基于Super-Twisting算法的内燃机车永磁同步发电系统策略研究

为了使内燃机车永磁同步发电系统在内燃机全速范围内和突变性负载条件下均能稳定控制中间直流环节电压且减小电压的脉振,采用Super-Twisting高阶滑模算法对电压外环进行控制得到给定转矩,与传统PI外环控制相比,中间直流环节电压开始的超调减小,且电压跟随性、稳定性得到提升。同时,为了提高发电系统变流器容量利用率,在矢量控制的基础上,提出改进的功率因数控制策略对电机进行控制。仿真试验表明,所提发电系统在内燃机宽转速范围、突变性负载条件下,可以得到平稳且能够快速恢复的中间直流电压。同时,发电系统在切换转矩内无功功率基本能稳定在零附近,超过切换转矩后无功功率依旧保持较低水平,提高了变流器容量利用率。     

一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送入相应的滞环控制器,从电压矢量有限集中选择合适的电压矢量以确保预测的磁链和转矩分别在各自的滞环内;另一方面,引入代价函数和优化策略,选择不同情况下相应的最优电压矢量,且可以同时考虑电流保护等额外的控制目标。在一台凸极PMSM驱动平台上对所提出的控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制策略能够有效地将转矩控制在滞环内,验证了该策略的有效性。     

基于改进快速幂次趋近律的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机(PMSM)滑模控制指数趋近律中趋近速度与抖振之间的矛盾问题,基于快速幂次趋近律提出一种幂次项系数自适应调节的新型趋近律。所提趋近律将系统状态引入幂次项系数中,实现了系统状态由较远处到滑模面附近的趋近过程中加入幂次项的作用,在保证幂次项特点的前提下,动态响应过程的收敛速度大大提高。负载转矩是滑模速度控制器中的一个扰动项,设计了带有幂次项的滑模观测器,将观测值作为转矩前馈补偿。仿真结果表明,与快速幂次趋近律相比,所提趋近律具有更快的收敛速度,负载观测器能准确跟踪负载变化,提升了系统抗扰性能。     

基于矢量拟合法的永磁同步电机EMI模型

电动汽车中永磁同步电机常采用星型联结,因此建立星型联结的永磁同步电机高频阻抗模型是有必要的。首先,采用常见的电机EMI模型（π型）作为星型联结的永磁同步电机EMI模型,使用矢量拟合法推导电机EMI模型等效电路的阶数。在20 Hz~30 MHz范围内,永磁同步电机π型EMI模型的等效电路需要225个储能元件,为了降低电机EMI模型等效电路的复杂性,进一步分析了Γ型阻抗模型和反Γ型阻抗模型,将星型联结的永磁同步电机EMI模型的等效电路储能元件数降到56个。通过对比3种阻抗模型的端口阻抗特性,验证EMI模型优化方法的可行性。将电机EMI模型的等效电路代入电机驱动EMI仿真系统中进行时域仿真,仿真时域波形经EMI接收机模型处理得到噪声频谱。在150 kHz~30 MHz频率范围内,电动机驱动系统EMI接收机测试结果与仿真结果基本一致。     

Influence of heat treatment on fracture and magnetic properties of radially oriented Sm2Co17 permanent magnets

The quenching, fracture and aging treatment of radially oriented Sm2Co17 ring magnets were investigated. The results indicate that the ring magnets have obvious anisotropy of thermal expansion, which easily leads to the splits of the magnets during quenching. The fracture is brittle cleavage fracture. The difference （Aa） of the expansion coefficient reaches the maximum value at 800-850 ℃. So, various quenching processes at different steps are adopted in order to reduce the splits. When the magnets are aged, 1：5 phase precipitates from the 2：17 matrix phase and forms a cellular microstructure with 2：17 phase. BHmax and JHc reach the maximum value 226 kJ/m^3 and 2 170 kA/m after being aged at 850 ℃ for 4 h and 8 h, respectively. The aging treatment at 850 ℃ has little influence on remanence（Br）, which can always keep a high value （≥1.0 T）. Through appropriate heat treatment, the ring magnets have uniform cellular microstructure and excellent magnetic properties： Br ≥ 1.0T, JHc ≥2 100 kA/m, BHmax ≥ 220 kJ/m^3.     

Nanocrystalline Nd2Fe14B／α—Fe permanent magnet

Nd8.5Fe75Co5Cu1Zr3Nb1B6.5bonded magnet was prepared by melt-spinning(vs=18m/s)and subsequent heat treatment(670℃，4min).Excellent magnetic properties of the bonded magnet were achieved:Br=0.68T,iHc=620.3kA/m,(BH)max=74kJ/m^3.The addition of Cu and Zr elements shows to be advantageous in improving an intrinsic coercivity and squareness of hysteresis loop,as well as energy product.In has a remarkable remanence enhancement and the isotropic saturation remanence ratio Mr/Ms is 0.83.     

基于受扰动的PMSM系统动力学研究及模拟

借助Lyapunov函数稳定性理论和最优化理论研究了永磁同步电动机系统解的界,得到了它的界估计。通过计算机模拟,数值模拟验证了计算理论的可行性。     

四相永磁容错电机短路故障容错策略

四相永磁容错电机采用被容错齿隔开的集中式绕组结构,本质上具有一定的容错能力和故障出现后连续运行的能力.针对H桥和星形这两种驱动拓扑结构,在发生单相绕组出线端部短路时,以容错控制后的转矩满足正常需求为目标,分别采用直接转矩补偿方法和旋转磁动势不变方法进行容错控制;对两种容错控制策略进行了推导和对比分析,并对相关结果进行了磁-路联合仿真计算,验证了理论分析的正确性.     

影响骨质瓷热稳定的因素及其改善途径

针对骨质瓷的显微结构特征，依据热稳定性判据，从工艺角度全面分析了影响骨质瓷热稳定性的诸多因素，提出了改善其热稳定性的途径。     

长河坝水电站初期导流洞下闸封堵方案优选研究

长河坝水电站初期导流洞堵头挡正常蓄水位的水头高达212.00 m,封堵工程量大、程序复杂、直接影响电站发电工期。结合导流洞封堵施工的特点,通过结构稳定计算分析,拟定永久堵头挡水、闸门挡水、临时堵头与永久堵头结合、2号导流洞堵头位置下移4种下闸封堵方案,并从发电工期、施工进度、工程结构安全、工程投资等方面进行全面的经济技术比较,进而优选出最佳方案。研究成果可为类似高堆石坝工程导流洞的下闸封堵设计提供借鉴。