并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计

LCL型滤波器因具有更优的高频谐波衰减性和滤波效果被广泛应用于并网逆变器中,但其参数设计较为复杂。提出了一种新的LCL型滤波器参数优化设计方案,建立以纹波电流最小化、谐波衰减最大化和功率损耗最小化的多个目标优化设计模型。运用熵值权重法转换为单目标优化模型并利用遗传算法对优化模型求解。在MATLAB/Simulink中搭建基于LCL滤波器的并网逆变器仿真模型,验证了该优化方案的适用性。与现有方法相比,文中的优化方法在保证滤波效果的前提下,具有更好的谐波衰减性能,抑制纹波的能力及更小的功率损耗。     

双三相永磁同步发电机多目标优化设计

为实现双三相永磁同步发电机(PMSG)的低固有电压调整率、高发电效率和低成本的特性,研究了侧重于降低固有电压调整率的多目标优化设计方案。采用解析法建立单元电机磁链模型,以永磁体磁化方向长度、永磁体所跨弧长和单元电机相绕组匝数为设计变量,分析上述参数对固有电压调整率、发电效率等评价指标的影响,并提出了基于权重系数的多目标优化函数。分别用标准遗传算法(SGA)、差分进化算法(DE)和基于以上2种算法的混合遗传算法(HGA)优化设计参数并进行对比。试验结果表明,HGA优化效果与设计目标具有良好的一致性,与初始设计参数相比,优化后的电机输出能力以及稳压能力均有所改善。     

永磁直流电动机参数的粒子群算法优化设计

为提高永磁直流电动机实际运行性能,分析影响永磁直流电动机性能的主要可变设计参数,同时对电机优化设计中的优化目标、优化设计变量以及约束函数进行了研究。使用带有动态渐变惯性因子的粒子群法对电机的主要工作参数进行优化,同时与传统优化算法中正多面体法做出对比,使用VB软件完成了永磁直流电动机CAD系统优化设计模块的开发。优化结果显示,粒子群算法在电机参数的优化设计中有着较为良好的优化效果,永磁直流电动机运行效率得到了提高。     

基于效率及温升的轴向磁通永磁电机优化设计

从定子无铁心轴向磁通永磁电机高效率低温升的优化设计目标出发,对拟设计电机进行单变量参数化分析和多维优化设计。通过建立无铁心轴向磁通永磁电机的参数化等效磁网络模型和集总参数等效热网络模型,并使用MATLAB编程计算各组参数下电机的各部分损耗、电机效率及各部分温升变化,实现电机的参数分析和性能计算。文中综合考虑电机效率和温升最优区域在多维设计空间的分布,寻找满足约束条件的最优设计值,并根据优化设计的电机参数设计一台无铁心轴向磁通永磁电机,实测典型工况下电机的性能,与仿真的电机效率和温升结果进行对比,验证了优化设计方法的可行性和有效性。     

±800kV特高压直流输电工程交流滤波器优化设计

高压直流输电的换流器向交流电网注入大量谐波,因此必须在换流站装设交流滤波器对这些谐波加以抑制,为此改进了交流滤波器的传统设计方法,提出了以寿命周期成本最小为目标,同时满足多项谐波限制标准等约束条件的交流滤波器参数优化设计方法。利用该优化设计方法,针对我国在建的±800kV向家坝—上海特高压直流试验示范工程,建立了由双调谐高通型滤波器、三调谐高通型滤波器以及并联电容器构成的交流滤波系统优化数学模型,并利用遗传算法分别计算产生了整流站和逆变站交流滤波器的5种优化方案。通过进一步优化对比,从中选出了交流滤波器的最优方案,给出了最优滤波器的参数计算结果。采用的优化设计方法为高压直流输电工程交流滤波器的设计提供了一种新的设计思路。     

基于正交方法的风冷电机散热筋优化设计

风冷电机散热筋参数组合多,优化设计时若全面计算,分析耗时长。文章采用CFD方法对风冷电机机壳散热性能进行仿真,并引入正交设计方法,对散热筋参数组合进行分析,将计算工作量减少了2/3,大大提升了优化设计效率。通过正交对比,获得了散热筋厚度、高度和数量的较优水平组合方案,并通过极差分析,确定了散热筋高度是该设计组合方案中影响机壳综合散热性能和周向散热均匀性的最关键因素。所采用的正交设计方法对电机冷却结构的优化设计具有工程指导意义。     

