电机与控制学报 /oa &nbsp;一种新型开合式D-dot电压传感器的研究 <br /> /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180401 &nbsp;在对称环形封闭的差分D-dot电压传感器基础上,提出并设计一种开合式的扇形结构传感器,新传感器保持了良好测量精度与动态范围,安装便利,实用性强。通过ANSOFT Maxwell仿真分析软件基于有限元分析方法完成了该传感器的电容参数计算,根据有、无传感器方向电场分布情况对导杆周围电场畸变小且绝缘裕度高的特点进行了验证。实验制作传感器,在10 kV电压等级下进行了稳态与暂态性能的试验测试。结果表明,该传感器不但在测量稳态电压时波形的失真度与相位误差较小,还对各种暂态波形具有良好的跟踪能力,在不同条件下均能保持较好的工作特性。 2018年07月01 00:00 2018年04 1 7 2618496 &nbsp;汪金刚 包诗媛 魏钢 邓旭东 <br /> &nbsp;无刷直流电机半实物实时仿真及测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180413 &nbsp;研究提高无刷直流电机( BLDCM) 通用性的方法,基于电机和逆变器 HIL 建模的原理,设计硬件在环 ( HIL) 实时仿真实验。采用标幺化建模方法,避免由于仿真电机的更换所造成的数据溢出; 建立电机 HIL 模型,使用实物电机中的非理想反电势波形,模拟实物电机的输出; 建立逆变器HIL 模型,增加续流和关断过程,适用于多种运行状态; 最后,搭建了电机参数实时发送上位机平台,方便电机参数的修改和实时加载,防止定点数重复计算,提高建模效率。将 HIL 平台与全实物实验平台进行了实验对比,结果表明,HIL 实时平台能准确仿真出不同反电势波形的 BLDCM 在不同控制方式下的运行过程,在实时性、通用性和精度方面符合需求。 2018年07月01 00:00 2018年04 8 15 1947181 &nbsp; 高瑾, 徐秋霞, 董召强 &nbsp;两相导通型永磁无刷直流电机低速瞬时转矩观测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180412 &nbsp;针对无位置传感器两相导通型永磁无刷直流电机( BLDCM) 低速情况下观测瞬时转矩问题,提出一种无位置传感器 BLDCM 两相导通模式下注入高频电流连续观测瞬时转矩新方法。基于两相导通模式下电机的高频信号模型,构建转子位置角观测器,得到转子位置角观测值; 根据瞬时转矩与转子位置角、反电动势系数及定子电流之间的函数关系,连续观测出瞬时转矩。为了消除交轴电感变化对瞬时转矩观测的影响,基于高频信号模型进一步观测出交轴电感,并对瞬时转矩观测模型中电感值进行实时更新。实验结果表明,采用所提瞬时转矩观测器允许驱动系统无位置传感器方式运行于低转速,甚至零转速。 2018年07月01 00:00 2018年04 16 25 5114525 &nbsp;周扬忠, 张登灵, 陈旭东 &nbsp;永磁同步电机闭环控制系统数字 PI 参数整定 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180411 &nbsp;为了研究简单、准确的永磁同步电动机数字 PI 控制器参数整定方法; 改进了常用的在连续域内整定 PI 参数的过程,采用了在 w’域内进行参数设计的离散化方法,将采样时间和零阶保持器( ZOH) 引起的相角滞后直接体现在设计过程中,具体研究内容为: 首先建立系统各环节的数学模型,并得到闭环系统的离散模型框图; 接着利用工程经验将时域性能指标转换成开环频域特征量,<br />并在 w’域内解析计算得到了 PI 控制器参数。整定过程采用先电流内环后转速外环的方式,仿真和实验发现利用该设计方法得到的结果满足设计要求,超调量小于 5% ,调节时间约 1. 92 s,研究表明该方法可以为永磁同步电动机数字 PI 控制器参数整定提供指导。 2018年07月01 00:00 2018年04 26 32 1306726 &nbsp;刘景林, 公超, 韩泽秀, 王晓梅 中型高压电机内风扇流体分析与温升计算 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180410 &nbsp;以一台YKK450 - 4、500k W 的中型高压异步电动机为例,依据电机实际尺寸,建立内风扇物理模型,并分析了内风扇流体流动情况。对中高压型异步电机三维定转子径向通风沟和与之相邻的铁心段进行建模,通过有限体积法对模型进行求解。得到计算区域的流体流动情况、定转子通风沟内流体温升分布云图等。在不改变通风槽钢长度的情况下,将通风槽钢以近轴端底端为旋转中心旋转一定角度,重新建模计算电机温升。再将通风槽钢的形状改成自然的 V 型,重新建模分析计算,探究不同形状的通风槽钢会对通风沟内流体流动及传热产生怎样的影响。然后在两个通风槽钢中间位置加了一个五棱锥体,探究其流体流动情况。