并联式绕组开放式永磁同步发电机系统改进电流控制策略 被引量：2

1

作者 魏佳丹 何健 +1 位作者 郑青青 周波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期146-155,共10页

为解决传统永磁同步发电机系统存在的输出电压调节困难和适应转速范围窄的问题,针对一种新型的并联式绕组开放式永磁发电机系统中固有的零序电流和谐波问题,在分析并联式绕组开放式发电系统工作原理与零序电流产生机理的基础上,提出一... 为解决传统永磁同步发电机系统存在的输出电压调节困难和适应转速范围窄的问题,针对一种新型的并联式绕组开放式永磁发电机系统中固有的零序电流和谐波问题,在分析并联式绕组开放式发电系统工作原理与零序电流产生机理的基础上,提出一种改进型电流控制策略,该方法在传统PI控制策略的基础上,增加对发电系统中整流桥侧的偏置电压的补偿量,抑制PI调节器输出的波动,实现电流谐波的抑制。最后,通过仿真和实验分析验证了该文提出的改进型电流控制策略与传统电流控制策略相比具有优良的控制性能。 展开更多

关键词 并联式绕组开放式永磁同步发电机 零序电流 谐波问题 电流控制策略

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永磁同步发电机匝间短路故障对绕组绝缘温升特性的影响 被引量：3

2

作者 何玉灵 李勇 +3 位作者 张文 白怡凡 徐明星 王晓龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期18-30,共13页

本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热... 本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热源导入温度场计算绕组绝缘温度分布;最后实测了LR-5型故障模拟永磁同步发电机组在不同短路程度下的绕组绝缘温度,理论分析、仿真计算与实验结果相互吻合。结果表明:匝间短路故障后在故障绕组电流的作用下,绕组绝缘温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧,由绕组绝缘热载荷分布不均而引起的变形、应变和应力也将增加;绕组鼻端处绝缘易因高温而受损,可通过改进冷却散热结构,或在鼻端绝缘局部涂覆耐热涂层提高鼻端绝缘的可靠性。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 绕组绝缘 匝间短路 温升特性 危险位置

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绕组开放式永磁发电机系统整流桥电压矢量补偿控制方法 被引量：1

3

作者 魏佳丹 郑青青 +1 位作者 周波 邓清唐 《电气工程学报》 2015年第7期18-25,共8页

针对绕组开放式永磁发电机结合逆变器-整流桥拓扑构成的新型发电系统中由于整流桥的存在导致的发电机绕组中存在较多谐波含量的问题,分析了系统中电机绕组电流谐波的产生原因及其组成部分,根据整流桥输入电压矢量与电流状态的对应关系,... 针对绕组开放式永磁发电机结合逆变器-整流桥拓扑构成的新型发电系统中由于整流桥的存在导致的发电机绕组中存在较多谐波含量的问题,分析了系统中电机绕组电流谐波的产生原因及其组成部分,根据整流桥输入电压矢量与电流状态的对应关系,对逆变器和整流桥的电压空间矢量进行合成,提出了一种基于整流桥电压空间矢量补偿的新型控制策略,消除了整流桥的非线性影响,实现绕组开放式永磁发电机系统的高效率运行。 展开更多

关键词 绕组开放式永磁发电机系统 逆变器-整流桥 电流谐波 整流桥电压矢量

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具备内部故障仿真能力的永磁同步发电机电磁暂态建模与仿真方法

4

作者 邹明 许建中 赵成勇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期151-157,共7页

对永磁同步发电机(PMSG)内部定子绕组故障的精确建模与仿真有助于设计有效的状态检测系统和控制保护策略。首先对PMSG内部故障特征进行分析和详细的数学推导,给出了适合电磁暂态(EMT)建模的状态空间形式的动态方程。进而提出了一种PMSG... 对永磁同步发电机(PMSG)内部定子绕组故障的精确建模与仿真有助于设计有效的状态检测系统和控制保护策略。首先对PMSG内部故障特征进行分析和详细的数学推导,给出了适合电磁暂态(EMT)建模的状态空间形式的动态方程。进而提出了一种PMSG内部故障EMT建模与仿真方法,并推导出其等效电路。利用MATLAB对推导出的方程进行了数值计算迭代求解,并在PSCAD/EMTDC中搭建了PMSG测试模型,与数值计算结果进行分析和对比验证。分析结果表明,PMSG内部故障会在短路路径中产生较大的循环故障电流,但是从发电机外部特性很难判断是否发生内部故障。对比验证结果表明,所建立PMSG内部故障EMT模型可准确反映内部故障特征,验证了所提建模方法的正确性。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 定子绕组内部故障 数值计算 电磁暂态 等效模型

