三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法

将空间电压矢量调制(SVM)与直接转矩控制(DTC)相结合,并根据集中整距绕组的特点,提出了三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法.对3种实现三次谐波注入的五相感应电机的SVM-DTC方案进行比较,并通过仿真实验分别予以实现.实验表明,提出的优化控制方案不仅实现了基波和三次谐波电压的闭环控制,并且同时保证了基波和三次谐波磁链的相位关系恒定,能够达到气隙磁密波形为准方波的控制要求.     

三次谐波注入下多相感应电机稳态性能分析

针对采用3次谐波注入的非正弦供电多相感应电机,该文提出一种基于等效电路与分布磁路法的稳态性能迭代计算方法,对3次谐波注入参数对于电机稳态性能的影响规律进行定量分析。结果表明,当3次谐波注入满足气隙磁通密度中3次谐波与基波"峰谷相对",且3次谐波磁通密度幅值为基波的1/6时,谐波注入对电机稳态性能的优化效果达到最佳。以某型45kW十五相感应电机为对象进行计算与实验验证,结果表明,在气隙磁通密度最大值和电流有效值不变的情况下,采用3次谐波注入时的基波电压与输出功率相对无注入情况最大可提升约13%。     

基于三次谐波电流注入的六相感应电动机仿真分析

为了提高功率密度和转矩密度,需要在六相感应电动机中注入三次谐波电流,这势必导致控制系统的复杂化。为了分析定子绕组流过非正弦电流时,六相感应电动机的运行性能,必须了解谐波电流与谐波磁势的关系。运用了傅里叶分析和绕组函数的方法,推导了六相感应电动机的磁动势,同时给出了考虑三次谐波电流时的数学模型,通过比较在绕组中注入和不注入三次谐波电流的仿真波形,得到了六相感应电动机加入三次谐波电流能够提高转矩密度的结论,所建立的仿真驱动系统,具有较高的有效性和可行性,且便于快速修改控制结构和相关参数。     

无速度传感器下的五相感应电机三次谐波电流优化控制

针对五相集中整距绕组感应电机,通过注入三次谐波电流来优化气隙磁密分布和定子电流波形,有效提高铁心利用率和功率密度。采用带定子电阻辨识的滑模观测器,实现宽范围的无速度传感器运行,并且将得到的转子磁链用于直接矢量控制,保证电机在瞬态过程中有较好的动态性能。传统谐波注入电流方式仅关注气隙磁密分布,忽略了定子电流畸变,该文采用的方法同时将气隙磁密和定子电流优化成平顶波。构建一套低直流母线电压供电的五相感应电机控制系统,实验结果证明了无传感器下谐波优化控制策略的可行性。     

船用五相感应电机模型预测电流控制研究

传统五相感应电机矢量控制中包含多个PI参数需整定,且存在电压调制环节而造成控制系统结构复杂。引入模型预测电流控制代替矢量控制以解决该问题。获得预测模型后,在预测电流控制器中对五相逆变器输出的32个电压矢量进行遍历寻优,得到最优电压矢量的开关状态。为解决五相感应电机谐波空间电流影响,在代价函数中使用权重因子对谐波电流项进行调节,实现对谐波电流的抑制,并给出谐波含量与转速及权重因子之间关系。仿真结果表明,应用模型预测电流控制策略的五相感应电机动态响应速度快,在工况切换时依然具有良好的控制效果。     

谐波对感应电机振动影响研究

为了研究实际工况下感应电机的振动情况,对不同谐波参与下硅钢片的磁化特性和磁致伸缩特性进行测量。基于测得的本构关系,建立电机铁心的电磁-机械多场耦合模型。考虑电磁力和硅钢片的磁致伸缩效应,进行感应电机在不同谐波参与下电磁场和机械场的数值计算,以得到磁密、应力和振动的分布情况,进而分析谐波对电机铁心振动的影响,为减少感应电机的振动噪声提供有力的理论依据与计算方法。     

