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The Minimum Rotor Rotation Angle for Calculating On-Load Electromotive Force Waveform of Synchronous Generators
1
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
2
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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考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性
3
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
4
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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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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弱电网下直驱风电机组低压穿越控制策略
7
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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基于新型重力储能的风储一体化系统设计与控制策略 被引量：1
8
作者 陈凯垣 王海云 买买提沙比尔·玉苏甫 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第5期86-94,共9页
提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,... 提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,储能变流器采用定直流母线电压控制;最后,在电网侧附加频率下垂控制,实现重力储能主动参与调频。通过对系统内功率平衡及储能参与一次调频的仿真研究,验证了所提模型及控制策略的有效性。该模型有望将新型重力储能应用于高风电渗透率下的电网,有效平抑风电出力波动带来的安全稳定问题,提升电网对风能的消纳能力。 展开更多
关键词 风力发电 重力储能 永磁同步电机 功率平衡 风储一体化
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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
9
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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高空风力发电系统能量捕获及变换技术:现状与展望
10
作者 姜阳 陆超 +2 位作者 袁志昌 郭佩乾 刘迪 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第21期8365-8377,I0008,共14页
高空风能系统(high altitude wind energy system,HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点,是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大,当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段,示范应用相对较少... 高空风能系统(high altitude wind energy system,HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点,是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大,当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段,示范应用相对较少,并网容量有限。为此,该文首先对国内外采用HAWES技术的示范应用开展系统梳理与分析,重点关注HAWES中的系留电缆、电机-风力机组、电力电子变换器(power electronic converter,PEC)和储能装置等能量捕获及变换设备,对各核心装备及其控制方法进行总结与综述;结合现有风电并网技术与大容量电力电子设备方案,提出采用中压交流发电-中压直流输电技术的万米级大容量HAWES技术方案;分析系留电缆、永磁同步电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)与PEC设备设计需求与难点,并提出能量捕获及变换系统中电气设备的设计需求和技术路线;最后,对万米级大容量HAWES并网方案的应用前景进行展望。 展开更多
关键词 高空风能系统 系留电缆 永磁同步电机 电力电子变换器 直流传输 新能源并网
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面向新能源重力储能系统的永磁同步电机无传感器控制优化
11
作者 朱新凯 姚远凡 +3 位作者 刘雅斌 李建文 武玉才 张永昌 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期351-361,共11页
针对传统滑模观测器符号函数不连续易产生系统抖振、估算精度低、抗扰动能力差的问题,构建新型开关函数,进而设计一种改进滑模观测器用于估算转子位置,提高估计精度,并通过李雅普诺夫稳定性理论对其进行校验;搭配负载扰动观测器用以实... 针对传统滑模观测器符号函数不连续易产生系统抖振、估算精度低、抗扰动能力差的问题,构建新型开关函数,进而设计一种改进滑模观测器用于估算转子位置,提高估计精度,并通过李雅普诺夫稳定性理论对其进行校验;搭配负载扰动观测器用以实时估计负载转矩,对外界扰动造成的转速跌落进行补偿;最后利用改进二阶广义积分器陷波锁相环解算电机转子位置。通过仿真和实验对比,该文提出的改进控制策略能有效改善扩展反电动势波形,提高转子位置估算精度,同步机转速波动小于1%,突加扰动后转速跌落小,系统鲁棒性强,重力储能系统运行效率高。 展开更多
