多相异步电机不对称运行的研究

文章从三相异步电机的分析出发，对六相异步电机缺相的不对称运行进行了分析。通过两者的比较，可以发现六相异步电机具有优越的性能。在此基础上推导出具有普遍意义的多相异步电机在缺相状态下的矢量调制。     

多相异步电动机不对称运行仿真研究

从三相异步电动机的理论出发,对六相异步电动机缺相不对称运行进行了分析。通过两者的仿真比较,可以发现六相异步电机具有优越的性能。在此基础上推导出具有普遍意义的多相异步电机在缺相状态下的矢量调制。     

六相异步电机的绕组结构及其仿真研究

本文阐述了多相电机相数的定义和六相异步电机的绕组结构,建立了六相异步电机静止坐标系下的仿真模型,给出了用Matlab/Simulink实现的具体步骤.仿真结果表明该模型的有效性,为研究不同工况下,特别是缺相运行时六相异步电机的动态性能仿真奠定基础,并极易扩展到任意相交流电机的建模和仿真研究中.     

六相异步电机的绕组结构及其仿真研究

本文阐述了多相电机相数的定义和六相异步电机的绕组结构，建立了六相异步电机静止坐标系下的仿真模型，给出了用Matlab／Simulink实现的具体步骤。仿真结果表明该模型的有效性，为研究不同工况下，特别是缺相运行时六相异步电机的动态性能仿真奠定基础，并极易扩展到任意相交流电机的建模和仿真研究中。     

三相异步电机缺相运行分析与实验

在航空航天、机车以及核工业等工业应用中,如何使三相电机变频调速系统在缺相情况下继续运行,是衡量系统可靠性的一个重要指标.运用对称分量法,对三相异步电机缺相运行进行了详细的稳态分析,给出了电压方程和转矩方程,指出电机缺相运行带载能力大大降低以及采用传统Volts/Hz控制的可行性,并探讨了缺相情况下的矢量控制方案,最后给出了实验结果,验证了分析的正确性.     

基于HIL仿真试验平台的动车组电机缺相故障研究

牵引控制系统中异步电机定子绕组发生故障,导致定子绕组不对称连接,严重影响动车组(EMU)牵引控制系统的安全稳定运行。针对牵引控制系统中异步电机定子一相绕组缺相故障,考虑端电压约束条件,推导电机一相缺相的数学模型,并基于硬件在环(HIL)仿真试验平台对数学模型进行验证。详细阐述了HIL测试平台的系统框架,设计实现方法,软硬件连接配置。将Xilinx软件下搭建的电机缺相数学模型下载至dSPACE仿真机上运行,与牵引控制单元(TCU)连接,进行HIL仿真,通过检测算法对电机缺相故障作出判断与处理。结果表明该仿真测试平台的有效性,可提供接近真实的测试环境,为牵引控制系统电机缺相故障诊断与算法功能开发提供了理论基础和设计依据。     

一种能提高功率因数的缺相保护电路

给出三相交流异步电机在完成缺相保护的前提下,同时又实现功率补偿的电路,阐述了其工作原理,并介绍元件参数的计算与选择。     

六相异步电机的分组式SVPWM控制的研究

提出了基于电力电子系统集成概念的六相异步电机分组式变频调速系统。以SVPWM调制方法为例,讨论了六相异步电机分组式控制的实现。理论研究和仿真表明,为使电源的利用效率最高和产生的电磁转矩最大,应保证两套三相电源的相位差和两套绕组之间的空间夹角相等;但不用严格做到恒相位差同步,分组式逆变模块之间的通讯要求不高。因此六相异步电机的分组式控制是比较容易实现的,扩展开来,采用同样的思路也可以实现其它多相(3的倍数相)电机的分组式SVPWM控制。     

六相永磁同步电机缺相容错控制

为了实现六相永磁同步电机缺相后的矢量控制,根据定子磁势不变的原则,以铜耗最小为目标,对双Y移相30°六相永磁同步电机缺一相绕组的电流进行优化求解。根据所求得的优化电流,获得缺相后的变换矩阵,从而建立缺一相的六相永磁同步电机旋转坐标系下数学模型,并由此提出缺相后的解耦矢量控制方法。分析漏感和空间谐波对该容错控制下转矩脉动的影响,提出相应的抑制方法。实验验证了六相永磁同步电机容错控制算法的正确性,其有效减少了缺相后的转矩脉动,且具有较好的动态性能,提高了驱动系统的可靠性。     

双三相异步电机不对称运行的研究

采用空间矢量解耦的方法将定子缺相的双三相异步电机在静止坐标系d-q子空间中等效为一个不对称的两相电机,借助于进一步的等效转换,得到在旋转同步坐标系d-q子空间中的对称两相电机.再用转子磁场定向矢量控制的方法建立电机的数学模型,讨论为保持定子的圆形旋转磁势而采用定子电流矢量调制的方法,最后进行仿真验证.     

Multi-phase induction machine drive research—a survey

Due to the potential benefits resulting from the use of a phase order higher than three in transmission, some interest has also grown in the area of multi-phase machine. For machine drive applications, multi-phase system could potentially meet the demand for high power electric drive systems, which are both rugged and energy-efficient. High phase number drives possess several advantages over conventional three-phase drives such as: reducing the amplitude and increasing the frequency of torque pulsation, reducing the rotor harmonic currents, reducing the current per phase without increasing the voltage per phase, lowering the dc link current harmonics, higher reliability and increased power in the same frame. The high phase order drive is likely to remain limited to specialized applications where high reliability is demanded such as electric/hybrid vehicles, aerospace applications, ship propulsion, and high power application where a combination of several solid state devices form one leg of the drive. The research has been underway for the last two decades to investigate the various issues related to the use of multi-phase machine as a potential alternative to the conventional three-phase machine. This paper, therefore, reviews the progress made in multi-phase induction machine drive research and development since its inception. Attempts are made to highlight the current and future issues involved for the development of multi-phase induction machine drive technology for future application.     