一种无源滤波器的优化设计方法

在分析传统无源滤波器设计的基础上,提出了基于随机权重的遗传算法来求解无源滤波器参数的方案,从谐波抑制、经济指标、无功功率补偿等多目标综合优化无源滤波器参数,通过编程实现了无源滤波器参数的优化。同时,提出用“滤波效益”指标来衡量谐波抑制的性能。并由滤波性能、经济性和无功补偿三方面,分别对优化设计和传统设计所得到的无源滤波器参数进行了实验对比研究。实验结果验证了无源滤波器多目标参数优化设计的合理性。     

基于双CT结构磁耦合技术的无人机无线充电设计

针对电网输电线路中无人机巡检续航能力不足的问题,本文提出了基于共振磁耦合的无人机无线充电方案,基于高压取能模块实验平台分析了双CT结构高压取能的技术可行性,研究了匝数对CT取能参数的影响,设计了取能模块的电源电路,包括外围电路参数设计和电池管理流程设计;实现了对无线充电单元绕组的参数优化设计。研究内容可提升输电线路巡检...     

随机走步法在电机优化设计中的应用

随着计算机的普及,电机设计的最优化已采用计算机辅助设计。在电机优化设计中,设计参数和目标函数之间存在高度非线性的关系,就是目标函数本身也无法用解析式来表达,更不用说求出它们的导数了。因此,人们通常采用直接搜索法来寻优。常用的方法有HOOK-Jeeves法,Powell法及单纯形法等等。但对于电机优化设计而言,上述方法有时会由于初始点或寻优的步长选择不当而导致寻优失败,所获的结果仅仅为局     

电感集成式大容量高频变压器精细化设计方法

针对固态变压器用电感集成式大容量高频变压器进行优化设计,分析了高频变压器漏电感参数、磁芯高频损耗、绕组高频损耗以及温升的计算方法。在此基础上,利用自由参数扫描法建立了大容量高频变压器优化设计流程。按照最优设计方案制作了一台5kHz/10kW纳米晶磁芯高频变压器模型,并对其参数进行实验测试。将解析设计与有限元仿真和实验测量结果进行对比,结果表明模型漏电感、交流电阻和磁芯损耗的相对偏差分别为2.85%、1.49%和5.35%,验证了所提设计方法的有效性。     

普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择

本文通过数学推导的方法定量地分析了普通圆柱蜗杆传动主要参数q和Z_1对传动结构尺寸、中心距、减速器体积及镶齿齿冠体积的影响.从而为合理选择传动各参数,以获得更紧凑的结构提供了理论依据和实际方法.     

NGW型行星齿轮减速器的模糊优化设计

运用模糊数学的原理和最优设计方法，以ＮＧＷ型二级行星齿轮减速器为例，阐述了机械零件模糊优化的必要性和常用方法。文中详细地介绍了齿轮传动模糊优化的数学模型和隶属函数的建立方法以及如何采用最优水平截集对其进行优化，并通过两种设计结果的比较，说明模糊优化设计更符合客观实际。     

On the issue of control system adjustment of a direct current drive on the modular optimum. Part 1

A mathematical model of a two-loop control system of a dc drive with a control unit realized on the basis of the widely used P and PI controllers was obtained. The optimized parameters of the system are the gain coefficients of the current and speed closed loops and coefficients of the integral components of the corresponding controllers. Two variants of optimization of the system structure and parameters are considered: (1) standard consecutive adjustment of the current and speed loops to the modulus optimum, which leads to a static control system with a P speed controller and a PI current controller; and (2) system adjustment to the modulus optimum as a united whole, which leads to an astatic system with a PI speed controller and a P current controller or without a current controller with proportional current feedback to the power converter input. The formulas for optimal values of adjustable parameters for both variants are obtained. It was shown for instance by simulation in Matlab–Simulink that the system adjusted in accordance with the second variant has better performance indices, such as offset, transient time, and overshooting at a changing set point and disturbance variable.     

