短初级单边直线感应电机边端效应分析

短初级直线感应电机因结构简单、可靠性高等优点被广泛应用于轨道交通系统.针对直线感应电机结构特点,分析了电机的边端效应和计算方法.研究了考虑边端效应的等效电路,对比分析了考虑第二类边端效应时,电机在不同速度下的电机推力特性,并通过试验验证了计算的有效性和实用性,为电机设计提供参考.     

双初级耦合直线感应电动机集总参数模型

在动子进行高速大推力运动场合,直线感应电动机可以设计为N(N≥2)台电机初级绕组上下并联布置共用一个次级的结构形式.本文针对N=2的情形,分析了双初级耦合直线感应电动机上下初级绕组边缘气隙磁场耦合和次级涡流路径耦合关系,在此基础上针对双初级耦合直线感应电动机中双初级上下定子单独通电、双初级同时通入同向电流、双初级同时通入反向电流等不同工况,建立了统一的集总参数模型,并进行了耦合参数的辨识.模型计算和小型试验样机实验结果吻合较好,证明了理论分析的正确性.     

短初级单边直线感应电机新型等效电路

基于直线感应电机一维电磁场分析,考虑直线电机端部效应、初级端部半填充槽、磁路饱和、次级背铁电阻等影响,认为端部效应将影响电机的互感和次级电阻,对此采用系数K￠x(s)和C￠x(s)、Kr(s)和Cr(s)进行修正,给出计入修正系数的直线电机单相T型等效电路模型。根据功率守恒原则,对电机三相电压、磁链和电流进行派克变换,得到两相同步坐标系下的数学方程和等值电路,其形式与旋转电机相统一,有利于此类电机运行控制的实现。对电机起动点的4个校正系数、互感和次级电阻进行分析计算,并对不同工况下的推力分别进行理论研究和实验测试。测试结果与理论分析吻合较好,表明所得模型可行,具有一定的工程应用价值。     

计及铁心饱和直线感应电动机模型及参数研究

在整体尺寸受限的大载荷运输场合,为提高直线感应电动机的功率密度和推力密度,电机需要运行在大电流（10kA以上）工况,此时电机铁心处于饱和状态。对铁心饱和直线感应电动机的模型进行了理论分析,并利用试验摸索了铁心饱和规律,得到了铁心饱和程度随电流增大而增加,随转差频率增大而减弱的结论。在铁心饱和规律的基础上,利用最小二乘法分别基于实测电磁推力频率曲线和端口电压实测曲线对不同饱和工况下的激磁电感和定子漏感进行辨识。上述规律的正确性、参数辨识方法的可行性及精度通过峰值功率为100MW、最大出力为400kN的大功率直线感应电动机实验系统进行了验证,为铁心饱和直线感应电动机的模型和参数的精确获取提供了参考。     

高速长初级直线感应电动机纵向边端效应研究

长初级双边型直线感应电动机(double-sided linear induction motor,DSLIM)的运行方式和边界条件与短初级DSLIM不同,因而纵向边端效应对电机性能的影响存在较大差异。依据电磁场理论对长初级DSLIM的动态纵向边端效应进行分析,导出了电机的等效电路模型及其修正系数,结果表明该类型电机在高速运行时纵向边端效应并不明显,通过选择合适的次级极数和工作转差率,长初级DSLIM的纵向边端效应将远小于短初级DSLIM。利用MAXWELL 3D软件构建了电机的三维有限元分析模型,得到了电机的气隙磁场分布和电磁推力曲线。设计实验用原型样机进行了实验,验证了等效电路模型的有效性和实用性     

直线感应电机模型分析及参数辨识方法综述

直线感应电机具有边缘效应,归类总结了直线感应电机考虑边缘效应的模型分析方法,概括了现有的直线感应电机参数辨识方法,针对直线感应电机的特点指出了在参数辨识中应该特别注意的问题.     

一种基于静态特性的直线感应电机参数辨识方法

直线感应电机(LIM)具有机械间隙大、定转子漏感差别明显、边缘效应影响等特点,准确测量电机参数难度较大.通常的电机空载试验参数测量方法在直线轨道上难于实施,特别是用于地铁和磁浮列车牵引的直线电机,由于运动位置重复性差,在线辨识实现困难.本文提出一种新的基于变频器驱动的直线感应电机等效电路参数辨识方法,利用不同频率时的电机推力、变频器输出电压和电流等静态堵转特性,结合最小二乘法推算出适合控制用的直线感应电机等效电路中的初级电阻、漏感、次级等效电阻和漏感参数.测量设备即为实际驱动电机的变频器.对一台基于直线感应电机牵引系统的测试结果表明了该方法的有效性.     