最后进行优化配合,找到改善电机散热的最好方案。 2018年07月01 00:00 2018年04 33 41 5231107 &nbsp;温嘉斌, 刘艳翠, 姜天一, 朱建良, 苏勇 &nbsp;基于传递控制器的 AGC 系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180409 &nbsp;针对传统的控制器在满足控制复杂系统响应快速性、准确性和鲁棒性等方面存在较大不足等问题,通过优化经典控制器增益值,提出一种基于传递函数控制理论的自动发电控制系统控制方法,首先运用动态教与学技术优化控制器参数,控制了频率偏差和区域间联络线净交换功率增量,并缩短了调节时间,然后通过模拟仿真两区、三区及大扰动系统,并与几个经典控制器的性能进行对比分析,控制效果表明传递控制器在自动发电控制系统具有良好的灵敏性和鲁棒性,对于研究自动发电控制具有很好的利用价值。 2018年07月01 00:00 2018年04 42 50 1845160 &nbsp;张伟民, 张艳霞 &nbsp;应用有限元法分析变压器绕组固有振动特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180408 &nbsp;进一步理解和掌握变压器绕组的固有振动特性,建立变压器绕组的三维有限元模型,给出变压器绕组正常与预紧力改变时的固有频率及其对应的振型。同时以某 10 k V 实体变压器绕组为试验对象,对其模态特性进行了测试分析。计算得到的变压器绕组固有振动特性与测试结果吻合良好,说明所建立的变压器绕组有限元模型的正确性。此外,变压器绕组正常状态时,前四阶固有频率对应的振型呈现不同的振动形态,且对称性较好。绕组预紧力改变时,变压器绕组各阶固有频率均随预紧力增大而增大,但增幅各异,高阶固有频率对预紧力的变化更为敏感。 2018年07月01 00:00 2018年04 51 57 2396043 &nbsp;王丰华1, 杨毅2, 何苗忠1, 杜胜磊2, 刘石2, 杨贤2 一种带有误差补偿项的折线线圈阻抗解析建模新方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180407 &nbsp;提出一种包含误差补偿项的任意折线线圈阻抗解析新模型。首先,在前人研究的基础上,通过定义外形位置因子,简化单矩形折线线圈的阻抗计算。其次,对多个单矩形折线线圈之间的相交耦合作用进行研究,建立串联等效电感模型。再次,讨论任意形状折线线圈的拆解和重构过程,研究重构过程的误差分布,并推导出误差补偿的数学表达; 进而得到任意形状折线线圈的入射场阻抗及散射场阻抗的完整解析模型。最后,对螺线形折线线圈这一典型特例进行计算,绘制阻抗平面图,并利用高精度阻抗测试仪进行物理验证实验。结果表明,所提方法能有效补偿线宽因素带来的误差,可对置于导体上方的具有不同激励频率和提离的任意形状折线线圈的阻抗进行解析计算。 2018年07月01 00:00 2018年04 58 66 2115520 &nbsp; 吴德会, 何天府, 黄一民, 苏令锌, 刘志天 &nbsp;基于电流分析的开关磁阻电机功率变换器故障检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180406 &nbsp;以开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器为研究对象,提出一种该类电机不对称半桥型功率变换器主功率元件开路与短路故障综合在线检测方法。通过对开路与短路故障机理分析,挖掘故障相电流的奇异特征,揭示主功率元件开路与短路故障下各相电流差值畸变规律,提取故障特征量,提出并建立故障特征量集合,选取各相电流两两间差值为集合中诊断判定元素,设定诊断判据,实现故障发生、故障类型与故障相的诊断。再综合分析故障相电流的退磁时间占比与功率元件通断状态识别出故障元件。仿真与实验结果表明,该方法在不同工况下均可快速准确诊断出故障详情,且无需附加任何额外传感器。 2018年07月01 00:00 2018年04 67 74 2504135 &nbsp;肖丽1, 范书瑞2, 王博文3, 申芳1, 董昊宇1 &nbsp;软磁复合材料及其在永磁无刷电机中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180405 &nbsp;为了研究软磁复合材料( SMC) 在永磁无刷电机中的应用,对叠压硅钢电机、SMC 三维磁路结构电机、SMC 二维磁路结构电机进行了对比,同时针对基于 SMC 的三维磁路结构电机难以采用通用的商用软件进行初始设计的问题,提出一种二维磁路等效设计方法。首先对 SMC 试块及50TW600 叠压硅钢试块进行了磁化特性及铁耗的对比性能测试,其次,基于试块测试结果,对三种电机进行了对比研究,接着,鉴于 SMC 三维磁路电机的结构复杂性,对其与 SMC 二维磁路结构电机的等效性进行研究,以方便 SMC 三维磁路电机的初始分析设计,最后,对 SMC 三维磁路结构电机进行了样机试制和实验,证明了 SMC 三维磁路结构电机的可行性。