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基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法 被引量:2
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作者 张小科 刘卫国 +2 位作者 焦宁飞 毛帅 姚普 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4073-4081,I0027,共10页
现有基于高频注入的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法由于高频衰减,面临失效风险。该文基于主电机定转子互感,提出一种“基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法”,将励磁电压作为载波,用低频方波... 现有基于高频注入的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法由于高频衰减,面临失效风险。该文基于主电机定转子互感,提出一种“基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法”,将励磁电压作为载波,用低频方波对其进行调制后,提取主电机定子侧低频响应电流用于转子初始位置估算。定子逆变器三相下管导通状态下,该方法分为2步:首先对励磁电压进行低频方波调制,采集主电机定子低频感应电流用于转子初始位置预估算;其次,由预估算初始位置,判断励磁电压断电前后相关电流特征,得到包含磁极信息的最终初始位置。所提方法通过虚拟角度变换和方差对采集低频电流进行处理。实验表明所提方法具有较高估算精度。 展开更多
关键词 三级式同步起动/发电机 转子初始位置估算 励磁电压方波调制 虚拟角度 方差
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基于二端口理论的航空三级式起动/发电机宽频阻抗模型研究 被引量:5
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作者 赵丹 申科 +2 位作者 刘卫国 毛帅 郎朗 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期7841-7849,共9页
航空三级式起动/发电机是一个包含多干扰源的复杂系统,建立综合考虑定/转子阻抗耦合信息的电机阻抗模型是深入分析电磁干扰传递机理的关键。该文提出一种考虑定子阻抗、转子阻抗及定/转子耦合效应的宽频集总参数通用模型。该模型将电机... 航空三级式起动/发电机是一个包含多干扰源的复杂系统,建立综合考虑定/转子阻抗耦合信息的电机阻抗模型是深入分析电磁干扰传递机理的关键。该文提出一种考虑定子阻抗、转子阻抗及定/转子耦合效应的宽频集总参数通用模型。该模型将电机视为一个多端口网络"黑盒",进而采用Z参数矩阵描述电机的频域阻抗特性,并给出参数的具体测量方法和计算方法。该文通过推导忽略定/转子耦合的阻抗误差表达式,以获得三级式电机模型的简化条件,进而提出基于误差评估的宽频通用电路模型,并采用矢量匹配技术实现电路模型的参数化。实际测试结果表明,该模型具有精度高、复杂度低和通用性强的特点。所提出的建模方法能为三级式起动/发电机的EMI研究提供有力保证。 展开更多
关键词 航空三级起动/发电机 电磁干扰 多端口网络 定/转子阻抗耦合 宽频等效电路
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基于电压脉冲注入和傅里叶拟合的转子绕线式同步起动/发电机初始位置检测方法 被引量:4
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作者 王锐 刘卫国 孙承浩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1981-1991,共11页
由于转子绕线式同步起动发电机(wound-rotor synchronous starter/generator,WRSSG)的主发电机的电感参数变化较大且转子励磁磁链不恒定,传统的转子初始位置估计方法不再适用于WRSSG。为了提高转子初始位置的估算精度,提出一种基于三相... 由于转子绕线式同步起动发电机(wound-rotor synchronous starter/generator,WRSSG)的主发电机的电感参数变化较大且转子励磁磁链不恒定,传统的转子初始位置估计方法不再适用于WRSSG。为了提高转子初始位置的估算精度,提出一种基于三相感应电流峰值比较的电压脉冲注入法。根据dq轴电感的相对大小,研究不同注入电压脉冲幅值对峰值电流波形的影响。因此,选择适当的注入电压和励磁电压,以实现对初始转子位置的准确估计,并消除了极性检测过程。此外,还提出一种基于傅里叶级数的电流波形拟合方法,以补偿转子励磁磁链不稳定所带来的估计误差。得到了最适合拟合电流波形的3阶傅里叶级数。通过这些改进,该方法提高了转子初始位置估算的精度,具有良好的稳定性。最后,在实验室75kVA的WRSSG上对所提转子初始位置检测方法进行了实验验证。 展开更多