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机运行速度变化,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致控制电机动态性能变差。本文采用模型参考自适应系统进行直线感应在线参数辨识,推导了直线感应电机状态空间方程,提出一种直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。本文建立的电机状态观测器能够准确计算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好,实验和仿真结果表明电机励磁电感参数计算准确,能够正确反映动态边端效应对电机励磁参数影响的物理特性,即电机励磁电感随速度增加而减小。     

基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法

针对直线感应电机初级漏感和次级漏感不相等的特性,提出了一种基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法,将堵转试验的等效电路改进后得到方程组计算电机的参数。将此方法应用于一额定电压30V的直线感应电机参数辨识中,试验结果与传统方法得到的试验结果比较,证明了所提出的方法提高了辨识精度。     

阀控式铅酸蓄电池的等效电路模型和参数辨识

电池模型是研究电池性能的重要工具,根据阀控式铅酸蓄电池的特性,建立一种能反应其内部特性的二阶RC电路等效模型。然后根据模型,推导出能够反映出电池性能的开路电压和内阻。设计伪随机序列作为模型激励,对铅酸电池在特定条件下的充放电实验进行模拟,利用基于遗忘因子的最小递推二乘法进行模型参数辨识。通过端电压比较法对辨识结果进行验证,结果表明:采用M序列作为激励的参数辨识方法,能够准确有效地辨识阀控式铅酸电池等效电路模型的参数,并可以对其参数的获取提供理论基础与支持。二阶等效电路模型及基于递推最小二乘算法的模型参数的辨识结果可以精确地进行充放电过程仿真。     

Equivalent circuit of linear induction motor

An equivalent circuit of the linear induction motor that makes it possible to greatly simplify the procedure for calculating the operational and start-up performances of linear and arc-stator motors is presented.     

新型铝硫电池的等效电路模型及参数辨识

铝硫电池作为一种低成本,安全高效的新电池技术,成为电池储能的发展方向之一。与传统锂离子、铝离子、钠离子电池的充放电原理不同,铝硫电池的充放电过程是一个多步连续的氧化还原反应,因此铝硫电池的充放电曲线与工作特性都较为特殊。针对新型铝硫电池的进一步应用还存在着没有电池模型的问题,以及铝硫电池与传统阳离子电池不同的工作原理与特点,文中提出了一种基于二阶RC等效电路模型的铝硫电池等效电路模型,并使用HPPC测试数据,实现了模型参数的离线辨识。通过仿真平台的模拟测试,证明该模型在低电流及中等电流条件下具有良好的准确性,可以满足铝硫电池在下一步电池荷电状态估计中对模型精确度的要求,实用性很高。     

Sensorless vector control of induction motors at very low speed using a nonlinear inverter model and parameter identification

The performance of vector-controlled induction motor drives without a speed sensor is generally poor at very low speed. The reasons are offset and drift components in the acquired feedback signals, voltage distortions caused by the nonlinear behavior of the switching converter, and the increased sensitivity against model parameter mismatch. New modeling and identification techniques are proposed to overcome these problems. A pure integrator is employed for stator flux estimation which permits high-estimation bandwidth. Compensation of the drift components is done by offset identification. The nonlinear voltage distortions are corrected by a self-adjusting inverter model. A further improvement is a novel method for online adaptation of the stator resistance. Experiments demonstrate smooth steady-state operation and high dynamic performance at extremely low speed.     

Nonlinear systems time-varying parameter estimation: Application to induction motors

In this paper, an algorithm for time-varying parameter estimation for a large class of nonlinear systems is presented. The proof of the convergence of the estimates to their true values is achieved using Lyapunov theories and does not require that the classical persistent excitation condition be satisfied by the input signal. Since the induction motor (IM) is widely used in several industrial sectors, the algorithm developed is potentially useful for adjusting the controller parameters of variable speed drives. The method proposed is simple and easily implementable in real-time. The application of this approach to on-line estimation of the rotor resistance of IM shows a rapidly converging estimate in spite of measurement noise, discretization effects, parameter uncertainties (e.g. inaccuracies on motor inductance values) and modeling inaccuracies. The robustness analysis for this IM application also revealed that the proposed scheme is insensitive to the stator resistance variations within a wide range. The merits of the proposed algorithm in the case of on-line time-varying rotor resistance estimation are demonstrated via experimental results in various operating conditions of the induction motor. The experimental results obtained demonstrate that the application of the proposed algorithm to update on-line the parameters of an adaptive controller (e.g. IM and synchronous machines adaptive control) can improve the efficiency of the industrial process. The other interesting features of the proposed method include fault detection/estimation and adaptive control of IM and synchronous machines.     

感应电机龙伯格-滑模观测器参数辨识方法

针对混合动力汽车用感应电机模型参数时变性突出的问题,研究感应电机多模型参数在线辨识算法.依据龙伯格观测器和滑模控制理论,提出龙伯格-滑模观测器在线辨识感应电机模型参数的新方法.该方法将龙伯格-滑模观测器和自适应辨识算法结合起来对定子电流和转子磁链同时进行在线实时跟踪和自适应调节,利用定子电流估计变量的动态误差,在李亚普...