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永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制策略及仿真分析 被引量:1
1
作者 孙永清 张超 +2 位作者 翟俊峰 张希望 赵飞龙 《水电能源科学》 北大核心 2012年第9期192-194,157,共4页
以永磁同步风力发电系统为研究对象,分析了永磁同步风力发电系统的风速、风力机、Boost电路和逆变器模型,研究了风力发电系统的最大功率跟踪控制和并网逆变器控制,在Boost升压电路中利用转速、整流直流电压和导通比三者之间的传递关系... 以永磁同步风力发电系统为研究对象,分析了永磁同步风力发电系统的风速、风力机、Boost电路和逆变器模型,研究了风力发电系统的最大功率跟踪控制和并网逆变器控制,在Boost升压电路中利用转速、整流直流电压和导通比三者之间的传递关系制定了最大功率跟踪控制策略,通过简易的PQ解耦幅相控制实现系统并网,提高了系统输出功率因数,恒定了直流母线电压,并基于Matlab/Simulink搭建仿真模型验证了该系统控制策略的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步风力发电系统 最大功率跟踪 直流Boost斩波 控制策略 仿真
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直驱式永磁同步风力发电系统的整合模型与仿真 被引量:3
2
作者 谢萍 刘永强 《可再生能源》 CAS 北大核心 2011年第3期13-16,20,共5页
直驱式永磁同步发电机组具有控制回路少、控制简单的优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。文章针对直驱式永磁同步风力发电系统的结构、运行特性及功率传输特点,列写出各个模块的电压方程及状态方程,进而建立其整合模型;使用MAT... 直驱式永磁同步发电机组具有控制回路少、控制简单的优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。文章针对直驱式永磁同步风力发电系统的结构、运行特性及功率传输特点,列写出各个模块的电压方程及状态方程,进而建立其整合模型;使用MATLAB进行仿真,验证了该模型的正确性及可靠性,对风电系统的控制策略研究提供了有效帮助。 展开更多
关键词 风力发电 直驱式同步发电 风力/逆变器 变速恒频
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基于逆系统方法的永磁同步风力发电系统随机最优控制 被引量:1
3
作者 刘艳红 齐书康 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2015年第3期16-19,共4页
风力发电系统是典型的强耦合非线性随机系统.针对永磁同步风力发电系统的随机最优控制问题,建立了系统的非线性动态模型;然后,采用逆系统方法设计了反馈线性化控制器,将永磁同步风力发电系统转化为具有线性传递关系且已解耦的伪线性系统... 风力发电系统是典型的强耦合非线性随机系统.针对永磁同步风力发电系统的随机最优控制问题,建立了系统的非线性动态模型;然后,采用逆系统方法设计了反馈线性化控制器,将永磁同步风力发电系统转化为具有线性传递关系且已解耦的伪线性系统;最后,考虑风速随机性并设计了线性二次型高斯随机最优控制器.仿真结果验证了所提控制策略的有效性. 展开更多
关键词 风力发电系统 同步发电 系统方法 随机最优控制
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基于直驱永磁同步风力发电系统的控制器设计与研究
4
作者 倪瑶 孙黎霞 《电子设计工程》 2013年第3期169-173,共5页
直驱永磁同步风力发电系统采用了背靠背双PWM变流器,基于解耦控制策略的PI控制器用于实现对系统机侧和的网侧的有效控制。工程上PI参数多采用试验加试凑的方式,造成大量人力浪费。本文对直驱永磁同步风力发电系统进行数学建模,并提出一... 直驱永磁同步风力发电系统采用了背靠背双PWM变流器,基于解耦控制策略的PI控制器用于实现对系统机侧和的网侧的有效控制。工程上PI参数多采用试验加试凑的方式,造成大量人力浪费。本文对直驱永磁同步风力发电系统进行数学建模,并提出一种基于粒子群优化算法的PI参数优化,在风速突变条件下对系统仿真分析,结果表明利用粒子群优化算法的PI控制参数能较好的拟合真实值,动态响应快。进而验证了该方法在工程应用中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 同步风力发电 工程试凑法 粒子群算法 PI参数优化
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直驱式永磁同步风力发电机调速仿真系统的教学应用——以“电力拖动及自动控制系统”课程为例
5
作者 迟晓红 易皓 +2 位作者 王丰 卓放 刘文凤 《工业和信息化教育》 2024年第8期46-50,共5页