采用输出反馈方式的电力系统非线性励磁控制

现有的电力系统非线性励磁控制器多基于状态反馈设计,需要测量同步发电机的转子角和部分变量的微分,并且控制器以发电机相对转子角驱至参考值为控制目标,在系统的网络参数或运行方式变化时无法维持机端电压恒定。采用输出反馈的方式提出一种新的非线性励磁控制器设计方法。分别针对单机无穷大系统及多机系统,对系统的非线性数学模型提出了新的变换方法,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而应用一种基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）的鲁棒控制理论设计出控制器。该控制器不需要测量发电机转子角及任何变量的微分,不依赖于电力系统某个特定运行点,能适应系统网络参数与运行方式变化,较好地抑制扰动并实现机端电压调节功能。仿真结果验证了所得结论。     

A new technique for multidimensional performance optimization of switched reluctance motors for vehicle propulsion

This paper presents a new and simple search technique to determine the optimum control parameters, such as turn-on and turn-off angles, current set level, etc., of a switched reluctance drive. Thanks to this new technique, several drive performance quantities such as efficiencies, torque ripple, energy consumption, torque per ampere, etc., can be optimized simultaneously over the entire torque- or power-speed operation range of the drive. In prior work, these performance quantities were sequentially optimized, one at a time, this despite reported evidence that improving one performance quantity, such as efficiency, can have a negative impact on others, such as torque ripple. The technique was successfully used offline to determine the optimum firing angles for achieving highest drive efficiency with lower torque ripple in a 102-kW switched reluctance motor drive intended for electric vehicle propulsion. The performance prediction and test results are found in good correlation.     

红外自动瞄准控制器的设计与实现

为了实现测量仪器在一定距离内自动瞄准并跟踪目标实施连续测量,本文设计了一种新颖的控制器.它以红外光线作为传输媒介,通过单片机对发射的红外信号进行调制与控制,并将目标接收到的红外信号反馈回单片机系统,经过分析和判断,输出位置瞄准偏差信号.该偏差信号可用于驱动执行机构完成瞄准动作或直接作为方向指示信号.实践证明,该方法简单有效.     

最小－最大优胜原理在三相感应电机优化设计中的应用

罚函数应用于电机优化设计中总存在一些问题，本文提出了一种迅速有效的电机优化方法──最小－最大优胜原理求解电机双目标优化法。从而解决了罚函数法中不同电机规格须用不同罚因子的问题。为获得全局或接近全局极优值，采用在离散变量值大的变量周围，用适应性随机法产生各设计变量的增量，并引入模式搜索进一步寻优，使探测点大部分在好点附近，提高了寻优的目的性和寻优效率，所开发的软件，收到了预期效果。经对Ｙ系列电动机的验算，证实了理论分析的正确性。该软件已为几家电机制造厂采用，均收到明显效果。     

在单一的SolidWorks文件中生成多个设计变化

在SolidWorks中,通过使用Excel表生成配置,在单一的文件中生成多个设计变化,开发与管理一组有着不同尺寸的零部件、标准件、系列件或其他参数的模型.     

Improving the Specific Mass and Dimensions of Synchronous Reluctance Electric Drives

An analysis of independent control actions in different control structures is performed to compare different methods for improving the specific mass and dimensions of electric drives for objects that carry out point-to-point motion or tracking motion. Algorithms for optimizing the form of phase (control) currents are formulated. The physical modeling method has shown that a rectangular oscillogram of the phase current in a series excitation circuit is most convenient for use in overload zones. It is shown that improved mass and dimensions in the low-power range can be achieved in synchronous reluctance electric drives having a complex rotor design (compound design with nonmagnetically conductive inserts). A multiphase circuit with individual sources in each phase is an appropriate circuit for use in high-power electric drives (more than 500 kW). Improved acceleration performance is achieved without complicating the design of the rotor due to the failure of sinusoidal control laws. In this case, the parameters of the electric drive under consideration are comparable with the parameters of a synchronous reluctance electric drive having a compound (complex) rotor. The form of the phase current is rectangular at the initial stage of adjustment, and the ratio between the excitation current and the armature current is determined depending on the saturation coefficient of the magnetic system.     

核电站数字化控制系统驱动逻辑设计优化

传统面向继电器硬接线的驱动级控制逻辑设计方法已无法满足当前核电站数字化控制的需求。针对核电站数字化控制系统的特征,研究控制逻辑优化设计的技术路线及优化流程。并以全开全关电动门驱动控制逻辑为例,阐述了核电站控制逻辑优化设计的过程及优化要点,并将此优化设计方法应用到岭澳二期工程及其他核电站常规岛及BOP控制逻辑设计中,形成驱动级标准模件化,取消部分继电器,简化了逻辑电路,减少差错率,保证了参数的准确性,进而提高机组的安全和可靠性,带来较高的经济效益。