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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
1
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
2
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
3
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
4
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
5
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
6
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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永磁同步电机-2R机械臂自适应容错抑振控制
7
作者 王伟 朱岩松 吉毅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期160-165,共6页
永磁同步电机-2R机械臂控制由多个关节和执行器组成,通常情况下其为非线性动力系统,易出现混沌现象。因此,永磁同步电机-2R机械臂控制过程中会出现一定的故障,从而影响了机械臂的稳定性和控制性能,在故障条件下的容错抑振控制能力是该... 永磁同步电机-2R机械臂控制由多个关节和执行器组成,通常情况下其为非线性动力系统,易出现混沌现象。因此,永磁同步电机-2R机械臂控制过程中会出现一定的故障,从而影响了机械臂的稳定性和控制性能,在故障条件下的容错抑振控制能力是该机械臂急需解决的问题。在该背景下,提出永磁同步电机-2R机械臂自适应容错抑振控制。基于拉格朗日方程,通过对永磁同步电机-2R机械臂的动能和势能计算,得到的整体动能表达式。然后,结合动能计算结果确定机械臂的未知项和不确定性故障,设计容错控制器来监测机械臂的状态信息。根据动能计算结果和容错控制器获取的机械臂状态信息,设计容错抑振控制器,实现永磁同步电机-2R机械臂在故障状态下的自适应容错抑振控制。实验结果表明:所提方法的永磁同步电机-2R机械臂控制精度更高、振动抑制效果更好,可以显著减小永磁同步电机-2R机械臂的振动,提高运动平滑性、精度和稳定性。 展开更多
关键词 永磁同步电机-2R 机械臂 执行器 抑振控制 动能计算 容错控制 不确定故障
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基于改进多矢量选择的永磁同步电机鲁棒模型预测定子磁链控制
8
作者 何静 李宗俞 吴公平 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期610-620,共11页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测磁链控制(model predictive control,MPFC)系统稳态误差大、参数鲁棒性较差的问题,提出了一种基于定子磁链预测误差矢量分析的永磁同步电机多电压矢量选择方法... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测磁链控制(model predictive control,MPFC)系统稳态误差大、参数鲁棒性较差的问题,提出了一种基于定子磁链预测误差矢量分析的永磁同步电机多电压矢量选择方法。首先,在两相静止坐标系下依据轴线划分扇区,制定了判断磁链误差矢量所在区域的多电压矢量选择标准。然后,采用定子磁链预测值和两相静止坐标系定子磁链价值函数计算各电压矢量作用时间,改进了传统模型预测寻优过程。此外,设计了一种考虑电阻、电感参数失配的离散滑模定子磁链观测器,进一步提升了系统的参数鲁棒性。最后,通过仿真和实验验证了本文所提预测定子磁链控制方法的有效性和可行性,系统在参数失配情况下仍具有良好的稳态性能,显著减小了定子磁链与电磁转矩脉动。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测磁链控制 多电压矢量 参数鲁棒性
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永磁同步电机双矢量模型预测控制的计算量优化方法研究
9
作者 徐奇伟 龙学汉 +3 位作者 苗轶如 王益明 涂郁潇颖 汤梦阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期19-30,共12页