在碳中和、碳达峰背景下,风力发电作为重要的清洁能源,在电力能源中所占比例不断提高。对风力发电机的有效调速可以实现发电功率的最大化,由于交流风力发电机的调速系统复杂、关联度高、耦合性强,在实际运行调节过程中,需要综合考虑各... 在碳中和、碳达峰背景下,风力发电作为重要的清洁能源,在电力能源中所占比例不断提高。对风力发电机的有效调速可以实现发电功率的最大化,由于交流风力发电机的调速系统复杂、关联度高、耦合性强,在实际运行调节过程中,需要综合考虑各种因素的影响,操作控制难度大,无法进行现场实验。基于“电力拖动及自动控制系统”课程教学的需求,构建了以综合设计为主体、探索创新为导向的直驱式永磁同步风力发电机(PMSG)仿真系统实验体系。通过虚拟仿真实验,学生对先进交流电机的调速系统有了整体认识,了解风力发电最大功率跟踪调速的基本知识,对专业的工程应用有了深入了解,增加专业认同感。针对不同的教学目标,设置多层次实验任务,满足不同学生的学习需求,激发学生学习兴趣,提升相关专业课程学习和实验的教学质量。 展开更多
关键词 虚拟仿真 风力发电 同步发电 调速
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永磁直驱式同步风力发电系统滑模自寻最优控制 被引量:2
6
作者 张立彬 徐红伟 +2 位作者 胥芳 张任 胡克用 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第7期29-32,共4页
针对永磁直驱式同步风力发电机系统部分负荷阶段的最大功率捕捉问题,提出了一种滑模自寻最优控制策略。在风力机和永磁同步风力发电机非线性数学模型基础上,利用滑模变结构自寻最优控制算法实现风力发电系统最大功率捕捉,同时用自适应... 针对永磁直驱式同步风力发电机系统部分负荷阶段的最大功率捕捉问题,提出了一种滑模自寻最优控制策略。在风力机和永磁同步风力发电机非线性数学模型基础上,利用滑模变结构自寻最优控制算法实现风力发电系统最大功率捕捉,同时用自适应参数改善滑模变结构控制带来的输出颤振。该方法具有无须测量环境风速和精确风力发电系统数学模型的优点。仿真证明该方法具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 直驱式同步风力发电系统 最大功率捕捉 非线性 滑模自寻最优
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直驱永磁同步发电机风力发电系统最大输出控制 被引量:3
7
作者 邓秋玲 黄守道 肖锋 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期85-90,共6页
该文提出了一种使内嵌式永磁体同步发电机(IPMSG)风力发电系统输出最大的控制方法.为了使输出功率最大,对IPMSG采用最大功率点跟踪(MPTT)和最大效率控制.通过使用最大功率点跟踪控制技术,根据发电机转矩适当地控制发电机的速度.使用最... 该文提出了一种使内嵌式永磁体同步发电机(IPMSG)风力发电系统输出最大的控制方法.为了使输出功率最大,对IPMSG采用最大功率点跟踪(MPTT)和最大效率控制.通过使用最大功率点跟踪控制技术,根据发电机转矩适当地控制发电机的速度.使用最大效率控制和最大转矩控制,控制IPMSG电流矢量以降低发电机损耗和使输出功率最大.仿真结果证明了这个控制方法的效果. 展开更多
关键词 同步发电 风力发电 最大输出 直驱
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使用永磁同步发电机和boost斩波电路的风力发电系统 被引量:1
8
作者 邓秋玲 谢卫才 +2 位作者 林友杰 彭磊 许志伟 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期119-122,共4页
为了从变化的风中获得最大功率,永磁同步发电机风力发电系统通常采用变速运行方式,因此需要一个三相整流器带一个大容量的电容器和电流控制电压源逆变器.由于整流器的非线性特性,在永磁同步发电机(PMSG)中会引起高密度低频率的谐波电流... 为了从变化的风中获得最大功率,永磁同步发电机风力发电系统通常采用变速运行方式,因此需要一个三相整流器带一个大容量的电容器和电流控制电压源逆变器.由于整流器的非线性特性,在永磁同步发电机(PMSG)中会引起高密度低频率的谐波电流,结果使电机总的损耗增加.若在风电能量转换系统中使用boost斩波器,可以同时实现最大功率跟踪,输出电压调节和谐波削弱.仿真结果证明提议的系统是可行的. 展开更多
关键词 同步发电 boost斩波电路 风力发电 最大功率输出
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模型预测转矩自抗扰控制下直驱永磁同步发电机最大追踪系统 被引量:3
9
作者 杨亚 朱强 徐杰 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第1期16-23,共8页
