Reliability Analysis of a Switched Reluctance Starter/Generator

In this paper, the combined k-out-of-n : G model and reliability block diagram model is used to analyze the reliability of a switched reluctance starter/generator system. First, the different operational modes of a switched reluctance motor starter/generator are analyzed, and the fault states of the system are briefly described. Then the fault criteria of the system in different operational states are put forward. Secondly, a reliability block diagram model is established to calculate the system-level reliability, and the k-out-of-n : G model is adopted to analyze the reliability of each part of the switched reluctance starter/generator system. To verify effectiveness, the first-order Markov model is also used to analyze the reliability of each part of the switched reluctance starter/generator system. Considering the computational complexity and accuracy of the system, the k-out-of-n : G model is more suitable for system component level reliability analysis. Finally, a 6/4 switched reluctance motor is used as the simulated and experimental platform motor. The final results verify the effectiveness of the reliability analysis model.     

双边直线开关磁阻发电系统建模与仿真研究

对直线开关磁阻发电机进行结构选型,根据双边直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立以双边直线开关磁阻发电机为波能转换装置的波能发电系统,给出在固定开通/关断位置控制方法下的励磁功率、发电功率以及电压输出波形,并对双边直线开关磁阻发电系统进行功率分析。结果表明,双边直线开关磁阻发电系统具有连续发电能力,并且输出效率高达80.6%。采用电压外环PID调节加位置内环控制的双闭环控制策略对双边直线开关磁阻发电系统进行仿真研究,系统仿真结果表明,双闭环控制策略完成恒压控制,验证了双闭环恒压控制策略在双边直线开关磁阻发电系统中的可行性。     

基于多场耦合的开关磁阻起动/发电机油冷结构设计

目前,开关磁阻起动/发电机散热方面的研究仍然是一个薄弱环节,同时也是限制电机功率密度提高的一个重要因素。利用有限元软件Ansoft和有限体软件Fluent,提出采用电磁场、温度场、流体场多场联合仿真的方式来设计开关磁阻起动/发电机油冷结构,并对电机温度场进行仿真。在以上多场有限元联合仿真的基础上,设计并试制了一台循油冷却开关磁阻起动/发电机。通过试验证明,基于多场耦合的温度场仿真结果与试验结果吻合度较高。     

开关磁阻风力发电技术

开关磁阻发电机用于风电系统可实现变速直驱发电,具有低速性能好、成本低、发电效率高、可靠性强等优点,有着十分广阔的发展前景.简要介绍了开关磁阻发电机的工作原理与运行模式,对开关磁阻风力发电系统的结构和最大风能跟踪控制方法作了分析,并介绍了其并网逆变器和并行式发电系统.     

单相开关磁阻发电机仿真研究

开关磁阻电机作为电动机已得到了广泛的研究。它作为发电机运行也有诸多特点,但这方面的研究甚少,尤其是单相开关磁阻发电机。由于结构特殊和机、电、磁的非线性因素,很难用类似传统电机的数学模型进行分析,所以本文以研发的单相8/8结构为样机,用数值计算的方法作仿真研究,并进行实验。     

基于改进粒子群算法的开关磁阻电机本体优化

针对开关磁阻电机多变量、高非线性以及传统设计过程无法快速而准确获得最优方案的问题,提出一种基于Kriging模型和改进粒子群算法的参数优化策略。首先建立多目标优化模型,采用田口正交方法进行敏感性分析,依据灵敏度大小将优化变量分为两个子空间;其次为提高多目标粒子群算法的收敛速度和全局寻优精度,引入天牛须搜索算法中环境感应机制和遗传算法中交叉变异策略;最后建立Kriging模型,利用改进粒子群算法对两个子空间参数进行迭代寻优。实验结果表明,优化后的转矩脉动减少23%,平均转矩提高2.3%,在大幅度减少转矩脉动情况下保持了较大平均转矩。结论是改进的粒子群算法与Kriging模型相结合策略适用于开关磁阻电机优化过程,可显著提高优化效率,保证求解精度。     

