多尺度分析在感应电动机故障诊断中的应用

在对感应电机进行故障诊断的时候,扩展卡尔曼滤波器(EKF)只能在时域上估计电机转子的位置和速度.针对这一不足,提出了一种基于EKF和小波变换的多尺度诊断方法;通过测量电机的端电压和定子线圈电流在线估计电机转子的位置和速度.新算法结合了EKF和小波变换的优点,不仅能够分析出系统在频域上的特性,而且估计精度还要优于EKF.仿真结果说明了新算法的正确性和有效性.     

一种永磁电机无速度扩展卡尔曼算法

在实际生产应用中永磁同步电机的控制精度非常关键,在去除噪声的过程中,我们通常采用卡尔曼滤波,一般的卡尔曼无法满足要求,我们提出一种新型扩展卡尔曼滤波器。在电机的参数的实时运算中,并将参数不断更新进算法使得精确度大幅度提高,同时在传统扩展卡尔曼(EKF)的线性化过程中,泰勒近似只是在上一个周期的最优处完成,因此无法做到完美更新数据,降低了精确度。在此提出一种低阶串行双扩展卡尔曼滤波算法,通过仿真和实验比较了EKF和LSDEKFs对电机转速估计的误差,结果表明新型扩展卡尔曼滤波器具有更优的估计精度。     

基于RLKF的无传感器PMSM控制

针对永磁同步电动机无传感器控制中经典扩展卡尔曼滤波器算法计算量大的缺点,设计了一种新的降阶线性卡尔曼滤波器算法。通过数学公式推导分析比较了该算法与经典卡尔曼滤波算法,并在M atlab/S imu link平台下进行了仿真研究,仿真结果表明该算法在线计算量小,能准确估计电机转子位置和转速,参数调整容易,并具有良好的动态特性。     

无轴承永磁同步电机无速度传感器控制系统

基于无轴承永磁同步电机的矢量控制系统,提出了采用扩展卡尔曼滤波器实现无速度传感器运行的控制策略。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的速度,实现具有较强自适应和抗干扰能力的无轴承永磁同步电机无传感器调速系统。建立了无轴承永磁同步电机状态方程及扩展卡尔曼滤波器速度估计离散算法。在MATLAB/Simulink环境下构建了无速度传感器运行仿真系统,对速度的辨识、电机的动态特性进行了仿真。仿真结果表明:扩展卡尔曼滤波器的速度辨识精度较高,具有良好的鲁棒性,基本满足无轴承电机无传感运行的要求。     

无轴承永磁同步电机无速度传感器控制系统

基于无轴承永磁同步电机的矢量控制系统,提出了采用扩展卡尔曼滤波器实现无速度传感器运行的控制策略。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的速度,实现具有较强自适应和抗干扰能力的无轴承永磁同步电机无传感器调速系统。建立了无轴承永磁同步电机状态方程及扩展卡尔曼滤波器速度估计离散算法。在MATLAB／Simulink环境下构建了无速度传感器运行仿真系统,对速度的辨识、电机的动态特性进行了仿真。仿真结果表明：扩展卡尔曼滤波器的速度辨识精度较高,具有良好的鲁棒性,基本满足无轴承电机无传感运行的要求。     

基于低阶串行双扩展卡尔曼滤波的永磁直线同步电机无速度传感器控制策略

首先,基于三相永磁直线同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,推导出系统的三阶状态方程,实现基于扩展卡尔曼滤波算法的动子速度估计;然后,分析传统扩展卡尔曼滤波算法的计算过程,针对其实时线性泰勒近似是在上一周期的最优估计处完成,因而具有一定滞后性的缺陷,提出一种低阶串行双扩展卡尔曼滤波算法,通过两个低阶扩展卡尔曼滤波算法串行执行,在当前周期的最优估计处完成泰勒近似,提高状态估计精度;最后,仿真和实验结果表明,提出的基于低阶串行双扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器控制策略,相比于常规扩展卡尔曼滤波器无速度传感器控制方法具有更高的速度估计精度。     

