永磁同步电机系统、网络混沌振荡同步中断分析与控制

已有研究表明,电机在某些参数及工作条件下会出现混沌振荡行为。另一方面,现代工业生产过程中,经常需要多台电机协调同步运行。当前,国内外对电机系统、网络的混沌振荡同步分析与控制已有较多研究,但对电机系统、网络由于参数扰动引起同步中断的分析与控制研究尚属少见。为此,在传统的扩散耦合方式基础上,通过引入单向交叉耦合方式,研究了永磁同步电机(PMSM)系统、网络受到参数扰动后的振动特性。分析并证明了单向交叉耦合对PMSM系统、网络的参数扰动具有同步鲁棒性;并以3节点、4节点和一个多节点网络的PMSM系统验证,交叉耦合对多节点电机网络全局稳定同步的重要作用。研究结果表明,通过建立合适的单向交叉耦合方式,能够有效控制电机网络因参数扰动而引发的同步中断,使同步中断得以重新恢复。     

永磁直驱风力发电机组控制策略研究综述

随着社会和经济的持续发展，人们对能源的需求不断增长导致传统的化石燃料越来越紧缺，而风能作为一种清洁的可再生能源，受到了很多国家的青睐。永磁直驱风力发电机组能量转换效率高、可靠性强以及控制灵活，已经成为当今风力发电技术的研究热点。目前我国的大功率直驱风力发电并网变流器很大部分还依赖于进VI，尤其是对变流器的控制还不成熟，因而对其研究也至关重要。     

ANSYS软件在永磁同步发电机电磁场分析中的应用

本文主要介绍了ANSYS软件在永磁同步发电机电磁场分析中的应用过程并得出磁力线分布、磁感应强度B等结果,其结果有助于提高永磁电机进行性能分析及优化设计。     

电压型虚拟同步发电机控制策略下的双馈风电机组阻抗及次同步振荡特性

针对双馈风电机组（doubly-fed induction generators,DFIG）经串补送出系统存在次同步振荡（sub-synchronous oscillation,SSO）的问题,以电压型虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）控制策略下的DFIG为研究对象,首先基于三相静止坐标系建立了其阻抗模型,推导了机组正、负序阻抗解析式;其次搭建了PSCAD/EMTDC模型,对理论推导阻抗特性和频率扫描结果进行了对比验证;最后基于奈奎斯特稳定判据定量分析了VSG控制策略下的DFIG经串补送出系统SSO特性,通过仿真验证了所建立模型和稳定性分析结论的正确性。研究结果为SSO的抑制提供了参考。     

我国首台具有自主知识产权的2兆瓦永磁风力发电机研制成功

近日,我国第一台具有自主知识产权的2兆瓦永磁直驱风力发电机研制成功。这是我国自主研发的最大的永磁直驱风力发电机,标志着我国永磁直驱风力发电技术达到世界领先水平。     

高速永磁同步风力发电机的通风冷却系统及温升计算

电机的通风冷却是电机设计的关键技术之一，对电机的尺寸和性能都有重要的影响和意义。本文简要介绍了某高速永磁风力发电机冷却系统，首先利用等值风路法对发电机通风系统需要的风量、风阻及风压进行计算，在此基础上校核该发电机风路结构设计的合理性；其次在通风系统理论计算的基础上对发电机进行了温升计算，并通过温升试验验证计算结果的可靠性。     

面向钢结构探伤的置信加权时间同步算法研究

针对无线传感器网络(WSN)各节点之间时间同步误差引起的钢结构损伤检测不同步,且洪泛时间同步算法(FTSP)容错性差的问题,设计了一种时间同步精度高、容错能力强的无线传感器网络时间同步算法。在FTSP算法的基础上,对线性回归表内的同步偏差进行参数估计,利用置信区间剔除异常时间同步数据。建立时钟漂移率数据表,动态解算加权系数,实现时钟漂移率的加权平均,从而拟合有效数据,提高时间同步算法的稳定性和容错性。仿真与实验表明,改进的时间同步算法较FTSP算法具有更好的容错能力,实现了无线传感器网络的高精度时间同步,完全满足钢结构损伤检测的要求。     