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新型开放式绕组永磁同步电机矢量控制系统研究 被引量：32

5

作者 安群涛 孙力 孙立志 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第22期5891-5898,共8页

双逆变器供电的开放式绕组永磁同步电机(open-end winding permanent magnet synchronous motor,OEW-PMSM)系统作为一种新型电机驱动拓扑,其直流母线电压利用率高、绕组电流控制自由度大、容错能力强,在电力拖动领域具有良好的应用价值... 双逆变器供电的开放式绕组永磁同步电机(open-end winding permanent magnet synchronous motor,OEW-PMSM)系统作为一种新型电机驱动拓扑,其直流母线电压利用率高、绕组电流控制自由度大、容错能力强,在电力拖动领域具有良好的应用价值。该文建立了OEW-PMSM的数学模型及其采用双逆变器供电的矢量控制系统,结合双逆变器工作原理和输出矢量,分析系统零序电压和零序电流问题,采用不产生零序电压的电压矢量进行空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)来消除零序电压,并给出实现算法。在采用消除零序电压的SVPWM控制时,双逆变器供电的OEW-PMSM可以将基速提高为星接绕组时的1.7倍,降低了系统弱磁设计和控制的难度。仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 开放式绕组 矢量控制 空间矢量脉宽调制 零序电流

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开绕组永磁同步发电机的容错控制 被引量：17

6

作者 年珩 周义杰 曾恒力 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期58-67,共10页

为实现开绕组永磁同步发电机(PMSG)在变流器故障下的容错运行,本文通过分析开绕组PMSG系统变流器存在的故障类型,建立容错故障状态下开绕组PMSG的数学模型,通过研究不同故障状态下两个变流器的电压矢量分布,给出了开绕组PMSG变流器容错... 为实现开绕组永磁同步发电机(PMSG)在变流器故障下的容错运行,本文通过分析开绕组PMSG系统变流器存在的故障类型,建立容错故障状态下开绕组PMSG的数学模型,通过研究不同故障状态下两个变流器的电压矢量分布,给出了开绕组PMSG变流器容错运行所需的电压空间矢量分配机制,进而提出每种故障状态下的开绕组PMSG控制策略。最后通过搭建的开绕组永磁电机实验平台,验证了所提出容错运行方案的可行性。 展开更多

关键词 开绕组永磁同步发电机 变流器故障 容错运行 电压空间矢量分配机制

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集中绕组外转子永磁同步发电机非线性变网络磁路分析 被引量：7

7

作者 程明 王运良 叶炬 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期252-256,共5页

为集中绕组外转子永磁同步发电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解,由此得到了发电机的磁链波形和电势波形,计算结果与有... 为集中绕组外转子永磁同步发电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解,由此得到了发电机的磁链波形和电势波形,计算结果与有限元分析结果和样机实验结果吻合,计算速度则远远快于有限元法,表明所建立的等效磁路模型是计算该永磁发电机特性的快速有效的方法,从而为该电机的设计优化分析奠定了基础. 展开更多

关键词 非线性 变网络 磁路 集中绕组 永磁同步电机 发电机 外转子

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变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机的控制技术 被引量：8

8

作者 周义杰 年珩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期123-130,共8页

为改善开绕组永磁同步发电机控制系统的复杂性,本文提出一种不控整流器与可控变流器集成的新型拓扑结构及其优化控制策略。通过建立开绕组永磁同步发电机数学模型,深入分析了变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机系统的电压空间矢量分... 为改善开绕组永磁同步发电机控制系统的复杂性,本文提出一种不控整流器与可控变流器集成的新型拓扑结构及其优化控制策略。通过建立开绕组永磁同步发电机数学模型,深入分析了变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机系统的电压空间矢量分配机制。通过分析电流矢量对不控整流器交流侧电压矢量的影响,研究了两侧直流母线电压相同情况下的系统电压空间矢量调制范围,并根据最大线性调制度的要求确定了单位功率因数控制作为所研系统的最优控制策略。最后,通过搭建开绕组永磁同步发电机实验平台,验证了所提出控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 开绕组永磁同步发电机 变流器单边可控 电压空间矢量 最大线性调制度 单位功率因数