表贴式多相永磁电机永磁体3次谐波削极分析

表贴式多相永磁电机的永磁体形状是影响永磁电机电磁性能的一个重要因素。以一台六相永磁同步电机为例,推导了将少量3次谐波注入正弦削极的永磁体时其厚度表达式,并对偏心削极和3次谐波削极的气隙磁场密度、空载反电动势和平均输出转矩进行了仿真分析。分析计算结果表明相对于偏心削极,谐波削极能有效提高永磁电机的输出转矩,可为多相永磁电机工程设计提供参考。     

MRAS-based sensorless control of a vector controlled five-phase induction motor drive

Multi-phase ac motor drives are nowadays considered for various applications, due to numerous advantages that they offer when compared to their three-phase counterparts. In principle, control methods for multi-phase machines are the same as for three-phase machines. Variable speed induction motor drives without mechanical speed sensors at the motor shaft have the attractions of low cost and high reliability. To replace the sensor, information of the rotor speed is extracted from measured stator currents and voltages at motor terminals. Vector controlled drives require estimating the magnitude and spatial orientation of the fundamental magnetic flux waves in the stator or in the rotor. Open-loop estimators and closed-loop observers are used for this purpose. They differ with respect to accuracy, robustness, and sensitivity against model parameter variations. This paper analyses operation of an open-loop and model reference adaptive system (MRAS)-based sensorless control of vector controlled five-phase induction machine with current control in the stationary reference frame. The MRAS-based sensorless operation of a three-phase induction machine is well established and the same principle is extended in this paper for an IRFOC five-phase induction machine. Performance, obtainable with hysteresis current control, is illustrated for a number of operating conditions on the basis of simulation results. Full decoupling of rotor flux control and torque control is realised. Dynamics, achievable with a five-phase vector controlled induction machine, are shown to be essentially identical to those obtainable with a three-phase induction machine. Experimental verification is also provided.     

多相感应电动机的气隙磁势谐波分析

采用绕组函数法分析多相感应电动机定子绕组为正弦分布、集中整距和短距分布等形式时气隙磁势谐波的分布,在此基础上简单讨论建立对应的电机数学模型。由于多相电机具有转矩大,定子绕组分布和激励形式灵活的特点,相比传统三相电机其优点显著。     

五相异步电机的SVPWM控制技术

通过对三相空间矢量脉宽调制技术的扩展，提出一种可以推广到多相的五相空间矢量脉宽调制技术，对该控制技术和调制方法进行了深入研究，并利用DSP硬件实验系统验证了该控制技术的可行性，取得了较好的效果。     

五相逆变器的空间矢量PWM控制

多相逆变器由于电压矢量的增加，其空间矢量PWM(SVPWM)控制同三相电机相比具有更大的灵活性，文中通过对五相逆变器电压矢量空间的分析，认为多相逆变器空间矢量PWM控制的线性调制范围及形成的电机定子磁通要优于三相电机。根据五相逆变器的结构特点，在传统的最近两矢量SVPWM(NTV-SVPWM)控制的基础上，提出了两种新的五相逆变器SVPWM控制方式：最近四矢量SVPWM(NFV-SVPWM)控制和最小开关损耗SVPWM(MSL-SVPWM)控制。推导了3种控制方式下的目标输出电压函数及波形，通过对比分析，认为：NTV-SVPWM控制含有较大的低次谐波，不适宜用于多相控制：NFV-SVPWM控制的输出谐波最小，MSL-SVPWM控制的开关损耗最小，分别适用于低调制指数和高调制指数工作区。利用MATLAB对五相同步电机调速控制系统进行了仿真研究，仿真结果验证了上述结论。     

OPTIMAL PERFORMANCE OF DOUBLE OUTPUT INDUCTION GENERATOR USED IN WECS

ABSTRACT

In this paper a new technique for optimizing the power generated by a double output induction generator (DOIG) is established. The proposed control strategy ensures stable operation of the DOIG within a wide speed range without overheating the machine. The proposed scheme employed a controllable rectifier, a d. c. link, an inverter, and an isolating transformer in the rotor circuit. Variation of firing angles, overlap angle, voltages, and powers with speed are deduced. Experimental results are given. Results showed that twice the rated machine power is generated at S=-l.     

抑制分数槽永磁电机轴电压定子斜槽法

特定极槽配合的分数槽永磁电机在空载情况下会产生固有轴电压,对轴承有着不可忽视的危害,同时对电机运行的稳定性及安全性也会造成极大的影响。斜槽作为电机性能优化的常用方法,对谐波的削弱也有着很好的效果,故可以采用定子斜槽法来削弱永磁电机空载轴电压的主要谐波。首先,基于磁路原理和法拉第电磁感应定律,推导出考虑斜槽时的分数槽永磁电机空载轴电压的解析模型,分析轴电压的主要谐波成分与斜槽数的关系,给出可使轴电压得到削弱的最佳斜槽数,然后利用二维有限元法分析了不同斜槽度下的4台分数槽永磁电机的空载轴电压,结果证明了解析分析的正确性和有效性。