双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将... 双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将第一最优矢量备选范围缩小至上一控制周期所采用的第一有效矢量及其相邻的两个矢量,再依次代入代价函数确定第一有效矢量,从而将比较次数从六次减小至三次。然后将剩余两个矢量与零矢量作为第二备选矢量,分别以q轴电流无差拍为条件计算占空比,再依次代入代价函数,确定使代价函数最小的矢量组合与占空比。最后,分别搭建仿真模型与实验平台,对所提方法的稳定性、可行性与有效性进行验证。结果表明,所提模型预测控制在平均计算时间仅为15.3μs的前提下,可取得6.57%的电流总谐波畸变率,以及±0.4 N·m的转矩脉动,与其他模型预测控制方法相比,具有最优的稳态性能。 展开更多
关键词 模型预测电流控制 低计算量 永磁同步电机 矢量选择 占空比计算
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基于离散空间矢量调制的PMSM模型预测电流控制
10
作者 赵希梅 王海朋 金鸿雁 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期50-58,73,共10页
针对永磁同步电动机(PMSM)采用传统有限集模型预测控制时存在稳态电流脉动大及电机参数失配导致的性能下降问题,提出基于离散空间矢量调制(DSVM)的模型预测电流控制方法。首先,采用在DSVM基础上进一步扩展电压矢量的方式来减小稳态电流... 针对永磁同步电动机(PMSM)采用传统有限集模型预测控制时存在稳态电流脉动大及电机参数失配导致的性能下降问题,提出基于离散空间矢量调制(DSVM)的模型预测电流控制方法。首先,采用在DSVM基础上进一步扩展电压矢量的方式来减小稳态电流脉动,同时鉴于DSVM可能带来的计算量问题,利用估计最优电压矢量位置来减小计算负担,此外采用一种双周期的电压排列顺序来固定开关频率;其次,针对系统中存在的参数失配问题,采用滑模扰动观测器将系统参数失配造成的扰动补偿到电流预测模块,使得在电机参数失配的条件下也能获取准确的电流预测值,从而选取最优电压矢量;最后,通过DSVM和滑模扰动观测器相结合的方式,提高系统稳态性能的同时增强了系统参数的鲁棒性。仿真实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 模型预测控制 离散空间矢量调制 参数失配 滑模扰动观测器
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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
11
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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一种基于预测误差校正的永磁同步电机模型预测电流控制方法 被引量：1
12
作者 文宇良 陈春阳 +2 位作者 曾小凡 赵俊栋 于天剑 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1778-1787,共10页
永磁同步电机模型预测电流控制需要知道精确的电机参数模型来实现对未来电流的预测以实现最优控制,然而永磁同步电机电感参数易受磁场饱和等因素影响而发生很大变化,进而导致预测电流误差大、控制电流纹波高、系统稳定性差,为此,提出一... 永磁同步电机模型预测电流控制需要知道精确的电机参数模型来实现对未来电流的预测以实现最优控制,然而永磁同步电机电感参数易受磁场饱和等因素影响而发生很大变化,进而导致预测电流误差大、控制电流纹波高、系统稳定性差,为此,提出一种参数自适应反馈校正的永磁同步电机模型预测电流控制策略。以内置式永磁同步发电机为例,首先根据永磁同步发电机在同步旋转坐标系下的数学模型推导了直交轴电感参数偏差与预测电流误差之间的预测误差数学模型;然后较详细地探讨了永磁电机直交轴电感参数偏差对电流预测误差的影响;接着根据建立的预测误差数学模型,利用递归最小二乘法对电感参数偏差进行在线辨识;最后针对开环的电感参数偏差在线辨识校正方法精度有限问题,设计闭环校正环节,根据电流预测误差对电感参数偏差进行反馈校正。该方法与采用其他参数辨识方法的开环预测相比,通过在线闭环校正电机电感参数偏差,大大提高了电流预测的准确性,进而提升了控制的鲁棒性和精确性。通过仿真和实验结果表明,该策略能完全消除预测电流误差的影响,验证了提出方法的实用性和正确性。研究结果为进一步优化和提升永磁同步电机模型预测电流控制性能提供了参考。 展开更多
关键词 永磁同步电机 预测电流控制 参数自适应反馈校正 鲁棒性 电感参数
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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
13
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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永磁同步电机粒子群滑模观测器无位置传感器控制 被引量：1