关键词 波形拟合 傅里叶级数 初始位置检测 发电机 脉冲注入 饱和凸极性 转子绕线同步起动发电机
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一种三级式航空无刷同步电机起动控制策略 被引量:19
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作者 马鹏 刘卫国 +2 位作者 骆光照 焦宁飞 杨南方 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期29-32,共4页
针对三级式航空无刷同步电机在采用单相交流励磁方式实现起动功能的过程中,主发电机励磁电流脉动,与励磁机电磁和机械耦合严重,采用单一电动机模型的传统起动控制方法会导致电机转矩脉动大、带载起动困难的问题,通过分析励磁机在起动过... 针对三级式航空无刷同步电机在采用单相交流励磁方式实现起动功能的过程中,主发电机励磁电流脉动,与励磁机电磁和机械耦合严重,采用单一电动机模型的传统起动控制方法会导致电机转矩脉动大、带载起动困难的问题,通过分析励磁机在起动过程中的输出特性,研究集励磁机和主发电机的一体化数学模型,提出了一种在非恒定电流励磁情况下的三级式航空无刷同步电机起动控制策略。实验结果表明,该控制策略对励磁脉动干扰不敏感,可明显提高电机在电动状态时的运行稳定性以及带载能力。 展开更多
关键词 三级航空无刷同步电机 起动控制 单相交流励磁 非恒定电流励磁 励磁脉动
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一种三级式同步电机起动过程励磁控制方法 被引量:6
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作者 马鹏 刘卫国 +2 位作者 毛帅 彭纪昌 骆光照 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期68-73,80,共7页
为解决三级式同步电机在起动过程中所面临的主发电机转子励磁问题,分析励磁机分别采用单相交流励磁方式和直流励磁方式时,主发电机励磁电流随转速的变化特性,并根据Matlab的仿真结果,结合电机实验数据,提出一种应用于三级式同步电机起... 为解决三级式同步电机在起动过程中所面临的主发电机转子励磁问题,分析励磁机分别采用单相交流励磁方式和直流励磁方式时,主发电机励磁电流随转速的变化特性,并根据Matlab的仿真结果,结合电机实验数据,提出一种应用于三级式同步电机起动过程的励磁机控制策略;为实现该控制策略中提出的交/直流励磁的过渡切换方法,分析了励磁机控制器逆变回路的开关状态及输出电压矢量的合成方式,提出一种单相交流/直流励磁一体化调制算法,解决了励磁机在起动过程中的励磁方式平稳切换问题。实验结果表明了所提出的励磁控制策略和调制算法的有效性。 展开更多
关键词 三级同步电机 航空发动机起动 励磁控制 励磁切换 单相交流励磁 直流励磁
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三级式同步电机的自抗扰起动控制 被引量:2
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作者 马鹏 刘卫国 +2 位作者 彭纪昌 毛帅 骆光照 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1684-1691,共8页
受环境的随机性以及气动效应的影响,航空发动机在起动的过程中会表现出不同的负载特性,采用现有的基于PID调节的起动控制策略,难以获得稳定的起动加速性能.针对该问题,本文分析了三级式同步电机的起动控制数学模型,分别研究了转速环、... 受环境的随机性以及气动效应的影响,航空发动机在起动的过程中会表现出不同的负载特性,采用现有的基于PID调节的起动控制策略,难以获得稳定的起动加速性能.针对该问题,本文分析了三级式同步电机的起动控制数学模型,分别研究了转速环、电流环以及角度环的自抗扰控制器,用以处理电流及电磁转矩方程中的未知外扰和模型耦合项,并通过仿真及实验与现有的起动控制策略进行了对比分析.结果表明,新设计的起动控制策略具有较强的扰动抑制能力,在不同的发动机状态下可以达到较为一致的起动加速性能,相比采用PID调节的控制方法具有较大优势. 展开更多