基于综合型卡尔曼滤波的锂离子电池荷电状态估算

针对锂离子电池的荷电状态(SOC)估算问题,给出一种综合型卡尔曼滤波算法。该算法采用递推最小二乘算法(RLS)对锂离子电池模型参数进行实时在线辨识和参数更改;采用综合型卡尔曼滤波器估计电池SOC,即针对模型状态空间方程中的线性部分和非线性部分,分别使用线性卡尔曼滤波器(KF)和平方根高阶容积卡尔曼滤波器(SHCKF)计算。两种卡尔曼滤波器结合的综合型策略能够有效减小计算复杂度。其中,SHCKF结合了五阶球面-径向容积法则和平方根滤波技术,比扩展卡尔曼滤波器(EKF)、无迹卡尔曼滤波器(UKF)和容积卡尔曼滤波器(CKF)等传统非线性滤波器的估计精度更高,数值稳定性更强。实验结果证明了该综合型算法的可行性和有效性。     

基于新型卡尔曼滤波器的无轴承异步电机无速度传感器控制

为了提高无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统的精度,提出一种新型串联卡尔曼滤波器,通过将容易变化的电机参数作为待辨识状态向量增广到系统模型中,实现电机参数的在线计算,并将得到的参数值反馈到算法中实现电机转速的准确辨识,从而减小电机参数变化对转速估算精度的影响。通过采取三个扩展卡尔曼滤波器的串联结构降低系统模型矩阵的阶数,减小实际应用中数字芯片的计算负荷。通过仿真和实验对比了在电机参数变化时传统扩展卡尔曼滤波器和新型串联卡尔曼滤波器的估计转速误差,结果表明新型卡尔曼滤波器能有效减小参数变化对估计精度的影响,确保转子稳定悬浮运行。     

OFDM系统中基于卡尔曼滤波和FFT的信道估计算法

本文提出了一种OFDM系统中基于卡尔曼滤波和FFT的二维导频辅助信道估计算法.OFDM系统作为一个多载波传输系统,其信道估计需要在时间和频率两个方向同时进行.在这种新算法中,首先在时间方向上采用标量卡尔曼滤波器对导频处信道信息进行估计,然后在卡尔曼估计的基础上进行频率方向上的FFT插值,从而估计出全部的信道信息.在性能上这种新方法与基于维纳滤波器的信道估计算法接近,但实现更为简单,更适合应用于实时传输系统的信道估计.     

基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机转速辨识性能评估

利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）,将转子转速看成一个状态量,通过测量电机定子侧的端电压和电流在线估计电动机转子速度。通过较全面的仿真实验对比分析,研究了采样周期、滤波器参数和电机参数对转速在线估计性能指标的影响。对比结果发现,该方法进一步优化了用扩展卡尔曼滤波器对电动机转速的辨识。     

优化极弧系数和磁极偏移对齿槽转矩影响的研究

研究优化极弧系数和磁极偏移对永磁电机齿槽转矩的影响,得出磁极偏移后齿槽转矩的表达式。并用有限元方法分析了一台6极电机的两种磁极偏移方法,得出最优极弧系数后,接着采用磁极偏移方法减小齿槽转矩,结果表明将这两种方法结合能极大地减小齿槽转矩。最后通过试验结果与有限元结果的对比分析,验证此方法的有效性,该方法能很好地削弱齿槽转矩。     

新型横向磁通永磁电机磁场研究

简要介绍了一种新型横向磁通电机，然后针对该电机进行了空载磁场分析，给出了磁通变化曲线，分析了气隙长度、永磁体宽度对磁场的影响，同时还计算了电机定位力矩。给出了样机实验数据，并与磁场计算结果进行了对比分析，比较结果说明以上方法是有效的。     

永磁直流电动机用永磁体形状分析

在永磁直流电动机的设计中,永磁体形状和尺寸对电机性能、包括换向性能有非常重要的影响.选择合适的永磁体形状和尺寸有重要意义.瓦片形磁极结构是永磁直流电动机常用的磁极结构之一.运用场路结合的方法,通过Ansys软件,比较和分析了不同瓦片形磁极形状和尺寸对永磁直流电动机性能的影响,并通过样机试验验证了分析结果的正确性,最后得到不同永磁体形状性能特点的结论.结论对永磁电机的设计有一定指导意义.     