14
作者 张静 李贵远 +1 位作者 刘杰 崔安迪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期161-167,共7页
针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模... 针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模观测器作为无位置传感器控制的改进方法。该方法首先进行永磁同步电机数学模型的建立,然后建立超螺旋滑模观测器,最后应用改进粒子群算法。超螺旋算法采用积分形式来消除高频噪声,减小误差抖振以及相位延迟。引入改进粒子群算法对滑模观测器参数进行滑模参数寻优,通过在线调整滑模系数可以获得较高的收敛速度和稳态精度。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制系统抖振,减小相位延迟,且估计精度高,进一步说明该策略在电动汽车中有一定的可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 超螺旋滑模观测器 改进的粒子群优化算法 滑模参数 高频噪声
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变换器的实时计算脉宽调制方法
15
作者 何青松 吴振奎 +2 位作者 魏毅立 张自雷 李兆泽 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期30-38,共9页
在分析脉宽调制原理的基础上,结合离散化的思想,提出一种实时计算脉冲宽度的方法。该方法在一个采样周期内采集一次参考电压信号,再基于伏秒平衡原理推导在一个开关周期内功率器件导通与关断时间的计算公式,并给出方法实现流程。所提方... 在分析脉宽调制原理的基础上,结合离散化的思想,提出一种实时计算脉冲宽度的方法。该方法在一个采样周期内采集一次参考电压信号,再基于伏秒平衡原理推导在一个开关周期内功率器件导通与关断时间的计算公式,并给出方法实现流程。所提方法计算简洁、可输出任意电压信号、不依靠载波信号和坐标变换。其次,建立系统仿真模型,对实时计算脉宽调制(RTCPWM)控制下的单相DC-AC变换器、三相DC-AC变换器和永磁同步电机调速系统进行仿真分析,并在模拟平台上进行永磁同步电机调速系统实验验证。仿真和实验结果表明,在满足调制要求的前提下,实时计算脉宽调制的输出电压总谐波失真率为79.18%,模型性能较空间矢量脉宽调制提升30%,电机正反转转速波动范围小于1%。可将该调制策略推广应用到电力系统频率偏差调节、三相电压不平衡补偿、多功能变换器等领域。 展开更多
关键词 脉宽调制 变换器 实时计算脉宽调制 永磁同步电机 谐波分析 永磁同步电机调速系统
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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
16
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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基于参考自适应的PMSM模型预测控制方法
17
作者 张永真 潘军 +3 位作者 江腾耀 齐志强 杨定木 沈凯 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第3期89-97,共9页
当永磁同步电机(PMSM)采用一拍时延的模型预测电流控制方法时,虽然避免了传统比例积分控制复杂的参数整定,但其性能容易受到PMSM参数失配的影响,以及其他一些未建模的动态都会影响预测控制的性能。因此,提出了一种基于参考自适应的PMSM... 当永磁同步电机(PMSM)采用一拍时延的模型预测电流控制方法时,虽然避免了传统比例积分控制复杂的参数整定,但其性能容易受到PMSM参数失配的影响,以及其他一些未建模的动态都会影响预测控制的性能。因此,提出了一种基于参考自适应的PMSM模型预测控制方法,能够准确辨识电机参数并且提高控制系统的稳定性。由于电压矢量和逆变器的作用延迟造成的控制性能减弱,通过加入一拍时延实现两步电流预测控制。通过对电流预测模型进行稳定性分析,建立d-q轴电流预测误差方程,从理论分析电机参数对于d-q轴电流预测误差的影响,采用模型参考自适应算法对电机电感和磁链参数进行辨识。通过仿真验证了该方法的可行性,能够在准确辨识出电机参数的前提下提高模型预测电流控制的性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自适应 模型预测控制 稳定性分析 参数辨识
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基于解析计算与遗传算法的永磁同步电机偏心磁极优化设计
18