关键词: 软磁复合材料; 永磁无刷电机; 铁磁特性; 三维结构; 等效设计 2018年07月01 00:00 2018年04 75 80 2037801 &nbsp;徐衍亮1, 王冰冰1, 高启龙2, 张云3 &nbsp;铁心电抗器气隙边缘效应计算及影响因素 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180404 &nbsp;提出一种用于计算气隙等效导磁面积的方法: 用有限元法计算自感,将漏感从仿真所得自感中扣除,再结合主电感理论公式反推出气隙等效导磁面积扩大系数。分析了电感参数及 ANSYS计算原理; 结合对比文献论证了本方法的优越性; 实验和仿真验证了该方法的正确性; 定性分析气隙边缘效应的影响因素。研究结果表明: 主要影响因素依次为气隙长度、铁心截面积、铁心相对磁导率,且气隙长度起主导作用; 气隙等效导磁面积扩大系数与气隙长度呈正比,与铁心截面积和相对磁导率呈反比。本方法有效避免了漏电感的影响,所得结论可为铁心电抗器的设计提供参考依据。 2018年07月01 00:00 2018年04 81 88 2193286 &nbsp;官瑞杨, 魏新劳, 王永红, 陈庆国 &nbsp;清洁能源发电并网逆变器有限状态模型预测控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180403 &nbsp;针对清洁能源发电并网逆变器执行模型预测直接功率控制算法产生的延时问题,通过深入研究有限状态模型预测直接功率控制方法,设计模型预测协调控制策略,有效降低开关频率,实时更新功率器件开关状态,减小算法时滞。首先,在直接功率预测模型基础上,对输出功率进行两步预测,实现延时补偿。其次,分析价值函数对控制品质的影响机理,通过增加开关次数附加项,设计优化的价值函数,实现并网逆变器的协调控制。为验证控制系统性能,设计 5 k W 实验平台。对比不同控制策略下的实验结果表明,所设计控制策略能够减小输出功率波动,降低开关频率,灵活调节输出功率。实验结果验证了所提出控制策略的有效性 2018年07月01 00:00 2018年04 89 97 4605539 &nbsp;金楠1, 郭磊磊1, 窦智峰1, 张洋2, 韩东许 &nbsp;磁悬浮高速电机系统建模与控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180402 &nbsp;为实现磁悬浮电机的稳定悬浮运行,研究一种基于最优控制理论的控制器设计策略。在分析磁悬浮电机结构和工作原理的基础上,建立悬浮转子的运动方程,构建以气隙偏移量和控制电流为状态变量的系统状态方程,经线性化处理后,采用最优控制理论,设计闭环控制器。构建闭环系统仿真与试验平台并进行仿真与试验研究,测量径向位移和转子几何中心运动轨迹波形。仿真和实验研究结果表明,基于最优控制理论的闭环控制器可实现磁悬浮电机的稳定悬浮运行,并具有较好的动静态性能。 2018年07月01 00:00 2018年04 98 104 1329910 &nbsp;张涛1,2,3, 刘欣凤1, 莫丽红1, 倪伟1, 桑英军1, 丁卫红1) &nbsp;二自由度飞行姿态模拟器自整定控制器设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180414 &nbsp;以一套可变负载的二自由度飞行姿态模拟器为实验平台,研究变负载下的飞行器的自适应控制问题。根据继电反馈理论,采用基于继电反馈的 PID 控制的方法,设计飞行姿态模拟器的自适应控制器,并给出控制器参数和实验效果。通过理论分析和实验验证,证明自适应控制算法在飞行器控制方面的有效性和针对变负载下的自适应性,同时说明了飞行姿态模拟器是研究自适应控制和飞行器控制的非常理想的实验平台。 2018年07月01 00:00 2018年04 105 112 2749942 &nbsp;尹航1, 杨烨峰1, 赵岩2, 梁悦1, 班晓军1 &nbsp;摆动喷管电动伺服系统复合控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180415 &nbsp;针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于 Lu Gre 模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个 dual 观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变化时的拟合。采用自适应反步终端滑模算法,负载力矩估计值进行虚拟力矩补偿,同时解决控制电压与力矩干扰之间不匹配、电机电压扰动及参数变化的问题,理论分析证明所提控制算法对于匹配及非匹配不确定性都具备鲁棒性,能够保证跟踪误差最终一致有界。最后通过仿真及实验,验证了所提方法的有效性。 2018年07月01 00:00 2018年04 113 120 1400504 &nbsp;方世鹏1, 胡昌华1, 扈晓翔1, 武志辉2