遗传优化的最小二乘支持向量机在开关磁阻电机建模中的应用

针对开关磁阻电机的非线性磁链特性,用最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)与自适应遗传算法相结合的方法精确构建开关磁阻电动机的磁链模型。在最小二乘支持向量机通过采样数据训练模型的过程中,用自适应遗传算法评价拟合误差,优化LSSVM模型的超参数,进而优化开关磁阻电机的磁链模型。通过比较该模型的预测数据与实际测量数据,可以得出用自适应遗传算法优化的最小二乘支持向量机构建的开关磁阻电机模型是可行的,有较高的精度和较好的预测能力。     

一种开关磁阻风力发电机最大风能跟踪方法

对开关磁阻风力发电机的运行原理和风轮机的功率输出特性进行了介绍,提出了一种不依赖风轮机运行参数即可实现最大风能自动跟踪的变步长控制方法.使用Matlab/Simulink构建了整个系统的模型,进行了仿真,使用直流电动机模拟风力机对提出的最大风能跟踪控制方法进行了测试,系统仿真和试验结果证明该方法是可行的.     

基于遗传算法的开关磁阻电机优化设计

将遗传算法引入电机优化设计领域，全面研究了ＳＲ电机的优化设计问题。首次提出用开通角系数和关断角系数处理优化设计过程中的控制参数问题，成功地将非线性性能计算方法用于ＳＲ电机优化设计，并讨论了优化点及恒功率区特点在优化过程中的处理方法。     

开关磁阻无刷发电机自励磁机理

分析了开关磁阻无刷发电机与并励磁有刷直流发电机的自励磁过程的异同,给出了开关磁阻无刷发电机的自励磁条件。     

基于积分分离模糊PID的开关磁阻发电机最大风能跟踪

提出采用转速反馈控制方案调节开关磁阻发电机的输出功率,进而调节其电磁转矩和转速,以在风速变化时保持恒定的最佳叶尖速比,实现最大风能跟踪。采用积分分离模糊PID的功率控制器,以适应宽转速运行,提高系统的鲁棒性。给出系统整体控制框图,分析并设计模糊控制器和积分分离算法;构建开关磁阻风力发电系统仿真模型,仿真结果验证了该方法简单可靠、调节快且鲁棒性好,具有一定的工程应用价值。     

开关磁阻发电系统数学建模

开关磁阻发电系统数学模型是分析自励磁机理、相电流波形及发电品质的基础 ,本文在分析磁阻电机、功率变换器及控制器相互关系基础上 ,建立了计及相绕组之间互感影响的开关磁阻发电系统数学模型 ,用该模型对相电流和母线电压进行仿真的结果与研制样机的实测结果吻合较好。     

混合动力汽车中开关磁阻电动/发电机纯硬件控制器的研究

针对混合动力汽车中开关磁阻电动(发电)机工作环境恶劣和软件控制抗干扰能力较低的特点,提出了以单片复杂可编程逻辑器件(CPLD)为基础的纯硬件电路实现开关磁阻电动/发电机系统的硬件控制方案.试验结果表明,以CPLD为基础的硬件控制器可以有效地实现控制系统的电动、发电、助力功能,并且具有较高的容错能力及良好的动态调节性能.     

基于自抗扰控制的开关磁阻电机转速闭环性能

基于开关磁阻起动/发电助力控制系统的研究背景,根据该系统具有严重非线性,转速给定多变、负载扰动大、参数变化多的特点,利用自抗扰控制原理设计了开关磁阻电机转速闭环控制系统。采用Matlab仿真软件,建立了该系统的仿真模型,并进行了控制策略设计和参数估算。由仿真结果可知,该系统对外部负载扰动和内部模型参数的变化具有较强鲁棒性能,比传统的PID控制系统动静态性能更优。最后在开关磁阻起动/发电样机平台进行的样机试验表明,自抗扰控制可以实现样机的快速、无超调起动,负载扰动时转速变化小、恢复时间短、转速跟踪快。     

