计及模型预测控制的永磁同步电机匝间短路故障诊断 被引量：35

1

作者 丁石川 王清明 +2 位作者 杭俊 花为 王群京 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期3697-3707,共11页

匝间短路是永磁同步电机中一种常见的故障,若不能及时地监测到故障将会导致二次故障,甚至对整个电机造成破坏。因此,为了提高永磁同步电机的可靠性,该文提出一种永磁同步电机匝间短路故障诊断方法。该方法是基于永磁同步电机模型预测控... 匝间短路是永磁同步电机中一种常见的故障,若不能及时地监测到故障将会导致二次故障,甚至对整个电机造成破坏。因此,为了提高永磁同步电机的可靠性,该文提出一种永磁同步电机匝间短路故障诊断方法。该方法是基于永磁同步电机模型预测控制系统中的价值函数,利用模型预测控制系统中价值函数的直流分量和二次谐波分量来诊断永磁同步电机匝间短路故障。首先简要介绍永磁同步电机在正常情况下的数学模型;然后叙述永磁同步电机模型预测电流控制方法;接着搭建永磁同步电机在匝间短路故障情况下的数据模型,并分析匝间短路故障对定子电压和电流的影响;最后,分析匝间短路故障对模型预测控制系统中价值函数的影响,会导致价值函数中出现直流分量和二次谐波分量。仿真和实验结果验证了提出的匝间故障诊断方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 模型预测控制 匝间短路故障 故障诊断

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单逆变器驱动双永磁同步电机断相容错控制策略 被引量：4

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作者 丁石川 陈书祥 +3 位作者 杭俊 张鹏 王群京 朱庆龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4581-4589,共9页

为保障单逆变器控制双表贴式永磁同步电机(surface-mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在发生断相故障后系统的安全可靠运行,该文提出一种单逆变器表贴式双永磁同步电机系统绕组断相故障容错控制策略。首先根据断相后... 为保障单逆变器控制双表贴式永磁同步电机(surface-mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在发生断相故障后系统的安全可靠运行,该文提出一种单逆变器表贴式双永磁同步电机系统绕组断相故障容错控制策略。首先根据断相后的电机电压电流关系,设计一种用于单逆变器双永磁同步电机的绕组断相故障容错拓扑。在此基础上,为保证双永磁同步电机系统稳定运行,利用端口电压调整策略,满足双永磁同步电机的拓扑约束。仿真和实验结果表明,所提容错控制策略可确保单逆变器控制双电机系统在某一电机发生断相故障时仍然稳定运行。 展开更多

关键词 永磁同步电机 双电机系统 断相故障 容错控制

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基于三相四桥臂变换器的开关磁阻电机系统开路故障容错控制研究 被引量：6

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作者 丁石川 罗金 +2 位作者 杭俊 李伟 朱庆龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6874-6884,共11页

功率变换器故障是影响开关磁阻电机系统运行的主要问题之一,电机系统长期运行故障状态下可能会对整个系统造成不可逆的损伤。为此,该文提出一种适用于三相开关磁阻电机的容错控制策略,保证电机系统在开关管开路故障下可以容错运行。在... 功率变换器故障是影响开关磁阻电机系统运行的主要问题之一,电机系统长期运行故障状态下可能会对整个系统造成不可逆的损伤。为此,该文提出一种适用于三相开关磁阻电机的容错控制策略,保证电机系统在开关管开路故障下可以容错运行。在健康状态下,开关磁阻电机系统为两相励磁运行模式,保证绕组利用率。在开关管开路故障时,使用第四桥臂在故障相上产生反向电流,开关磁阻电机系统调整为单相励磁模式,解决开关管开路故障时输出转矩缺相的问题。所提方法在使用较少冗余开关的基础上,提高了开关磁阻电机系统在开路障条件下的容错能力。仿真和实验结果验证了所提容错控制方法的有效性。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 容错控制 功率变换器 三相四桥臂变换器

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基于高频方波注入的永磁同步电机转矩脉动抑制策略 被引量：8

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作者 宋金星 张倩 +3 位作者 叶超 王群京 符梦虎 杨衡 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第18期7779-7786,共8页

传统的高频方波注入法,利用转子的饱和凸极效应,可提升转速控制精度,但该方法也导致电流中含有大量的谐波而产生畸变,对电机的转矩脉动产生负面影响。在传统高频方波注入法的基础上,通过谐波电流抑制算法,利用坐标变换及低通滤波器采集... 传统的高频方波注入法,利用转子的饱和凸极效应,可提升转速控制精度,但该方法也导致电流中含有大量的谐波而产生畸变,对电机的转矩脉动产生负面影响。在传统高频方波注入法的基础上,通过谐波电流抑制算法,利用坐标变换及低通滤波器采集出5、7次电流谐波分量,将采集的数据经过谐波电压补偿。提出了一种谐波抑制高频注入的方法。该方法消除电机工作中电流谐波分量,达到抑制转矩脉动的目的。仿真和实验结果表明了该算法可以有效地抑制定子电流的畸变,降低转矩脉动,且具有较高的灵活性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 谐波电压补偿 谐波电流抑制 转矩脉动

