基于FPGA的异步电机半实物仿真研究

为加快列车牵引系统研发速度,搭建基于FPGA的异步电机半实物仿真模型,提出一种针对转子磁链方程的模型优化方法,解决模型中代数环问题,在离散环境下异步电机半实物模型与Simpower电机模型对比,验证半实物模型的精度,再与真实的牵引控制单元联调,完成牵引、制动工况试验,利用傅里叶分析半实物试验数据,并与地面试验结果对比,...     

交流传动电力机车直接转矩控制策略实现

直接转矩控制(DTC)是目前应用于交流传动电力机车异步牵引电机的控制策略。在此详细介绍了异步牵引电机在机车基速范围内,DTC的实现方式,通过Matlab/Simulink搭建了仿真模型,最后在基于TMS320VC33+TMS320LF2407A的双DSP控制器逆变器实验平台上完成了硬件实验,仿真和实验结果验证了控制策略的正确性。     

一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用

提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖分方法和交换对角线技术提高网格单元质量。对电机的参数化网格剖分模型进行FEM计算,利用表面响应法对FEM计算的结果进行处理,构建电机的优化模型,再利用粒子群优化算法寻求优化模型的最优解,得到电机的最优结构参数。将该方法应用于电机优化设计的两个实例,验证了其有效性。     

基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究.通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型.通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题.考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率.最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性.     

基于自适应网格及响应面模型的永磁电机多目标优化

针对优化方法中,传统有限元方法迭代计算时网格重构耗时的问题,提出了针对电机多目标优化问题的基于自适应网格的有限元方法。该方法采用双层网格对设计区域进行划分,改进了传统有限元方法的网格重构方法,即在结构几何变化较大的情况下,不需要对整体网格进行重构。针对两种永磁电机,为满足电机设计中控制温升及提高性能的要求,以转矩和温升为目标函数,对目标函数使用基于移动最小二乘法的改进响应面模型进行建模,采用多目标遗传算法对不同类型的电机结构进行优化,优化结果均表明,与原设计相比,使用该算法能明显降低电机温升,提高转矩密度,且能较大地降低优化过程计算量及计算时间。     

基于铁耗占比的混合励磁电机速度分区损耗最小控制策略

为了进一步提高混合励磁同步电机运行效率,该文提出一种基于铁耗占比的速度分区损耗最小控制新方法,通过电枢和励磁电流的协调控制实现电机损耗最小运行。首先运用有限元仿真计算铁耗与电枢电流、励磁电流和转速之间的响应关系,其次采用逐步回归法得到铁耗的三元三次多项式回归模型。在此基础上,引入铁耗占比概念,提出一种新的速度分区方案。接着基于自抗扰控制思想对转矩进行观测,通过转速估算所需电磁转矩,为电流分配提供更加合理的依据。最后对电机不同工况下损耗最小优化模型分析并进行仿真和实验验证。结果表明,与传统混合励磁电机控制方法相比,所设计的基于速度分区的损耗最小控制新方法能够有效地降低电机损耗。     

基于数据驱动的电能质量分区治理策略

针对现代电网分布式电源及非线性负荷的高渗透性、分散性和动态时变性,传统治理方式难以有效控制全网电能质量的问题,该文从数据关联分析和污染全网治理的角度出发,提出一种基于数据驱动的电能质量分区治理策略。通过提取网络各节点电能质量时间序列中的重要特征点,配合互插值寻优法构建等时维序列数组。采用灰色关联理论分析序列数组内节点数据的相关性,依据节点间电能质量关联度将网络划分为多个控制区域,同时确定出各分区的主导节点,进而通过分区调控实现电能质量污染的全局治理。IEEE14节点仿真算例验证该文方法用于划分电能质量治理区域的准确性及分区改善全网供电质量的合理性。     

基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别

监测永磁电机的永磁体温度对于保证电机的使用寿命至关重要,因为过高的温度会产生永磁体不可逆失磁现象。提出了一种基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别方法,实现用热网络监测永磁体的温度。该方法首先建立永磁电机的热网络模型,利用粒子群优化算法结合电机温升试验所得温度数据对热网络模型的主要热力参数进行识别;然后利用该热网络模型进行在线温度识别,识别过程能够快速收敛,具备良好的辨识精度;最后,通过对比仿真识别温度和电机温升试验数据,验证了该方法的准确性。     

考虑运行工况的模块化双永磁游标电机多工作点优化设计

双永磁游标电机基于双向磁场调制效应原理运行,在转矩密度提高的同时,存在电机损耗较大的问题。采用传统以电机额定点为优化对象的优化方法,仅能提升额定工作点的性能,难以保证电机实际运行工况下多个工作点高效运行的需求。为此,该文提出考虑运行工况的电机多工作点优化方法,设计了低损耗模块化双永磁游标电机。采用K聚类法精确提炼代表工作点及其权重,为了使优化过程更加高效化,采用灵敏度分析法将变量分区定性优化减少设计空间,结合响应面法与具有高收敛性的基于变异算子的多目标差分进化算法确定高敏参数的全局最优解,从而实现运行工况下高效准确的电机参数优化。仿真与实验结果验证了设计方法的有效性。     

混合级联型多电平逆变器共模电压优化方法

为研究混合级联型多电平逆变器共模电压的优化,提出了一种多电平逆变器的共模电压优化方法.通过分析混合级联型多电平逆变器输出电压矢量在α'-β'坐标系中的分布规律,重新定义了不同高低电压和频率的基本矢量.在基本矢量区域划分为几类不同的特征多边形和在优先选择高电压-低频率基本矢量点的前提下,获取由3个基本矢量点合成的参考矢量值,并计算3个基本矢量的持续作用时间.为验证本优化方法的正确性,在二级七电平混合级联多电平逆变器(两单元直流侧电压比为1:2)仿真模型及实验平台上对算法进行了验证.仿真和实验结果表明:逆变器输出的共模电压幅值可限制在单位直流侧电压内,对共模电压的抑制作用较明显.