开关磁阻起动发电机系统及其一体化控制方案

本文首先对开关磁阻起动/发电机的研究现状、系统的组成及方案选取原则进行分析，结合起动和发电过程中角度控制、斩波控制、脉宽调制控制三种控制方案特点，归纳出适合开关磁阻起动/发电机系统的一体化控制策略；最后给出部分试验结果及性能分析，研究表明：开关磁阻起动/发电机系统具有的结构简单坚固、控制灵活等特点，具备很高的容错运行能力、高能量密度和恶劣环境工作能力，在航空及汽车等领域有着良好的应用前景。     

开关磁阻平面电机的鲁棒控制

基于能量耗散理论和开关磁阻电机原理,提出一种鲁棒无源性开关磁阻平面电机控制器,首先研究了开关磁阻平面电机的无源性控制在各种注入阻尼下的稳态和动态特性,指出了无源性控制方法存在的缺陷,并在无源性控制基础上,结合鲁棒控制技术,克服了一般无源性控制在静摩擦力和突加负载扰动下存在的稳态位置误差和动态品质恶化的缺陷,实现了提高控制品质和鲁棒性,仿真和试验结果证明了该方法的有效性。     

基于ANSOFT开关磁阻电机建模与控制策略的仿真研究

基于ANSOFT软件建立开关磁阻电机二维和三维有限元模型,采用不同控制策略对开关磁阻电机有限元模型进行动态仿真研究。将有限元仿真结果与MATLAB仿真结果进行比较,结果表明有限元法建立的模型及其驱动系统有利于对电机转矩和磁链特性进行准确分析,同时能指导开关磁阻电机及其控制系统的设计和优化。     

基于优化BP神经网络的开关磁阻电机定子电阻辨识方法

为解决直接转矩控制下的开关磁阻电机低速运行时磁链计算受电阻变化影响比较大的问题,详细观察分析了电阻对于相电流的影响,通过比对电阻可调的电机模型与实际的电机模型的输出电流,提出了一种基于优化BP神经网络的电阻辨识器。优化BP网络数学理论,结构简单,学习算法清晰明白,基于该网络的算法能够对变化的定子电阻进行辨识。将该方法置于Simulink控制系统上进行仿真,同时比较有无电阻辨识器前后仿真波形。试验表明,该电阻辨识方法可以提高开关磁阻电机低速运行时系统性能。     

Speed control of grid-connected switched reluctance generator driven by variable speed wind turbine using adaptive neural network controller

In wind energy conversion system, variable speed operation is becoming popular nowadays, where conventional synchronous generators, permanent magnet synchronous generators, and doubly fed induction generators are commercially used as wind generators. Along with the existing and classical solutions of the aforementioned machines used in wind power applications, the switched reluctance generator (SRG) can also be considered as a wind generator due to its inherent characteristics such as simple construction, robustness, low manufacturing cost, etc. This paper presents a novel speed control of switched reluctance generator by using adaptive neural network (ANN) controller. The SRG is driven by variable speed wind turbine and it is connected to the grid through an asymmetric half bridge converter, DC-link, and DC-AC inverter system. Speed control is very important for variable speed operation of SRG to ensure maximum power delivery to the grid for any particular wind speed. Detailed modeling and control strategies of SRG as well as other individual components including wind turbine, converter, and inverter systems are presented. The effectiveness of the proposed system is verified with simulation results using the real wind speed data measured at Hokkaido Island, Japan. The dynamic simulation study is carried out using PSCAD/EMTDC.     

基于Matlab的开关磁阻电机电动／发电系统的非线性建模与仿真

基于开关磁阻电机的数学模型，利用Matlab／Simulink中的相关模块建立开关磁阻电机电动／发电系统的非线性仿真模型。该模型具有仿真便捷，结果直观等特点。利用该模型对一台三相12／8结构样机进行了仿真，仿真结果证明了该模型的有效性。该模型为今后优化开关磁阻电机的控制策略提供了依据。