +3 位作者 梅铭洋 张远航 田润泽 梁得亮 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第10期32-43,共12页
针对传统方法难以协调永磁同步风电场中多元调频资源,以及调频过程中风电场无功功率波动过大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的协同预测控制策略。首先,基于永磁同步风电场中底层控制器结构框图,构建多元调频资源的动态模型,阐... 针对传统方法难以协调永磁同步风电场中多元调频资源,以及调频过程中风电场无功功率波动过大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的协同预测控制策略。首先,基于永磁同步风电场中底层控制器结构框图,构建多元调频资源的动态模型,阐明其参与主网频率调节的机制;然后,结合电力系统摆动方程,构建电网频率响应模型,准确预测有功扰动期间系统的频率动态;最后,以抑制主网频率变化为优化目标,综合考虑各类型调频资源的安全物理约束,实现多元调频资源的协同控制。采用两区域系统进行验证,结果表明:与传统下垂控制方法相比,所提协同预测控制策略使得主网频率最低点提升了0.06 Hz,使得风电场无功功率降低了2.4 Mvar,验证了所提方法在提升主网频率稳定性方面的优越性。该研究可为新能源场站中多元调频资源综合利用提供理论参考。 展开更多
关键词 永磁同步风电场 多元调频资源 预测控制 协同控制
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