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基于零序电压的五相永磁同步风力发电机绕组故障诊断方法研究 被引量：4

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作者 李进泽 张天琦 +2 位作者 赵震 刘颖明 王英博 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1477-1482,共6页

绕组故障是永磁同步风力发电机的一种常见故障,若处理不及时很可能会导致二次故障,甚至对整个发电机造成破坏。文章针对五相永磁同步风力发电机绕组的匝间短路和开路进行理论与仿真分析,搭建了五相发电机绕组的匝间短路和开路的数学模型... 绕组故障是永磁同步风力发电机的一种常见故障,若处理不及时很可能会导致二次故障,甚至对整个发电机造成破坏。文章针对五相永磁同步风力发电机绕组的匝间短路和开路进行理论与仿真分析,搭建了五相发电机绕组的匝间短路和开路的数学模型,分析了两种故障对零序电压的影响,提出一种基于零序电压的五相发电机绕组的匝间短路和开路故障诊断方法。该方法通过观测零序电压基波幅值的变化来完成两种故障的诊断。仿真结果表明,零序电压的基波幅值对定子绕组故障具有良好的敏感性。该方法可以精确地诊断出故障,实现故障的检测。 展开更多

关键词 永磁同步风力发电机 故障检测 绕组故障 零序电压

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基于开绕组结构的永磁风力发电机控制策略 被引量：22

10

作者 年珩 周义杰 李嘉文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期79-85,共7页

为了实现永磁风力发电机组大容量、高性能的运行需求,建立一种基于开绕组结构的永磁同步发电机和两个级联两电平变流器组成的风力发电系统。对该系统所采用的矢量控制、无位置传感器运行、空间矢量调制等技术进行了研究。通过建立开绕... 为了实现永磁风力发电机组大容量、高性能的运行需求,建立一种基于开绕组结构的永磁同步发电机和两个级联两电平变流器组成的风力发电系统。对该系统所采用的矢量控制、无位置传感器运行、空间矢量调制等技术进行了研究。通过建立开绕组永磁同步发电机的数学模型,得出基于转子磁场定向的矢量控制策略,进而结合基于反电势估算法的无位置传感器运行技术,研究了开绕组永磁同步发电机在两个机侧变流器下的目标矢量分配方法及对应的空间矢量调制策略。分析结果表明,所提出的开绕组永磁同步发电系统不仅降低了机侧变流器的容量,还起到了三电平的调制效果。实验结果验证了所提结构及控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 开绕组结构 无位置传感器运行 矢量控制

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开绕组永磁同步电机混合双矢量模型预测控制 被引量：22

11

作者 张晓光 闫康 张文涵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期96-106,共11页

为了抑制共直流母线绕组开路永磁同步电机(OW-PMSM)控制系统中的零序电流并进一步提高电流质量,提出一种混合双矢量模型预测电流控制(MPCC)方法。首先,根据产生零序电压的大小将六个非零电压矢量进行分组;其次,利用参考电压矢量直接选... 为了抑制共直流母线绕组开路永磁同步电机(OW-PMSM)控制系统中的零序电流并进一步提高电流质量,提出一种混合双矢量模型预测电流控制(MPCC)方法。首先,根据产生零序电压的大小将六个非零电压矢量进行分组;其次,利用参考电压矢量直接选择第一逆变器非零电压矢量与零矢量,并计算零矢量作用时间以实现对零序电流的控制;在此基础上,遴选第二逆变器的两个候选非零电压矢量并计算作用时间,从而实现对dq轴电流的跟踪。该方法中第一逆变器每个控制周期作用一个非零电压矢量与一个零矢量,第二个逆变器每个控制周期作用两个非零电压矢量,从而形成了混合双矢量方法。实验结果表明,提出的混合双矢量MPCC方法能够有效地抑制零序电流的产生,并减小电流脉动,提高了系统的稳态性能。 展开更多