内置式永磁同步电机磁体涡流损耗研究

采用气隙磁位分布函数作为边界条件取代定子磁场,建立计及磁路饱和及齿槽效应影响的永磁同步电机磁体涡流损耗计算的二维有限元模型。对内置式钕铁硼永磁同步电机各次谐波磁场引起的永磁体涡流损耗进行分析计算。结果显示:磁路饱和对涡流损耗的影响很大,各次谐波中具有一阶齿谐波特征次数的谐波磁场是引起永磁体涡流损耗的主要因素。     

永磁同步电机永磁体形状分析与优化

本文通过对永磁体形状进行分析和优化使永磁同步电机产生正弦形反电动势。首先在理想条件下利用拉普拉斯方程对永磁同步电机的永磁体形状进行了推导,并提出了两种近似的永磁体形状来代替理想的正弦形永磁体,然后通过对两种永磁体气隙进行有限元分析,可以得出这两种永磁体产生的气隙磁密与标准的正弦形气隙磁密波形比较接近。最后通过对两种永磁体电机的反电动势进行谐波分析得出弧形永磁体较瓦片型永磁体产生的反电动势谐波成分少,更适合用于永磁同步电机。     

无轴承永磁同步电动机永磁体参数优化设计

介绍了无轴承永磁同步电动机径向悬浮力产生原理。通过对比各种永磁体材料的性能和不同转子磁路结构特点,确定采用钕铁硼稀土永磁体,选择转子表面凸装式结构;从理论上分析了径向悬浮力与永磁体厚度、径向悬浮力绕组电流之间的关系;采用有限元方法,在考虑磁路饱和及非线性情况下,对实验样机径向悬浮力进行了计算和分析。研究结果对无轴承永磁同步电动机如何获得最大径向悬浮力以及电动机的优化设计具有参考价值。     

浅谈永磁风力发电机磁钢粘接用胶黏剂的测试与选择

鉴于胶黏剂对永磁风力发电机磁钢粘接的使用寿命与可靠性的影响,因此对胶黏剂进行科学、合理的选择尤为重要.提出了永磁风力发电机磁钢粘接用胶黏剂的选择思路,通过高低温冲击、高温高湿、盐雾等测试对比了几种胶黏剂的性能.     

永磁体预偏磁功率电感永磁结构分析

磁元件在各种功率变换器中一直有着不可替代的作用,如电感在电路中起到储能、滤波等作用,并且其体积占据的比重也较大,因此磁元件的优化设计备受关注,永磁体偏磁技术的出现为其开辟了一条新的途径。永磁体偏磁技术不仅可以提高磁元件的抗饱和能力,也有助于减小磁元件的体积。针对现有偏磁方案的不足,以Boost电感为例,建立电感的磁路模型进行分析,得到电感各个磁路上的参数设计要求,防止磁芯退磁,提高电感元件工作的稳定性,最终设计出新型的偏磁方案模型。对比几种优化结构,采用钕铁硼作为永磁体材料,用高饱和磁密的磁芯材料把永磁体和电感磁芯隔离开,避免局部饱和,并且当支路磁芯体积较大、永磁体夹在两个支路磁芯中间时,该结构的效果较好。同时还对引入短路环进行损耗分析。当下功率变换器不断朝着轻量化、小型化、高功率密度化方向发展,永磁体预偏磁技术为其增加了更多的可能性。     

磁极偏移削弱永磁电机齿槽转矩方法

研究了永磁电机磁极偏移对齿槽转矩的影响,发现当每极槽数不为整数时,磁极偏移会引入新的齿槽转矩谐波.因此要通过磁极偏移减小齿槽转矩,除了减小永磁体对称时存在的齿槽转矩谐波外,还要减小新引入的低次谐波.为解决现有的永磁体偏移角度计算方法存在的不足,本文推导了磁极偏移时齿槽转矩的表达式,提出了确定永磁体偏转角度的新方法.有限元计算结果表明:与现有的方法相比,本文提出的磁极偏移角度计算方法得到的偏转角度对原有齿槽转矩谐波以及新引入的低次谐波都有较好的削弱作用,因此能较好地减小齿槽转矩.     

永磁安装位置对永磁接触器动态特性的影响

永磁体是永磁接触器的关键组成部件,安装在静铁心或动铁心上会呈现出不同的动态特性.本文基于三维有限元方法,采用耦合电压的方式求得线圈的电流密度,构建位移-电流-电磁力三者关系,据此对分合闸动态过程进行了仿真和实验研究.结果表明,永磁体两种不同安装位置对永磁接触器合闸过程的动态特性影响较小;而永磁体安装在动铁心上,分闸时通电线圈与永磁体间会出现短暂的斥力,分闸时间要明显短于永磁体安装在静铁心上.本文工作为永磁接触器的永磁安装位置的选择提供了科学依据.