关键词 新能源 重力储能 无位置传感器控制 永磁同步电动发电机 滑模观测器 负载扰动观测器
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永磁辅助同步磁阻起/发电机位置传感器零位标校方法
12
作者 谭越瑾 孔武斌 +2 位作者 刘子睿 李子旻 曲荣海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4494-4505,共12页
在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现... 在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现象。预定位法还存在易受摩擦转矩等干扰的问题。该文分析了磁阻转矩分量对预定位法的平衡点位置和定位精度的影响,推导了由摩擦转矩产生的角度误差的近似公式,得到了定位点和定位电流的选定依据。根据永磁辅助同步磁阻起/发电机的转矩特点,提出了一种新颖的基于不稳定平衡点的定位方法及其控制律的参数估计方法。所提方法利用PI控制器将转子保持在不稳定平衡点,从而可同时利用永磁转矩和磁阻转矩,有效减小摩擦转矩造成的误差。最后通过实验验证了所提定位误差估算模型和零位标校方法的有效性。 展开更多
关键词 位置传感器零位标校 永磁辅助同步磁阻起/发电机 转子位置检测 预定位法
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基于SDBR-SCESS的永磁直驱风电低电压穿越研究
13
作者 林海东 匡洪海 +2 位作者 张群峰 王俊 于锡琪 《电源学报》 北大核心 2025年第6期227-236,共10页
为提高永磁直驱风电并网系统低电压穿越能力,提出采用串联制动电阻SDBR(series dynamic braking resistors)和超级电容储能系统SCESS(supercapacitor energy storage system)协调控制方法。当电网电压跌落时,串联在并网点与电网之间的S... 为提高永磁直驱风电并网系统低电压穿越能力,提出采用串联制动电阻SDBR(series dynamic braking resistors)和超级电容储能系统SCESS(supercapacitor energy storage system)协调控制方法。当电网电压跌落时,串联在并网点与电网之间的SDBR消耗一部分不平衡能量同时抬升并网点电压,剩余的不平衡能量由并联在直流链的SCESS吸收。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明SDBR-SCESS协调控制策略在故障期间能够有效抑制直流链电压峰值以及抬升并网点电压,降低故障切除瞬间的并网电流峰值,在故障切除后有效缩短直流链电压及并网电流的恢复时间,提高永磁直驱风电低电压穿越能力;与单独使用SDBR或SCESS相比,SDBRSCESS协调控制具有更优越的效果。 展开更多
关键词 永磁直驱同步发电机组 超级电容储能系统 串联制动电阻 低电压穿越 协调控制
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计及多区域直驱风场经VSG控制的MMC送出系统小信号稳定性分析 被引量：1
14
作者 朱煜昆 贾轩 +4 位作者 潘霄汉 朱益华 涂亮 常东旭 王谱宇 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第5期11-23,共13页
大规模直驱风场并网系统一般由永磁同步发电机(permanent magnet synchronization generator,PMSG)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成,两者连接后的相互作用机理较为复杂。同时直驱风机的全功率变流器和MMC... 大规模直驱风场并网系统一般由永磁同步发电机(permanent magnet synchronization generator,PMSG)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成,两者连接后的相互作用机理较为复杂。同时直驱风机的全功率变流器和MMC的常规矢量控制策略会使系统呈现出低惯量和低阻尼的特性,难以保证直驱风场经MMC送出系统的频率和电压稳定。针对此问题,建立了计及多区域直驱风场经虚拟同步发电机(virtualsynchronous generator,VSG)控制的MMC送出系统的小信号模型,对比了电磁暂态模型和小信号模型的动态响应,验证了小信号模型的正确性。当直驱风场的输出功率增加时,系统存在失稳的风险,采用参与因子法分析电压外环控制器和环流抑制控制器参数对并网系统稳定性的影响。基于根轨迹法得到参数的可行域,并对这些参数进行优化,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了参数优化的有效性,为参数选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 风电场 永磁同步发电机 虚拟同步发电机控制 小信号模型 特征根轨迹分析
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气体压力能发电系统模糊PI模型预测控制
15
作者 左明鑫 魏东 +1 位作者 熊亚选 赵若辰 《控制工程》 北大核心 2025年第6期977-986,共10页
在天然气所产生的废气等气体的传输过程中,调压系统需要将气体由高压调节到低压状态。这一过程中,气体的压力能可以通过膨胀机带动发电机工作进行回收。为此,设计、开发了气体压力能回收发电控制系统,在发电机转速控制回路中设计了模糊P... 在天然气所产生的废气等气体的传输过程中,调压系统需要将气体由高压调节到低压状态。这一过程中,气体的压力能可以通过膨胀机带动发电机工作进行回收。为此,设计、开发了气体压力能回收发电控制系统,在发电机转速控制回路中设计了模糊PI控制器,以实现PI参数的自适应整定;同时,设计了发电机转矩控制回路模型预测控制器,基于使发电机转矩和磁链稳定的优化目标进行电压矢量计算,以提高控制策略的效率,并通过延时补偿改善控制性能和鲁棒性。搭建气体压力能回收实验平台,利用压缩机调节空气压力来模拟气体压力的变化,并基于上述策略,采用DSP28335设计、开发了气体压力能回收发电控制器。实验结果表明,所提出的控制策略与传统直接转矩控制策略相比,在用户侧压力波动的情况下,使发电机转矩和转速波动范围大幅减少,提升了发电质量。 展开更多