关键词 绕组开路永磁同步发电机 零序电流 模型预测电流控制

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小型、高效、节能新型永磁同步发电机

12

《中国乡镇企业信息》 1994年第4期11-12,共2页

应用行业:电力、汽车、日用。性能简介:新型永磁发电机与采用传统永磁材料的发电机相比,特别是与电励磁电机相比,具有下列特点:1.采用新型永磁材料,特殊转子、定子结构。2.体积缩小,重量减轻。由于不用电枢绕组,电机的结构紧凑,体积只... 应用行业:电力、汽车、日用。性能简介:新型永磁发电机与采用传统永磁材料的发电机相比,特别是与电励磁电机相比,具有下列特点:1.采用新型永磁材料,特殊转子、定子结构。2.体积缩小,重量减轻。由于不用电枢绕组,电机的结构紧凑,体积只有需用发电机的50～25%。例如,1千瓦电励磁发电机的重量大约为30～40公斤,而同功率新型永磁发电机的重量大约为10公斤。3.效率提高。没有激磁损耗(I^2R),减少了铜损,加之结构设计合理,电机效率可提高15%。4. 展开更多

关键词 永磁发电机 永磁材料 永磁同步发电机 新型 励磁发电机 性能简介 励磁电机 子结构 电枢绕组 磁损耗

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储能/发电机级联式供电系统功率传输控制策略 被引量：3

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作者 马志豪 孙丹 +1 位作者 年珩 赵琛 《电力工程技术》 北大核心 2024年第1期11-20,共10页

随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分... 随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分布式并网发电拓扑,在保证可再生能源消纳的前提下,重新利用原有柴油机,为电网提供功率后备以及惯量支撑。通过对OW-PMSG进行建模以及系统功率流矢量分析,设计基于源网相位差闭环控制的功率传输策略,实现发电机的稳定同步运行。基于该策略,拓扑中的储能变流器可具备同步发电机特性,实现了电网惯性和暂态支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 可再生能源 开绕组永磁同步发电机(OW-PMSG) 储能系统 级联供电 分布式发电 暂态支撑

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模块化海上永磁直流风机设计与仿真研究 被引量：4

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作者 沈奎刚 谢宝昌 蔡旭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期35-43,共9页

针对海上全直流风场的传统风机串联升压拓扑存在的电机绕组额外绝缘问题,以及在风速不均衡和故障情况下复杂的功率分配和电压控制问题,提出一种模块化海上永磁直流风力发电机组(直流风机)拓扑。通过分数槽集中绕组直驱永磁同步发电机和... 针对海上全直流风场的传统风机串联升压拓扑存在的电机绕组额外绝缘问题,以及在风速不均衡和故障情况下复杂的功率分配和电压控制问题,提出一种模块化海上永磁直流风力发电机组(直流风机)拓扑。通过分数槽集中绕组直驱永磁同步发电机和磁集成变压器的结合,能够直接在机端产生高压直流,且故障容错能力强。通过建立发电机本体和电力电子变换器的数学模型,设计该拓扑的发电机绕组电流功率因数校正控制方式和机内低压直流母线稳压控制方式。仿真结果表明机组在启动、变速、故障和停运情况下能够实现工作状态的平稳过渡,以及最大功率点跟踪,这为未来海上全直流风场的研究提供了技术参考。 展开更多

关键词 海上全直流风场 模块化 直流风机 分数槽集中绕组 直驱永磁同步发电机 磁集成变压器

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新型三相-单相交流发电系统拓扑结构及其控制策略仿真研究

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作者 何健 魏佳丹 +1 位作者 赵刚 周波 《电源学报》 CSCD 2017年第4期72-78,共7页

针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基... 针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基础上提出了一种通过永磁同步电机的正序电流和零序电流分别实现变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压解耦控制的新型控制策略。该策略采用MATLAB构建系统仿真模型,在不同发电机转速和负载情况下对系统进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流拓扑无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,且具有优异的动态特性。 展开更多

关键词 三相-单相交流变换器 开绕组 永磁同步发电机 直流侧电压控制 单相交流输出

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A Novel Open-winding Permanent Magnetic Starter-generator 被引量：13

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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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