作者 陈德海 田森焱 +1 位作者 李志军 王海峰 《现代制造工程》 北大核心 2025年第5期153-160,共8页
为进一步提高偏心磁极永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)气隙磁密波形的正弦性,提升电机优化设计效率,提出了一种基于解析计算与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的永磁同步电机偏心磁极优化设计方法。首先,考虑齿... 为进一步提高偏心磁极永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)气隙磁密波形的正弦性,提升电机优化设计效率,提出了一种基于解析计算与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的永磁同步电机偏心磁极优化设计方法。首先,考虑齿尖饱和、定子开槽、极间漏磁、边缘效应及磁路饱和对气隙磁密的影响,分别推导出满足后续优化计算的偏心磁极平行与径向充磁的气隙磁密解析计算模型;然后,利用遗传算法对该模型的磁极结构参数进行寻优;最后,通过有限元仿真对解析计算精度和寻优前后结果进行对比验证,结果表明,该方法所得解析计算模型精度较高,平行与径向充磁磁极优化后的电机气隙磁密波形的正弦性均得到了提高,齿槽转矩减小,优化设计效率提升。 展开更多
关键词 永磁同步电机 气隙磁密 偏心磁极 解析计算 遗传算法
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参数失配下永磁同步电机无模型定子磁链滑模控制
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作者 肖虎 吴公平 +2 位作者 龙卓 郑剑 李泽文 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3883-3894,共12页
针对参数失配会严重恶化电机模型预测控制系统性能的问题,该文提出永磁同步电机(PMSM)新型无模型定子磁链滑模控制(MF-FSMC)方法,有效提升参数失配下永磁电机预测控制系统的定子磁链/转矩控制性能。首先,建立参数失配下永磁同步电机数... 针对参数失配会严重恶化电机模型预测控制系统性能的问题,该文提出永磁同步电机(PMSM)新型无模型定子磁链滑模控制(MF-FSMC)方法,有效提升参数失配下永磁电机预测控制系统的定子磁链/转矩控制性能。首先,建立参数失配下永磁同步电机数学模型,构建旋转坐标系下考虑参数失配的永磁同步电机超局部定子磁链模型。然后,提出了新型无模型定子磁链滑模控制方法,设计基于新型趋近律的无模型磁链滑模控制器,构造一拍转速预测控制器。最后,提出复合积分型滑模扰动观测器在线估计策略,可有效观测参数失配下永磁同步电机超局部模型中的未知扰动部分。仿真和实验结果表明,所提方法能有效改善电机发生参数失配后的稳态性能,大幅降低定子磁链和转矩脉动,增强了参数失配下永磁电机系统鲁棒性和抗干扰性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超局部模型 无模型滑模控制 参数失配
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高频伺服系统逆变器死区非线性补偿策略
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作者 周国祥 王邦继 +1 位作者 王梦轩 许琨辉 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2630-2642,共13页
针对伺服系统在高开关频率应用下逆变器死区非线性效应引起的电流谐波畸变问题,提出无死区双调制波脉冲宽度调制(PWM)和逆变器非线性补偿相结合的策略。首先基于反并联二极管的续流特性,在互补驱动脉冲之间加入驱动空缺区以避免死区时... 针对伺服系统在高开关频率应用下逆变器死区非线性效应引起的电流谐波畸变问题,提出无死区双调制波脉冲宽度调制(PWM)和逆变器非线性补偿相结合的策略。首先基于反并联二极管的续流特性,在互补驱动脉冲之间加入驱动空缺区以避免死区时间的引入。其次通过向直轴注入斜坡电流来获取逆变器非线性特性所对应的误差电压,采用线性迭代插值法来求解逆变器非线性误差电压与电流幅值之间的关系,最终实现逆变器非线性误差电压的在线补偿。同时阐述了引入死区时间后再进行补偿和无死区双调制波PWM的区别,对两者解除占空比限制的效果进行了分析。最后通过仿真和实验表明,所提策略能够增加输出电压的线性调制区,消除由死区时间导致的输出占空比限制,有效地抑制了高开关频率逆变器死区非线性效应导致的电流谐波畸变。此外所提策略易于实现,无需额外的控制环路计算,可适用于更高开关频率的伺服驱动控制系统。 展开更多
关键词 永磁同步电机 逆变器死区非线性 死区消除 非线性补偿 误差电压计算
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