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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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A Novel Open-winding Permanent Magnetic Starter-generator 被引量：13
2
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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The Minimum Rotor Rotation Angle for Calculating On-Load Electromotive Force Waveform of Synchronous Generators
3
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
4
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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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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考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性
6
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
7
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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逆变器供电系统下扁线电机绕组交流损耗计算
8
作者 边旭 张果果 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期99-107,122,共10页
针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作... 针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作为电机有限元外电路激励,采用2D有限元模型耦合外电路方法计算电机绕组交流损耗。其次,对PMSM有限元模型与最大转矩电流比(MTPA)控制的逆变器驱动系统进行联合仿真,仿真得到电机低速、额定转速、峰值转速三种典型工况下的绕组电流。最后,基于仿真得到绕组电流,采用谐波电流法计算了三种工况的绕组交流损耗,该种计算方法的计算结果与现有含谐波电流源输入法的计算结果的最大相对误差为2.9%,计算速度加快了4倍。最后,通过样机实验验证了联合仿真的有效性和损耗计算结果的准确性。 展开更多
关键词 逆变器 MTPA控制 PMSM 联合仿真 绕组交流损耗
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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
9
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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考虑转子稳定性约束的直驱风机虚拟同步发电机构网频率支撑控制 被引量：2
10
作者 闻章 姚良忠 +3 位作者 程帆 毛蓓琳 王强强 陈汝斯 《电网技术》 北大核心 2025年第5期1869-1877,I0036,I0037,共11页
电力系统中新能源电源占比的不断上升导致系统惯量持续下降,弱化了系统的频率稳定性水平。以风电为代表的新能源电源的构网控制是提升系统频率稳定水平的一种有效方法。但当前在风机构网频率支撑控制中对风机源侧动态特性的影响考虑得... 电力系统中新能源电源占比的不断上升导致系统惯量持续下降,弱化了系统的频率稳定性水平。以风电为代表的新能源电源的构网控制是提升系统频率稳定水平的一种有效方法。但当前在风机构网频率支撑控制中对风机源侧动态特性的影响考虑得不充分,特别是基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的风机在频率支撑过程中存在由于转子失速导致的转子失稳问题。针对上述问题,首先分析了构网控制下直驱风机频率响应特性,并通过功角与转子转速耦合关系分析明晰了风电转子失稳特性和控制参数的影响。在此基础上,提出了一种考虑转子稳定性约束的直驱风机VSG构网频率支撑控制策略,不但提升了系统不同扰动下的系统频率稳定性,同时可有效避免风机转速恢复过程中可能出现的频率二次跌落问题。最后,通过PSCAD/EMTDC算例仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 直驱风机 转子稳定 虚拟同步机 频率支撑 转速恢复
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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
11
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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双电源电驱动车辆开绕组永磁同步电机功率分配研究 被引量：1
12
作者 王奥运 陈光 +1 位作者 贾一帆 景国玺 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期74-87,共14页
针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永... 针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统数学模型,并推导双空间矢量脉宽调制(SVPWM)架构下的双逆变器功率分配范围边界;然后,分别针对电机效率与功率分配范围提出两种定子电流矢量优化方法,并对比其稳态性能参数;最后,针对动力电池与超级电容的功率输出特性进行分析,在整车能量管理层面提出一种基于以上构型的双电源功率分配策略。使用仿真软件分别在城市道路以及市郊工况下,对所提功率分配策略进行验证。仿真结果表明,所提功率分配策略在节能性和稳定性方面具有优势。 展开更多
关键词 双电源 开绕组永磁同步电机 矢量控制 定子电流优化 功率分配 能量管理
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基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制