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小型全电/混动飞机技术路线与动力系统综述 被引量：5

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作者 陈起旭 王群京 +4 位作者 钱喆 李国丽 曹文平 丁石川 孙泽辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4966-4985,I0031,共21页

该文对小型全电/混动载人飞机的技术发展路线、航空推进电机、动力系统架构进行分析、总结与展望。首先,从载人飞机的气动布局、结构拓扑、动力源和起降形式等方面分析,分出6条技术路线,总结各自的乘客数、最大起飞重量、巡航速度、功... 该文对小型全电/混动载人飞机的技术发展路线、航空推进电机、动力系统架构进行分析、总结与展望。首先,从载人飞机的气动布局、结构拓扑、动力源和起降形式等方面分析,分出6条技术路线,总结各自的乘客数、最大起飞重量、巡航速度、功率和航程等技术指标。其次,总结已装机或拟装机航空推进电机的技术参数和应用机型。对先进航空推进电机的发展现状,按功率等级分类探讨了三相永磁电机、多相永磁电机、兆瓦级涡轮机驱动的兆瓦级电机/发电机、高温超导电机。最后,对6种动力系统架构的技术路线特点、关键技术进行梳理,分析载人全电/混动飞机未来的发展方向。国内载人电动/混动飞机领域刚起步,该文的研究工作对飞机的总体气动布局设计、功率需求、器件选型、动力系统设计具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 航空电气化 电动/混动飞机 电动垂直起降 飞行汽车 电机 动力系统

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采用虚功法的磁阻型球形电机转矩建模

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作者 章涛 李国丽 +1 位作者 周睿 王磊 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期24-31,共8页

针对有限元法计算磁阻型球形电机转矩耗费大量计算时间的问题,本文采用虚功法建立了磁阻型球形电机的转矩模型。首先利用电磁分析软件仿真出单个定子线圈的电感变化规律,并通过双线性插值获得电感模型。将得到的电感分别沿经纬度方向进... 针对有限元法计算磁阻型球形电机转矩耗费大量计算时间的问题,本文采用虚功法建立了磁阻型球形电机的转矩模型。首先利用电磁分析软件仿真出单个定子线圈的电感变化规律,并通过双线性插值获得电感模型。将得到的电感分别沿经纬度方向进行微分处理,得到二维转矩数值。再通过坐标变换,将二自由度转矩转换为三自由度转矩。最后搭建基于动态转矩传感器的转矩测量平台,测出实验转矩并将其与解析结果进行对比,验证了转矩模型的有效性。 展开更多

关键词 磁阻型球形电机 转矩模型 虚功法 电感模型

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基于转矩解析模型和遗传算法的球形电机电流优化计算 被引量：8

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作者 王婷婷 周睿 +1 位作者 郑常宝 李国丽 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2022年第2期42-52,共11页

为了提高永磁球形电机的分析效率,本文采用洛伦兹力法建立了电机的转矩插值模型,同时提出了一种基于遗传算法优化的电机驱动电流计算方法。首先,基于圆环电流法和洛伦兹力法分析了电机的转子磁场和通电线圈的电磁转矩,建立了电机的转矩... 为了提高永磁球形电机的分析效率,本文采用洛伦兹力法建立了电机的转矩插值模型,同时提出了一种基于遗传算法优化的电机驱动电流计算方法。首先,基于圆环电流法和洛伦兹力法分析了电机的转子磁场和通电线圈的电磁转矩,建立了电机的转矩插值解析模型,该模型在保证准确度的同时显著提高了分析速度。其次,基于此转矩模型,采用遗传算法优化计算了不同姿态下的电机驱动电流,分析了不同优化目标下的电流计算结果。最后,通过实验验证了电流计算结果的正确性和可行性,为电机后续的通电策略研究提供了参考意义。 展开更多

关键词 永磁球形电机 转矩模型 驱动电流 遗传算法

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基于SVPWM的PMSM模糊PI-DTC控制研究 被引量：6

8

作者 符梦虎 张倩 +2 位作者 王群京 吴旭 杨衡 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期68-71,76,共5页