三次谐波注入对MMC运行特性的影响

目前,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的传输容量主要受功率半导体器件通流容量的限制。一种可行的办法是通过三次谐波注入提高MMC的传输容量。为此,首先研究了三次谐波注入对系统稳态特性的影响,包括三次谐波注入后二倍频环流抑制控制对调制波电压以及基频电压幅值的影响,以及三次谐波注入对子模块电容电压谐波特性的影响。然后,以换流器直流侧故障为例,研究了三次谐波注入对系统暂态特性的影响。最后,在PSCAD中搭建了张北四端MMC直流电网模型,在稳态和暂态运行工况下对三次谐波注入调制策略的影响进行了仿真验证,结果表明三次谐波注入在抑制暂态故障电流以及提升传输容量方面有积极的效果,但二倍频环流抑制的投入会在一定程度上限制三次谐波注入对传输容量的提升作用。     

3种谐波电流注入模式下的磁通切换永磁电机缺相容错控制

对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法。仿真分析和原理样机容错实验结果,证明了所提方案可以减小定子绕组断路故障引起的转矩脉动,使九相FSPM电机在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。     

谐波注入式9相感应电机矢量控制技术研究

对9相感应电机的矢量控制系统及其谐波注入技术进行了研究。首先,推导了9相电机在正交坐标系上的数学模型,将9相电机分解到4个独立平面上,并在各平面上对磁链和转矩进行单独控制。然后,在Matlab中搭建了电机模型和矢量控制系统。与传统的抑制谐波的控制策略不同,在电机定子侧注入3次、5次、7次谐波电压。最后,利用Matlab/Simulink仿真对比了谐波注入与正弦供电2种方式下的电机转速、电磁转矩和定子电流波形。仿真结果验证了谐波注入技术对电机性能的提升作用。     

三相对称系统中SVC-MERS注入谐波电流分析

磁能恢复开关MERS(magnetic energy recovery switch)是一种新型的无功补偿装置,它相较于其他无功补偿装置,具有结构简单、易于控制和损耗低等诸多优点,但在进行无功功率补偿的过程中会产生谐波电流。首先,在对MERS的结构和控制方法阐述的基础上建立了三相对称系统中SVC-MERS的数学模型,讨论分析了控制参数对三相对称系统中线电流谐波特性的影响;进而提出了控制参数的优化设计方法。仿真和实验结果表明,通过控制参数的优化设计可以有效地减小三相对称系统中线电流的谐波含量,所提控制参数的优化设计方法是可行的。     

奇次谐波对工频感应电炉运行的影响

从工频感应电炉工作机理入手，分析其基本电路中采用感性及容性元件实现将三相负荷归化为单相负荷的同时带来了电路对电源频率反应敏感度的提高，进一步分析了各奇次谐波对电路的影响程度，得出５次谐波是破坏电路正常工作的主要分量、为采取谐波抑制措施提供依据。     

电力系统谐波对变压器和感应电机的影响

1 前言 电子开关电路的优点,使具有这种电路的电气设备迅速增加,如:调光器、收音机、电视机、立体声音响、日光灯电子镇流器、个人计算机、微波炉等。众所周知,这些固态电路产生的谐波电流在系统阻抗上产生谐波压降,并引起系统电压的波形畸变。另外系统的其它设备,如饱和变压器、饱和感应电机、气体放电灯、交直流通用电动机等,可能在电力系统中引起次谐波、谐波或分数次谐波,干扰电视机、感应式电度表和收音机的正常工作。谐波     