基于无人机图像的风力发电机叶片缺陷识别

针对风力发电机叶片人工检测低效,缺陷诊断难的问题,提出一种基于无人机与图像处理的风力发电机叶片缺陷识别方法。通过Halcon 12与Visual Studio 2015的联合开发,实现图像处理流程、检测结果输出以及缺陷回放等功能,包括相机标定、通过快速自适应加权中值滤波处理图像、动态阈值分割叶片图像缺陷特征,利用区域处理识别裂纹和砂眼等缺陷,并对缺陷进行分类与测量以及输出对叶片质量的分析报告等,实现风力发电机叶片表面缺陷的自动检测功能。通过实例验证了该方法在风力发电机叶片表面缺陷检测中的较高精确性与算法稳定性。     

风力发电机传动系统无极变速的研究

本文在研究传统风力发电机传动系统的基础上,发现和总结其缺点,得到改进需求,提出一种改进的无级变速风力发电机传动系统,并给出其原理图和详细功能解释,在满足传统传动系统功能的前提下增加了无级变速功能,减小了输出轴的速度波动,对优化风力发电机的传动性能有一定的参考意义。     

基于复转矩系数法研究并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡问题综述

风能作为一种可持续的清洁能源,近年来在我国得到迅猛的发展。双馈感应型风力发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）具有灵活的控制特性,得到了广泛的应用,但由于其结构的特殊性,并网双馈风电场容易引发次同步振荡问题。该文首先介绍了并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡（sub-synchronous oscillation,SSO）的机制。其次,对基于复转矩系数法的3类SSO问题的研究情况进行了系统性综述,并讨论了复转矩系数法的推广形式及其适用领域。最后,基于风力发电的前景和复转矩系数法的特性,对今后的研究方向进行了展望。     

分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对分布式驱动电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—外转子表贴式永磁同步电机6k阶（ ）转矩波动,提出了一种分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算方法。基于永磁同步电机磁场畸变,对永磁磁极在均匀气隙中的径向分量进行了傅里叶级数分解,通过磁链、电压的计算,最终得到电磁转矩的解析解,为永磁同步电机的阶次振动与振源识别提供了理论基础。当不考虑电流谐波的影响时,对电磁转矩做了阶次分析,论证了由永磁体磁场谐波引起的电磁转矩波动频率是电源频率的6k倍频。最后,通过有限元计算验证了该解析计算结果。     

基于电流解耦的表贴式永磁同步电机无源控制研究

为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统（port control Hamilton system with dissipation, PCHD）模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制（interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC）方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。     

车用永磁同步电机电磁噪声分析研究

以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,从作用于电机定子表面的电磁力波和电机定子结构的动态特性两个方面对电动汽车驱动用永磁同步电机空载工况的电磁噪声展开研究.通过研究永磁同步电机产生电磁力波的机理,推导了空载工况电磁力波的解析分析方法,结合电磁仿真的手段,精确计算了电机在空载工况下电磁力波的波次、频率和幅值;通过建立电机定子结构的有限元仿真模型及有限元模态仿真计算,得到了定子结构的模态频率和振型.发现：电机定子结构的前6阶模态频率较低,电机空载工况在调速过程中所激发的电磁力容易引起电机定子结构的共振.该研究为电动汽车驱动用永磁同步电机的减振降噪提供了指导.     

