基于比例增益补偿的永磁同步电机转速平滑控制

在永磁同步电机驱动系统中,由死区效应、磁链谐波和电流采样误差等非理想因素导致的周期性扰动转矩会造成转速波动。针对这一问题,该文提出了一种对各主要频次转速波动分量进行比例增益补偿的转速波动抑制策略。首先利用卡尔曼滤波对各主要频次转速波动分量进行估算,并将这些转速波动分量与PI控制器并联,嵌入到转速控制环的前向通道中。然后,根据系统对周期性扰动转矩的衰减程度,选取各主要频次转速波动分量对应的比例增益补偿值,从而实现对周期性扰动转矩的抑制。实验结果表明,所提出的策略能够有效改善电机的稳态控制性能。     

改进型偏差耦合多电机转速同步控制

传统偏差耦合多电机同步控制系统中,系统的跟踪性能与同步性能相互耦合,难以兼顾。此外,在多电机系统起动阶段,传统偏差耦合控制结构跟踪误差补偿量较大,在输出限幅的作用下,各台电机电流环输入参考转矩相等,而负载不均导致各台电机加速度不等,致使转速同步误差增大。针对以上问题,该文首先运用线性系统校正原理设计了改进型偏差耦合控制结构,实现了系统的同步性能与跟踪性能的解耦调节;并在转速环部分增加了输出选择器,设计了输出选择函数,将跟踪误差补偿量按一定比例减小至限幅值以下,使得同步误差补偿量的作用更加突出,在多电机系统起动阶段减小了系统同步误差。最后在3台永磁电机平台上进行了仿真和实验,结果验证了该文所提改进型偏差耦合控制结构的有效性和可行性。     

永磁电机增量式直接预测速度控制

直接预测速度控制是实现永磁电机高性能无级联速度控制结构的理想方案,为解决其存在的在线计算负担重、控制自由度受限问题,基于此针对两电平电压型逆变器驱动的永磁电机系统,提出一种增量式直接预测速度控制策略,以期提升电机系统的转速动态控制性能.在所提出策略中,首先,为降低算法在线计算量,根据增量式预测模型建模理论,构建出低复杂度增量式速度预测模型,可在线实现宽时域内的多步速度预测,以增强算法稳定性. 其次,为增加算法控制自由度,扩充虚拟电压矢量至算法控制集,并设计出与之配合的边界矢量合成方法和两阶段穷举寻优方法,以尽可能的降低穷举次数,可以较低的计算量筛选出最优输出电压矢量. 在增量式速度预测模型和扩张控制集的辅助下,所提出策略可在不显著增加在线计算量的基础上,保证算法具备较为优良的转速动、静态性能. 实验结果表明,相比于传统策略,所提出控制策略不仅能够实现对参考转速的无静差平稳跟踪,且转速动态调控能力更优,并具备一定的参数鲁棒性.     

永磁同步发电机与Boost斩波型变换器非线性速度控制

直驱式永磁同步风电系统电机侧变换器的一种常见拓扑结构为二极管整流桥后接Boost斩波电路。此结构具有较强的非线性,采用普通PI控制器很难使系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。针对其非线性特性,分区间建立了发电机与变换器整体非线性数学模型,在单区间内采用输入-输出反馈线性化方法将非线性系统转换为线性系统,在此基础上设计了转速最优控制器。该设计方法数学转换过程较为简单,参数整定方法较为成熟,且不同区间内线性控制器的参数相同。通过一套3kVA的实验系统,验证了该方法能明显改善系统动态性能,对此类风电系统电机侧变换器控制策略的设计具有一定的参考价值。     

液体媒质非接触型压电超声马达机理研究

介绍了一种液体媒质非接触型压电超声马达；这种马达的定子与转子是不接触的，且转子处于液体媒质中，定子压电振动所产生的能量通过定、转子间的液体传递给转子，从而驱动转子旋转，是压电超声马达的一个新的研究领域，文章给出了液体媒质非接触型压电超声马达的结构及驱动电路，对其运行机理进行了分析，并对目前存在的问题及进一步的研究方向作了阐述。     

行波接触型超声波电机定子齿对电机性能的影响

本文对行波接触型超声波电机定子振动情况进行了分析，得到定子振动的固有频率和幅频特性，阐述了电机中定子齿的设置对定子振动的作用。针对三种不同的定子环模型，分别讨论了定子齿对固有频率、振幅及电机转速的影响，计算结果与实验测试结果相符合。     

PWM逆变器的控制参数对死区效应的影响

本文运用数字仿真方法，计算、讨论了PWM逆变器的控制参数（加载波频率、输出电压基波频率和调制度）对死区效应的影响，并用实验方法验证了理论分析的结果。本文得出的结论对于深入研究，提高PWM逆变器的性能，以及正确、有效地使用由其构成的各种交流传动装置（如变频器）是非常有用的。     

电动自行车用无刷直流电动机优化设计

根据电动自行车用无刷直流电动机的结构形式，对其磁路进行了分析，得出电机的等值磁路图；并以１３５Ｗ、８极电动自行车用无刷直流电动机为例，选用稀土永磁材料ＮｄＦｅＢ，采用混合ＳＵＭＴ法结合ＨｏｏｋｅＪｅｅｖｅｓ法及约束条件转换法对该电机进行优化设计，在满足各项性能指标的前提下，取得良好的优化效果。     

同步发电机定子绕组内部故障数值分析

对研究发电机内部故障的不同分析方法进行比较, 应用场路耦合法对发电机定予绕组内部故障建模。利用发电机动模实验研究方法,验证该模型的正确性。并基于快速傅里叶变换和小波变换技术,对不同运行工况下同步发电机定子绕组内部匝间短路故障的时频稳态和暂态特性进行相应的数值分析。数值分析结果表明不同励磁条件、不同负载、不同位置的定子绕组内部匝间短路具有不同的电气故障特征,要实现良好的同步发电机定子绕组内部保护必须综合考虑各种影响因素。这给发电机定子绕组的内部故障诊断和保护提供更多的理论和实验依据。同时通过实验分析表明,不同的同步电机发生内部故障时其故障规律可能有所不同。