关键词 模糊PI控制 模型预测控制 直接转矩控制 永磁同步发电机 能量回收
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永磁同步电机矢量控制系统电流测量误差补偿方法
16
作者 谢骁 《船海工程》 北大核心 2025年第S1期129-134,139,共7页
为消除速度和电流波动,在同步参考系中提出一种谐波补偿方法,该方法使用级联解耦二阶广义积分器(SOGI)作为电流谐波提取器,自适应线性神经元(ADALINE)作为补偿器。级联解耦SOGI旨在精确提取电流波动的一阶和二阶谐波分量,用作ADALINE补... 为消除速度和电流波动,在同步参考系中提出一种谐波补偿方法,该方法使用级联解耦二阶广义积分器(SOGI)作为电流谐波提取器,自适应线性神经元(ADALINE)作为补偿器。级联解耦SOGI旨在精确提取电流波动的一阶和二阶谐波分量,用作ADALINE补偿器的输入以产生dq轴的补偿电流。所提出的补偿方法与电机参数无关。通过物理硬件在环实验验证所提出方法的有效性。与补偿前的实验数据相比,dq轴电流和电机速度的波动显著改善,分别降低了60%和80%以上,q轴电流和速度的一阶谐波和二阶谐波含量也明显降低。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电流测量误差 二阶广义积分器 电流谐波补偿
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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
17
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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双三相永磁同步风力发电机共模等效电路
18
作者 李洁 庭黑斯 +1 位作者 郑晓春 梁硕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期76-84,共9页
准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机... 准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机内部寄生电容分布,给出寄生电容的几何解析计算式,采用有限元法计算和验证寄生电容数值。其次,考虑DT-PMSWG绕组中性点隔离对发电机寄生电容网络的影响,提出DT-PMSWG的共模等效电路,利用提出的共模等效电路推导发电机定子端共模电压(CMV)分压至轴承两端的电压比例“轴承分压比(BVR)”和轴电压的解析表达式。最后,建立DT-PMSWG系统的共模等效电路仿真实验模型,对比验证所提共模等效电路的有效性和准确性,研究结论可以为DT-PMSWG轴电压和轴电流的研究提供理论依据。 展开更多
关键词 双三相永磁同步风力发电机 寄生电容 共模等效电路 共模电压 轴电压
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面向RTC的微秒级采样实时控制系统设计与实现
19
作者 周杏伟 胡文山 +1 位作者 刘国平 雷忠诚 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期1-12,共12页
随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了... 随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了控制任务的实时性、通信任务的高效性以及自动代码生成的复杂性问题。系统采用FreeRTOS实时操作系统进行任务调度,通过硬件定时器实现控制任务的高优先级执行,同时引入LwIP协议以实现低延迟网络通信,支持实验数据的高效上传与指令接收。此外,本研究提出了一种基于图形化框图的控制算法解析与自动代码生成方法,通过服务器对用户前端搭建的控制框图进行解析,并生成适配STM32硬件的高效控制代码。以永磁同步电机的场向量控制为案例的实验验证表明,所设计系统在微秒级采样下具备优异的实时性和控制性能,有效突破了国外技术封锁对相关领域发展的限制,显著提升了自主控制系统的研发能力。该成果为解决关键技术“卡脖子”问题提供了一种可行的技术方案,并展现出广泛的应用前景与推广价值。 展开更多
关键词 STM32 微秒级控制 实时操作系统 自动代码生成 永磁同步电机 场向量控制
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基于复系数扰动观测器的PMSM无位置传感器控制
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作者 卢非凡 佃仁俊 刘振兴 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期117-122,128,共7页
为减小永磁同步电机无位置传感器控制由高频噪声引起的转子位置误差高频波动,提出一种具有带通滤波器特性的复系数线性扩张状态观测器(CC-LESO)。该观测器自适应的保留基频反电动势并抑制高频噪声,这种自适应观测器在基频处没有幅值衰... 为减小永磁同步电机无位置传感器控制由高频噪声引起的转子位置误差高频波动,提出一种具有带通滤波器特性的复系数线性扩张状态观测器(CC-LESO)。该观测器自适应的保留基频反电动势并抑制高频噪声,这种自适应观测器在基频处没有幅值衰减与相位延迟。为了减小永磁同步电机动态过程的角度误差,采用广义ESO代替传统锁相环同时观测转子位置、转速和负载总扰动;然后,将观测的负载扰动通过前馈补偿策略来提高控制系统的抗负载干扰能力;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证该方法的可行性。结果表明,在不同转速条件下,反电动势的THD保持在1%以内且转子位置观测误差保持在2°之内,在动态阶段的转子位置误差明显减小,实现了转速无超调控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 复系数线性扩张状态观测器 无位置传感器控制 广义扩张状态观测器
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