基于模糊滑模切换控制的PMSMS弱磁调速控制策略

针对表贴式永磁同步电主轴(PMSMS)弱磁控制方案中,主轴系统调速性能欠佳的问题,提出一种基于模糊滑模切换控制(FSMSC)的超前角弱磁调速策略。在转速误差大于设定阈值时,使用模糊控制器实现主轴转速快速趋近给定值,利用模糊控制的特点对控制器进行实时的参数调整,使系统具有更强的鲁棒性;在转速误差小于设定阈值时,使用趋近律滑模控制器提高系统抗干扰能力,减小加工过程中因负载突变造成的加工误差,进一步增强系统鲁棒性。实验结果表明,基于FSMSC的超前角弱磁调速策略能有效抑制定子电流震荡以及电磁转矩脉动,并且控制器对抖动因子参数敏感性低,参数调节便捷,在实际加工中具有重要意义。     

双级永磁同步变频离心机余热采暖应用

本项目利用循环化工基地的工艺循环水输送至分布首站,换出一次水,通过一次管网输送到用户侧,由双级永磁同步变频离心式热泵机组对区域住宅实现供热,从而实现了对工业余热的有效利用.     

永磁型风机海上风电送出系统甩负荷故障暂时过电压影响因素分析

为评估永磁型风机风电送出线路发生甩负荷情况下系统暂时过电压水平,需明确故障发生后系统暂时过电压特性及其影响因素。通过对永磁型风机控制保护策略的数学分析,得知风电机组直流母线电压额定值、网侧变流器调制比、直流母线过电压保护定值和风电机组过电压保护定值及其动作策略为系统暂时过电压主要影响因素。另外,送出系统无功补偿类型、配置方式等也是系统暂时过电压影响因素。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对上述影响因素进行了验证,结果表明,风电机组设计中应考虑其对系统暂时过电压的影响,系统暂时过电压计算中需要重点考虑风机的相关控制保护策略。     

四象限变频器在永磁同步变频离心式机组中的应用分析

常规变频离心式机组通常采用二极管或晶闸管进行整流,该方式虽控制简单,但谐波含量较高,功率因数较低。本文利用四象限全控整流替代传统整流方式,通过仿真对比以及试验,验证四象限变频器的高功率因数、低谐波含量优势,以及四象限技术在此类大功率变频离心式机组中应用的稳定性。     

Decomposition-based multi-objective differential evolution particle swarm optimization for the design of a tubular permanent magnet linear synchronous motor

This article proposes a decomposition-based multi-objective differential evolution particle swarm optimization (DMDEPSO) algorithm for the design of a tubular permanent magnet linear synchronous motor (TPMLSM) which takes into account multiple conflicting objectives. In the optimization process, the objectives are evaluated by an artificial neural network response surface (ANNRS), which is trained by the samples of the TPMSLM whose performances are calculated by finite element analysis (FEA). DMDEPSO which hybridizes differential evolution (DE) and particle swarm optimization (PSO) together, first decomposes the multi-objective optimization problem into a number of single-objective optimization subproblems, each of which is associated with a Pareto optimal solution, and then optimizes these subproblems simultaneously. PSO updates the position of each particle (solution) according to the best information about itself and its neighbourhood. If any particle stagnates continuously, DE relocates its position by using two different particles randomly selected from the whole swarm. Finally, based on the DMDEPSO, optimization is gradually carried out to maximize the thrust of TPMLSM and minimize the ripple, permanent magnet volume, and winding volume simultaneously. The result shows that the optimized TPMLSM meets or exceeds the performance requirements. In addition, comparisons with chosen algorithms illustrate the effectiveness of DMDEPSO to find the Pareto optimal solutions for the TPMLSM optimization problem.     

永磁发电机在离网型风电系统中运行特性的测试分析

通过实验分析法,针对某400W风力发电的永磁同步发电机运行特性进行了测试和分析。为了能准确、有效地对发电机的特性参数进行综合测试,搭建了发电机特性综合测试系统平台,系统采取VVVF交交变频器自动控制的三相异步电动机直接驱动发电机的运转方式,并配备专业化的EDA9033G数据采集器和JW-1型扭矩仪,实现了对发电机电压、电流、频率、功率、转速、转矩等参数的实时监测、显示、存储等功能。依据实验所得数据,拟合了发电机空载特性、输出特性、效率特性、外特性及转矩特性曲线。通过分析各曲线,对该永磁同步发电机的性能做出了评价,并以提高离网型风电机组的风能捕获效率为依据,提出了永磁发电机应具有的最佳性能。