九相感应电机对称缺相运行效率优化

多相感应推进电机作为舰船推进系统的核心装置之一,具有可靠性高、功率密度高、转矩脉动小等优点。对于多套多相绕组构成的多相感应电机,当推进系统出现故障或低速航行时,电机可切出一套或多套绕组,在对称缺相状态下减额运行。本文以三套三相绕组构成的九相感应电机作为研究对象,针对电机对称缺相运行工况,在重新计算定、转子参数的基础上,建立对称缺相运行时的T型等效电路,结合螺旋桨负载机械特性,计算了九相感应电机对称缺相运行时与负载匹配的最大输出转矩,并对比分析了减额运行工况下不同相数运行时的效率,为多相感应推进电机对称缺相运行提供了理论依据。     

逆变器驱动感应电机系统中的电机轴承电流

逆变器输出的高频PWM电压作用在电机绕组上,在电机内部产生共模耦合效应,形成共模耦合电流,其中流过电机轴承的共模耦合电流会造成电机轴承的损坏。分析了电机内部的共模耦合效应和轴承电流产生的机理,讨论不同情况下轴承电流表现的不同特性以及轴承电流的测量方法,为轴承电流的深入研究打下基础。     

基于混合谐波注入的潜水感应电机电磁噪声削弱

针对感应电机在变频供电时会在绕组中产生时间谐波而导致电机的电磁振动和噪声增大的问题,提出了一种采用混合谐波注入的改进型正弦脉宽调制控制策略。以一台1 120 kW的潜水感应电机为研究对象,通过对电机进行3、9次混合谐波注入,削弱了电压的调制波和载波谐波及其边带谐波分量,从而降低了电机的振动和噪声。对3、9次混合谐波注入方法中的谐波占比系数进行优化,进一步强化了对边带谐波的削弱效果,整体降低了电机噪声。最后通过对采用混合谐波注入方法的电机与优化前的常规电机进行铁耗、铜耗等方面的性能对比,验证了所提策略在不影响电机的基本性能的前提下,有效削弱了电机的电磁噪声。     

感应电机在统一电机理论下的模型建立和电力谐波对电机稳态运行分析

应用统一电机理论建立了精确的感应电机稳态矢量模型.简述了统一电机理论及其数学模型、矢量仿真模型结构框图.介绍了模型验证的结果,证明了模型建立的准确性.介绍了分别用5次、7次及2 k次谐波注入后的仿真分析结果.指出利用统一电机理论建立的精确的感应电机稳态矢量模型可分析谐波对电机运行性能的影响,并得出精确的结论.     

注入3次谐波控制的共模电压分析

由于功率器件仅有2个开关状态,输出电压只能离散变化,造成中性点存在共模电压,对电机的运行产生负面效应。以传统两电平变频器和级联型高压变频器为例,分析了共模电压产生机理和3次谐波注入理论,在此基础上,分析注入3次谐波在提高直流电压利用率的同时,对输出共模电压造成的影响。经对比发现,共模电压新增加了3次谐波电压成分,当调制比取最大值时,共模电压中3次谐波电压幅值达到最大,加剧了共模电压对电机可靠运行的影响。通过Matlab仿真,验证了理论分析的正确性,并进一步说明了,对采用同相调制算法的变频器,注入3次谐波将导致共模电压增加。     

非正弦供电十五相感应电机谐波电压确定

通过确定非正弦供电十五相感应电机的3次谐波注入电压,为电机PWM调制提供理论依据。把注入3次谐波电压的十五相感应电机气隙磁动势峰值下降幅度最大作为电机理想运行准则,得到基波磁动势与3次谐波磁动势之间空间位置关系与磁动势幅值间数值关系。以十五相感应电机基波等值电路与3次谐波等值电路为基础并从相应的激磁电流出发,计算基波电压与3次谐波电压有效值,求出3次谐波负幅值点与基波正幅值点间相位差,并通过电机空载实验对计算方法的准确性进行了验证。在额定基波电压下,计算了对应于不同给定转差率的基波激磁电流与3次谐波激磁电流,进而得到3次谐波电压有效值及磁动势波形间相位差,最终通过线性插值来获得任意转差率下的3次谐波电压。