为了更好地获取风能,构建了一种基于模型预测转矩自抗扰的最大功率追踪控制系统,用于直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)来实现系统的最大输出功率追踪。为了提升PMSG响应性能,增强PMSG抗扰动性能,首先... 为了更好地获取风能,构建了一种基于模型预测转矩自抗扰的最大功率追踪控制系统,用于直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)来实现系统的最大输出功率追踪。为了提升PMSG响应性能,增强PMSG抗扰动性能,首先在电流环设计了模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC),同时在速度环提出了一种参数补偿改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略,该方法继承了ADRC和MPTC的优点,可以很好地处理内部和外部干扰、建模误差和风速变化等不确定性问题,以实现在不同风速下最大功率追踪性能。从仿真结果可知当风速变化较小时所提控制策略转速静态误差几乎为0,传统MPTC控制策略误差为0.2 rad/s;当风速变化较大时所提控制策略转速静态误差较小,传统MPTC控制策略误差达到5 rad/s。研究结果表明所提出的控制方法在最大功率追踪较传统控制器具有更好的动态响应性能以及抗干扰性能。 展开更多
关键词 风能转换系统 同步发电机(PMSG) 模型预测转矩控制(MPTC) 自抗扰控制(ADRC) 参数补偿
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基于二自由度PID的直驱永磁同步风力发电控制系统设计 被引量:2
10
作者 曾波 何文雪 +1 位作者 刘飞飞 于金鹏 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2011年第4期9-13,共5页
以永磁同步发电机(PMSG)为研究对象,在分析永磁同步发电机数学模型的基础上,结合矢量控制技术,提出了一种二自由度PID转速控制方法,并在MATLAB/Simu-link环境下构建系统的仿真模型。仿真结果表明,二自由度PID控制方法与传统PID控制相比... 以永磁同步发电机(PMSG)为研究对象,在分析永磁同步发电机数学模型的基础上,结合矢量控制技术,提出了一种二自由度PID转速控制方法,并在MATLAB/Simu-link环境下构建系统的仿真模型。仿真结果表明,二自由度PID控制方法与传统PID控制相比,具有目标值快速跟踪和抗干扰性能高的优点,提高了系统的动态性能。 展开更多
关键词 风力发电 直驱式同步风力发电 二自由度PID控制
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不同结构风力永磁同步发电机系统的优化设计与对比 被引量:7
11
作者 韩力 薛玉石 +1 位作者 李辉 谢李丹 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期636-642,共7页
以直驱和齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统为研究对象,采用实数编码遗传算法对系统进行优化设计,并用有限元方法对优化结果进行验证。通过对不同驱动链结构以及不同功率等级风力永磁同步发电机系统的成本、年发电量、损耗及效率等特... 以直驱和齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统为研究对象,采用实数编码遗传算法对系统进行优化设计,并用有限元方法对优化结果进行验证。通过对不同驱动链结构以及不同功率等级风力永磁同步发电机系统的成本、年发电量、损耗及效率等特性进行优化设计与分析,结果表明:直驱式风力永磁同步发电机系统的年发电量最高,一级齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统经济性最好,三级齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统没有明显优势。 展开更多
关键词 风力发电系统 同步发电 驱动链 优化设计 经济性 损耗
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基于双PWM变换器的直驱永磁同步风力发电机组建模与仿真 被引量:8
12
作者 陈建伟 晁勤 +1 位作者 蒋佳良 王厚军 《可再生能源》 CAS 北大核心 2010年第5期23-26,共4页
直驱永磁同步风力发电(D-PMSG)系统无变速箱,效率高,稳定性好,能获得质量较好的电能,通过变换器与电网相连,可灵活控制系统的电压和频率,能够对输出的有功功率和无功功率进行相对独立的控制。文章利用电力系统分析软件DIGSILENT/Power F... 直驱永磁同步风力发电(D-PMSG)系统无变速箱,效率高,稳定性好,能获得质量较好的电能,通过变换器与电网相连,可灵活控制系统的电压和频率,能够对输出的有功功率和无功功率进行相对独立的控制。文章利用电力系统分析软件DIGSILENT/Power Factory,在建立D-PMSG和双PWM变换器模型的基础上,结合典型算例系统结构进行了仿真分析,验证了所建模型的正确性。 展开更多