为了解决在直接转矩控制(DTC)下永磁同步电机(PMSM)出现的转矩波动大、定子磁链和电流失真严重等问题,提出基于空间电压矢量控制的改进型PMSM模糊PI-DTC控制方法。用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)代替传统DTC的开关表搜索模块,并对PI调... 为了解决在直接转矩控制(DTC)下永磁同步电机(PMSM)出现的转矩波动大、定子磁链和电流失真严重等问题,提出基于空间电压矢量控制的改进型PMSM模糊PI-DTC控制方法。用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)代替传统DTC的开关表搜索模块,并对PI调节器引入模糊规则在线整定参数,从而得到合适的空间电压矢量,进一步改善电机性能。仿真结果表明:基于SVPWM的PMSM模糊PI-DTC控制技术使得电机启动转矩增大到28.97 N·m,电机启动速度更快,上升时刻缩短,转速跟踪的超调量减为0.51%,极大地提高了跟踪精度,并能显著改善电流畸变和抑制转矩脉动。 展开更多

关键词 直接转矩控制 模糊PI控制 电压空间矢量脉宽调制

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基于线电压误差的永磁直驱风电系统变流器开路故障诊断 被引量：30

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作者 杭俊 张建忠 +2 位作者 程明 丁石川 李国丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期2933-2943,共11页

永磁直驱风电系统变流器的开路故障严重影响系统的运行特征。为了提高系统可靠性,要求能够及时检测到故障的发生,并能准确定位故障功率管。为此,提出了基于线电压误差的永磁直驱风电系统变流器开路故障诊断方法。该方法利用正常状态和... 永磁直驱风电系统变流器的开路故障严重影响系统的运行特征。为了提高系统可靠性,要求能够及时检测到故障的发生,并能准确定位故障功率管。为此,提出了基于线电压误差的永磁直驱风电系统变流器开路故障诊断方法。该方法利用正常状态和故障情况下线电压的偏差进行故障诊断和定位,并且采用电压幅值和时间宽度的双重标准提高故障诊断的可靠性。首先,将线电压误差值与设定的阈值相比较;然后通过设置诊断变量的最小持续时间,来消除测量误差和外界环境的影响等引起的误判;最后,利用故障定位标志位判定故障功率管。仿真和实验结果验证了故障诊断方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 风力发电 永磁直驱 变换器故障 故障诊断 线电压

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基于Labview与AVR32的逆变器结温采集系统研究 被引量：7

10

作者 周仕平 陈权 +2 位作者 王群京 何玉清 宋敏 《电测与仪表》 北大核心 2017年第13期56-61,74,共7页

随着新能源大量接入电网,电能质量问题成为了供用电双方一直关注的重点问题,其中电力电子器件也受到了越来越广泛的重视。论文研究并设计了一种基于Labview与AVR32的NPC三电平逆变器功率器件结温采集系统,与一些传统方法相比,该系统有... 随着新能源大量接入电网,电能质量问题成为了供用电双方一直关注的重点问题,其中电力电子器件也受到了越来越广泛的重视。论文研究并设计了一种基于Labview与AVR32的NPC三电平逆变器功率器件结温采集系统,与一些传统方法相比,该系统有着更高的测量精度和更快的测量速度。首先,在分析NPC三电平逆变器工作状态的基础上,建立了变换器开关损耗计算模型。然后,设计了一种基于Labview与AVR32的逆变器中电力电子器件结温采集系统并进行试验,该系统的实验结果与传统的红外热成像仪相比较,证明了该系统的实时性与有效性。 展开更多

关键词 电能质量 损耗 LABVIEW AVR32 MLX90614

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定子永磁–轴向旋转变压器的奇数极设计方法研究

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作者 罗哲君 丁石川 +2 位作者 杭俊 芮巍 王群京 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期7995-8003,共9页

新型定子永磁–变磁阻式旋转变压器在继承传统变磁阻式旋转变压器简单坚固转子结构的同时,可突破高频激励带来的限制。该文利用轴向磁场技术扩展定子永磁–变磁阻式旋转变压器的范畴,设计一种轴向无槽结构的奇数极旋转变压器,其结构紧凑... 新型定子永磁–变磁阻式旋转变压器在继承传统变磁阻式旋转变压器简单坚固转子结构的同时,可突破高频激励带来的限制。该文利用轴向磁场技术扩展定子永磁–变磁阻式旋转变压器的范畴,设计一种轴向无槽结构的奇数极旋转变压器,其结构紧凑,且叶形转子使传感器附加惯性减小,更适合高速应用场合。针对中高速和全速度2种应用场景,该文给出2种印刷电路板绕组设计方案,并基于磁场调制理论展开分析。通过有限元仿真和样机实验进行分析、比较,验证了所提方案的正确性。 展开更多

关键词 定子永磁电机 变磁阻式旋转变压器 轴向无槽结构 磁场调制 印刷电路板绕组

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