13
作者 郭子腾 张宇 +2 位作者 张琛 宗皓翔 蔡旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1318-1328,I0004,共12页
风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端... 风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互作用,导致电网侧扰动更易激发机组轴系扭振。为探究构网型控制下机组轴系的扭振特性,对其进行阻尼控制,建立了计及机电耦合特性的构网型风电机组状态空间模型;通过特征值轨迹分析,论证了对构网型机组引入额外扭振阻尼控制的必要性;阐明了经典轴系扭振阻尼策略在构网型控制下的阻尼能力受限机理;基于此提出了一种基于虚拟同步相角补偿的轴系扭振阻尼策略,在不影响构网型机组惯量响应能力的前提下有效地解决了构网型风电机组轴系的欠阻尼甚至振荡发散问题,最后在基于Bladed+NovaCor的联合实时仿真平台上验证了该文理论分析及所提阻尼策略的有效性。 展开更多
关键词 构网型控制 虚拟同步机控制 双馈风电机组 轴系扭振特性 阻尼控制 虚拟同步相角补偿
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定子并联支路对主磁场不对称度的弱化效果评估
14
作者 陈冰兵 武玉才 +1 位作者 纪璇 朱新凯 《中国电力》 北大核心 2025年第5期189-198,共10页
转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环... 转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环流表达式,以及环流所产生的磁场表达式,发现了环流磁场对原本不对称磁场的抵消作用。以一台300 MW汽轮发电机为例进行有限元仿真,证明了汽轮发电机定子绕组并联支路结构对转子绕组匝间短路故障特征的弱化效应,研究结论有助于分析转子绕组匝间短路故障特征的外在表象、原因,也为故障诊断阶段的特征提取提供了理论支持。 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子绕组匝间短路 诊断 并联支路环流法 不对称磁场
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基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
15
作者 王笔谈 赵文良 +3 位作者 刘聪 刁成武 陈德志 王秀和 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5328-5340,I0033,共14页
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,... 双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,分析难度大,目前缺乏对该种电机运行机理的深入研究。利用磁场调制原理,对采用模块化相组集中绕线结构的双三相聚磁式永磁同步电机(dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous machine,DTFC-PMSM)的转矩性能进行深入分析。首先介绍电机结构、设计思路和工作原理,借助“磁场调制”手段,对电机齿槽转矩进行分析,并据此确定最佳内外定子相对角,定量分析电机空载与电枢气隙磁密、空载反电势以及输出转矩,推导气隙磁场主要工作谐波,分析主要工作谐波对转矩的贡献度,同时利用有限元法对分析的结果进行验证。最后,制造样机并搭建实验测试平台,对电机转矩等性能进行测量,验证解析计算和有限元仿真的准确性。 展开更多
关键词 双三相聚磁式永磁同步电机 磁场调制 模块化相组集中绕线 谐波分析 转矩性能
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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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基于新型重力储能的风储一体化系统设计与控制策略
17
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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适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
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作者 苏开元 刘朋印 +2 位作者 殷波 丛聪 谢小荣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第15期5798-5809,I0006,共13页
随着风电等新能源的大规模接入,电力系统强度与惯量复杂多变,为跟/构网单一控制带来挑战。针对此问题,该文提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略并研究其功率支撑特性。首先,基于同步融合框架,设计机侧-网侧... 随着风电等新能源的大规模接入,电力系统强度与惯量复杂多变,为跟/构网单一控制带来挑战。针对此问题,该文提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略并研究其功率支撑特性。首先,基于同步融合框架,设计机侧-网侧协同的风电控制策略,提出以短路比、惯量比为判据的融合系数表达式;其次,建立融合控制的有功-频率、无功-电压动态响应模型,分析其参数影响及支撑特性;最后,利用电磁暂态仿真验证控制策略有效性。结果表明,融合控制风电可根据电网短路比、惯量自适应调整跟-构网特性和备用容量,在复杂工况下实现宽短路比运行、有功支撑及稳定-经济性平衡。 展开更多
关键词 短路比 惯量 直驱风电机组 跟-构网融合控制
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双三相永磁同步风力发电机共模等效电路
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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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气体压力能发电系统模糊PI模型预测控制
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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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