关键词 直驱同步风力发电 双PWM变换器 仿真分析
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垂直轴永磁同步风力发电机侧整流器的终端滑模控制 被引量:3
13
作者 孙黎霞 朱鹏飞 +2 位作者 陈耀 陈宇 曹红 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第5期666-673,共8页
滑模控制在提高滑模面速度时会有较大抖振。文章设计了一种新型滑模控制器,该滑模控制器不需要微分估计器及额外的滤波装置,就可抑制系统的抖振。结合矢量控制技术,采用文章方法分别设计永磁同步发电系统的速度外环和电流内环的滑模控制... 滑模控制在提高滑模面速度时会有较大抖振。文章设计了一种新型滑模控制器,该滑模控制器不需要微分估计器及额外的滤波装置,就可抑制系统的抖振。结合矢量控制技术,采用文章方法分别设计永磁同步发电系统的速度外环和电流内环的滑模控制器,保证转速和电流在有限时间内跟踪相应的给定参考,实现最大风能捕获。仿真结果表明:与PI控制器和线性滑模控制器相比较,该控制策略实现风力发电机侧的最大风能捕获的同时,提高了系统的动静态性能。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电 终端滑模 PI控制
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永磁直驱风力发电系统最大风能捕获滑模控制 被引量:4
14
作者 刘艳红 赵景隆 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2016年第4期1-5,共5页
针对永磁直驱风力发电系统实现最大风能捕获的问题,提出一种高阶非奇异终端滑模控制策略.根据永磁直驱风力发电系统的非线性模型,基于最佳转矩跟踪的最大功率点跟踪(maximum power point tracking)方法,将高阶非奇异终端滑模控制应用于... 针对永磁直驱风力发电系统实现最大风能捕获的问题,提出一种高阶非奇异终端滑模控制策略.根据永磁直驱风力发电系统的非线性模型,基于最佳转矩跟踪的最大功率点跟踪(maximum power point tracking)方法,将高阶非奇异终端滑模控制应用于永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator)设计转矩控制器和电流控制器,实现永磁直驱风力发电系统的无风速传感器最大功率点的快速跟踪和稳定控制.仿真结果验证了所提出的控制方案的有效性. 展开更多
关键词 风力发电系统 同步发电 最大风能追踪 高阶非奇异终端滑模控制
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永磁直驱电机风力发电系统低电压穿越技术研究 被引量:1
15
作者 姚兴佳 付帅 《河南科技》 2013年第10X期130-131,共2页
建立了直驱型永磁同步风力发电系统的双PWM三电平拓扑结构。同时为了提高永磁直驱风电机组在电网故障下的低电压穿越能力,在风力发电系统直流侧增加卸荷电路。在Matlab/Simulink仿真软件中对永磁直驱风电机组的建模并对风机在电网跌落... 建立了直驱型永磁同步风力发电系统的双PWM三电平拓扑结构。同时为了提高永磁直驱风电机组在电网故障下的低电压穿越能力,在风力发电系统直流侧增加卸荷电路。在Matlab/Simulink仿真软件中对永磁直驱风电机组的建模并对风机在电网跌落情况下的低电压穿越能力进行了仿真研究,仿真结果表明通过增加卸荷电路,永磁直驱风电机组的低电压穿越能力的到了有效提高。验证了永磁直驱电机风力发电系统控制方案的正确性。 展开更多
关键词 直驱电机 风力发电系统 低电压穿越 电网电压跌落
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面向多源动力系统的永磁同步发电机控制优化方法
16
作者 李凌昀 刘伟志 +1 位作者 王永翔 刘洋 《机车电传动》 2024年第6期94-103,共10页
在多源动力传动系统应用中,对于采用内燃动力驱动的永磁同步发电机控制有着更高的控制精度、更强的抗干扰能力和更大功率输出能力的要求,文章从控制策略和控制器角度出发对永磁同步发电机控制方法进行优化设计,提出了以最大转矩、最小... 在多源动力传动系统应用中,对于采用内燃动力驱动的永磁同步发电机控制有着更高的控制精度、更强的抗干扰能力和更大功率输出能力的要求,文章从控制策略和控制器角度出发对永磁同步发电机控制方法进行优化设计,提出了以最大转矩、最小损耗为原则构建拉格朗日函数求解直轴、交轴电流的方法,形成了一种结合矢量控制和效率优化控制的复合稳压控制策略。在此基础上,引入了模糊分数阶超螺旋滑模控制算法,以提高控制方法的灵活性与控制性能。运用MATLAB/Simulink分别搭建PI、分数阶超螺旋滑模、模糊分数阶超螺旋滑模3种电压控制器模型进行对比及其仿真验证。结果表明,文章提出的面向多源动力传动系统的永磁同步发电机控制优化方法能够较快抑制扰动、保证直流侧电压的稳定性,有效降低了复杂工况对发电机的不良影响,具有优良的控制效果。 展开更多