关键词 三级同步电机 航空发动机 自抗扰控制 扩张状态观测器 起动控制
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三级式同步电机转子初始位置在线检测方法 被引量:7
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作者 马鹏 刘卫国 +2 位作者 彭纪昌 毛帅 骆光照 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第18期4771-4778,共8页
三级式同步电机的主发电机有一定的凸极性,不同的转子位置会影响气隙磁场的饱和程度,导致定子电感产生变化。基于这个原理,该文研究了采用注入脉冲电压矢量实现主发电机转子初始位置检测的方法,根据其转子励磁电流的变化特性,制定了电... 三级式同步电机的主发电机有一定的凸极性,不同的转子位置会影响气隙磁场的饱和程度,导致定子电感产生变化。基于这个原理,该文研究了采用注入脉冲电压矢量实现主发电机转子初始位置检测的方法,根据其转子励磁电流的变化特性,制定了电压矢量脉冲的注入方案,研究了不同转子位置与d轴电流之间的关系。由于主发电机转子励磁电流包含的脉动成分会影响转子位置的检测精度,文中分别采用傅里叶分析法和α-β-γ滤波法分析d轴响应电流的差值数据。实验结果表明,该文所提方法简化了传统电压脉冲注入法先确定转子位置再确定正方向的两步检测方案,多次实验结果表明该方法的检测稳定性较好,能够有效降低主发电机转子励磁脉动对检测精度的影响。 展开更多
关键词 三级同步电机 起动/发电一体 转子初始位置 电压矢量脉冲 电感饱和效应
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一种三级式同步电机转矩脉动抑制方法 被引量:3
8
作者 马鹏 刘卫国 +1 位作者 毛帅 骆光照 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期98-103,共6页
针对三级式同步电机在电动起动过程中,主发电机的转子励磁脉动导致输出转矩脉动较大、带载起动性能较低的问题,分析了转子励磁脉动对主发电机运行特性的影响,以及在采用矢量控制策略时,由于受到谐波电流的影响而输出的误差电压矢量的分... 针对三级式同步电机在电动起动过程中,主发电机的转子励磁脉动导致输出转矩脉动较大、带载起动性能较低的问题,分析了转子励磁脉动对主发电机运行特性的影响,以及在采用矢量控制策略时,由于受到谐波电流的影响而输出的误差电压矢量的分布特点。为了提高主发电机的带载起动性能,本文提出了一种采用极坐标确定控制器调制电压矢量的起动控制方法,与传统的矢量控制策略相比,该方法在一个调节周期内不会产生电压幅值调节误差,仅会产生较小的矢量角调节误差。实验结果表明,在100 r/min转速时,传统矢量控制方法仅能拖动5 N·m的负载,新方法则能够稳定拖动40 N·m负载,说明新方法更适合电机在拖动航空发动机起动过程中低转速、大负载的运行工况。 展开更多
关键词 三级同步电机 航空发动机 励磁脉动 起动控制 转矩脉动抑制
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三级式电机电流/转速分时段闭环起动控制 被引量:2
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作者 孟涛 刘卫国 +2 位作者 焦宁飞 彭纪昌 姜宇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期58-66,共9页
针对三级式同步电机起动过程中主发电机与励磁机电磁耦合严重,在现有起动控制策略下存在转矩冲击、动态起动困难的问题,通过分析转速环和电流环的调节特点,结合航空发动机负载大惯量特性,提出一种通过电流/转速分时段独立闭环调节主发... 针对三级式同步电机起动过程中主发电机与励磁机电磁耦合严重,在现有起动控制策略下存在转矩冲击、动态起动困难的问题,通过分析转速环和电流环的调节特点,结合航空发动机负载大惯量特性,提出一种通过电流/转速分时段独立闭环调节主发电机电压矢量幅值的起动控制方法。在此基础之上,采用一种改进型的二阶线性自抗扰控制器对电流环进行优化改进。实验结果表明,所提出的控制方法可以有效提高电机在电动状态下的运行稳定性,减小了起动过程中的转矩冲击,具有较快的响应速度,适用于电机的动态起动。 展开更多
关键词 三级同步电机 转矩冲击 动态起动 分时段独立闭环 自抗扰控制
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