关键词 同步发电 多源动力系统 效率优化控制 超螺旋滑模 模糊控制
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基于比例多谐振控制的直驱永磁风力发电系统谐波抑制研究 被引量:6
17
作者 龙熹 陈敏 +3 位作者 彭国荣 佘双翔 李图强 粟梅 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第9期1314-1319,共6页
直驱永磁同步发电机受变流器开关频率限制及电网电压畸变的影响,并网电流常含有大量且难以消除的低频谐波。文章基于双PWM并网变流器建立永磁同步风力发电系统仿真模型;提出一种高性能比例多谐振电流环控制器以提高电流环的谐波抑制能... 直驱永磁同步发电机受变流器开关频率限制及电网电压畸变的影响,并网电流常含有大量且难以消除的低频谐波。文章基于双PWM并网变流器建立永磁同步风力发电系统仿真模型;提出一种高性能比例多谐振电流环控制器以提高电流环的谐波抑制能力和改善跟踪控制性能,并对基于传统PI控制及比例多谐振控制的永磁风力发电系统进行了对比。仿真和实验结果验证了风力发电控制系统模型的正确性,以及比例多谐振控制器谐波抑制的优越性。 展开更多
关键词 风力发电 直驱同步电机 并网谐波抑制 比例多谐振控制器
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基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制 被引量:2
18
作者 孟超 赵咪 +1 位作者 岑红蕾 刘雄 《现代电子技术》 北大核心 2019年第23期104-109,共6页
针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转... 针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。 展开更多
关键词 直驱同步发电 风力发电 机侧变流器 网侧变流器 空间矢量脉宽调制 快速傅里叶变换
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永磁直驱风力发电系统故障穿越过程瞬态行为分析 被引量:1
19
作者 王炜 马西奎 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期57-63,共7页
采用非线性模态级数法对故障穿越情况下并网永磁直驱风力发电系统的瞬态行为进行分析,使传统的定性分析转入到定量分析。通过建立系统的数学模型,推导出相应的二阶模态级数模型,并进行了数值模拟和理论分析,得出的系统二阶准谐振边界将... 采用非线性模态级数法对故障穿越情况下并网永磁直驱风力发电系统的瞬态行为进行分析,使传统的定性分析转入到定量分析。通过建立系统的数学模型,推导出相应的二阶模态级数模型,并进行了数值模拟和理论分析,得出的系统二阶准谐振边界将参数空间分为正常运行区域和二阶谐振区域。研究结果表明:系统在故障穿越情况下的瞬态过程中存在着丰富的交互模式,特别是存在着很强的二阶交互模式;通过选择合适的参数削弱二阶模态交互作用,可以有效地减小在故障穿越过程中系统振荡的幅值和持续时间。对于系统的二阶准谐振边界,当选择控制参数落入正常状态区域时,能够避免发生二阶谐振,使系统在故障穿越情况下快速实现稳定运行。 展开更多
关键词 故障穿越 瞬态行为分析 非线性模态级数 直驱风力发电系统 模态交互
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输煤系统中永磁同步电机异常检测与性能评估研究
20
作者 王哲 王玉龙 《电子产品世界》 2024年第12期12-15,共4页
研究了输煤系统中永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的异常检测与性能评估。首先,分析了PMSM在输煤系统中的运行特性及常见故障;其次,提出了基于时域、频域分析和小波变换的异常检测方法,以精确识别故障状态;最后... 研究了输煤系统中永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的异常检测与性能评估。首先,分析了PMSM在输煤系统中的运行特性及常见故障;其次,提出了基于时域、频域分析和小波变换的异常检测方法,以精确识别故障状态;最后,构建了包含能效、可靠性和稳定性评估的性能评估体系。实验证明,该方法有效提升了系统运行效率和安全性,推动了PMSM在工业环境中的应用。 展开更多
关键词 同步电机 输煤系统 异常检测
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