基于谐波电流抑制的双三相PMSM容错型直接转矩控制

针对六相PMSM电机直接转矩控制系统在缺相运行时存在的转矩脉动大和电流谐波大等问题，提出了改进方法。根据矢量空间解耦的思想，推导出电机缺相后的数学模型和电压矢量方程，通过方程画出缺相后的电压矢量在基波平面和谐波平面的分布，分析了电压利用率的问题，在利用原始矢量制作出电机故障前后共用一个开关表的基础上，加入虚拟矢量合成后减少电流谐波的想法，以减小电机在直接转矩控制系统中缺相运行时的转矩脉动和电流谐波。利用虚拟合成矢量制作出电机在故障前后共用的一个开关表。仿真建模并验证了该方法的正确性。     

五相永磁同步电机缺相运行的建模与控制

为提高五相永磁同步电机(PMSM)控制系统的可靠性,减小定子绕组发生开路故障时电机输出转矩的脉动分量,提出了五相PMSM缺相运行时的容错控制策略。从矢量空间解耦的角度,建立了含有3次谐波磁场的五相PMSM缺相运行时的数学模型。根据瞬时功率守恒原理,对故障前后的电磁转矩进行分析,提出了平均转矩保持不变的容错控制策略,通过重新分配各相电流的幅值和相位,实现了控制系统的满负荷运行;为了使电机在缺相故障时仍能提供平滑转矩,提出了脉动转矩保持为零的容错控制策略,实现了控制系统的无扰运行。采用转子磁场定向的方法,通过对旋转坐标系下的交直轴电流和零序电流进行控制,实现了对电机输出转矩的补偿。实验结果表明,所提出的容错控制算法能够有效改善五相PMSM在定子绕组发生开路故障时的运行性能。     

基于自然容错开关表的五相永磁同步电机直接转矩控制

五相永磁同步电机(permanent-magnetsynchronous motor,PMSM)传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在相电流畸变严重、共模电压(common-modevoltage,CMV)高、转矩和磁链脉动大等问题,且无法实现相开路故障情况下的无扰运行。为解决上述问题,提出一种基于自然容错开关表的DTC策略。该策略根据PMSM开路故障前后基电压矢量的特点以及三次平面合成电压矢量为零的原则,构建虚拟矢量(virtual vector,VV),设计故障前后同一套自然容错开关表,进而不但抑制了故障导致的转矩脉动,而且在故障前后均能降低三次谐波电流、减小转矩和磁链脉动、抑制CMV。实验结果验证所提策略的可行性。     

基于新型开关表的五相永磁同步电机容错直接转矩控制

针对五相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)开路故障导致转矩脉动大的问题,提出一种基于新型开关表的容错直接转矩控制(direct torque control,DTC)策略。首先,修正定子磁链以保持开路故障前后定子磁链矢量在两相静止坐标系中具有相同的圆形轨迹。其次,根据故障情况下电压矢量特点,设计新型开关表,确保该开关表同时适用于正常和开路故障情况的DTC运行。该容错DTC策略不但抑制正常和故障情况下的三次电流谐波,避免故障后控制系统的重构,而且抑制开路故障导致的转矩脉动,实现PMSM在开路故障情况下的平稳运行。仿真和实验结果验证所提容错DTC策略的有效性。     

五相永磁同步电机磁链矫正容错控制策略

针对五相永磁同步电机出现两相开路故障时系统电磁转矩及转速脉动大、动态响应差,且利用空间电压矢量调制技术(SVPWM)推导过程又极其复杂的问题,提出了一种磁链矫正容错控制策略。该策略在正常运行模式下克拉克变换矩阵的基础上推导出两相开路故障模式下的推广克拉克变换矩阵,计算出两相静止坐标系下的定子磁链表达式。对比正常运行状态下的磁链表达式,设计相关系数,使其恢复到正常运行状态,从而间接控制磁动势。采用直接转矩控制技术实现电机转矩和磁链控制。仿真结果表明该方法能够平缓故障状态下的转矩和转速、实现电机的容错运行。     

基于铜耗最小的五相永磁同步电机单相断路故障解耦容错控制

为提高五相永磁同步电机故障状态下的转矩性能,提出了一种基于铜耗最小的解耦容错控制方法。在磁动势不变原理与铜耗最小原则的基础上,求解出故障后电机的容错电流,然后根据所求得的补偿电流,推导出电机缺相后的降维变换矩阵,从而建立故障后五相永磁同步电机的数学模型,实现故障后电机的解耦控制。采用联合仿真的方法来验证所提出的容错控制算法。仿真结果表明,缺相后电机的转矩脉动得到了有效的降低,实现了电机的无扰容错运行。     

五相永磁同步电机磁链改进型容错直接转矩控制

针对五相永磁同步电机驱动系统中开路故障导致转矩脉动大且动态性能差的问题,提出一种磁链改进型容错直接转矩控制策略。该策略基于故障前后磁动势不变原则,推导故障状态下的推广克拉克(Clarke)变换矩阵,建立五相永磁同步电机故障时的数学模型。在此基础上,设计一个系数修正定子磁链,使其与正常运行时一致。根据铜损最小原则,优化定子容错电流,同时采用基于零序电压谐波注入式脉宽调制技术,实现了电机转矩和定子磁链的准确控制。实验结果表明,该容错DTC策略能提高电机开路故障情况下转矩的稳态和动态性能,实现五相永磁同步电机的无扰运行。     

六相永磁同步电机缺四相容错型直接转矩控制

为了进一步改善六相对称绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统的可靠性,提出了一种针对六相对称绕组PMSM任意缺四相的容错型直接转矩控制(DTC)策略。为实现电磁转矩及圆形轨迹磁动势的平稳控制,定义了虚拟磁链和虚拟电流,在此基础上推导出电机任意四相开路时虚拟定子磁链与电磁转矩间的关系式。利用健康相逆变器输出电压矢量同时实现电磁转矩及圆形轨迹虚拟磁链控制。实验验证了该控制方案的可行性。     

基于正常解耦变换的双三相永磁同步电机缺相容错控制策略

常用的多相电机缺相容错控制策略需要建立缺相后的降维数学模型,双三相电机缺相时具有两种不同中性点连接方式,每种情况对应不同的解耦变换阵,需要分别进行建模。根据双三相电机开路故障时,如果保持系统解耦变换阵不变,则电压方程、磁链方程和转矩方程不会受到影响的特点,构建了一种基于正常解耦变换阵的缺相容错控制策略,该策略适用于不同中性点连接方式,只需要改变谐波子空间参考电流即可。分别对定子铜耗最小和最大转矩输出两种优化电流工作方式进行分析,并分析了3次谐波磁动势对电磁转矩的影响。对一相开路和正交两相开路情况分别进行理论分析和实验验证,证明了所提控制策略的有效性和可行性。     

九开关变换器驱动的六相永磁同步电机两相断路时的容错控制

本文针对九开关变换器驱动的双Y移30°永磁同步电机系统,六相PMSM两相断路故障时,研究了相应的容错控制方法。首先根据九开关变换器的工作原理,得到电机断两相后的空间电压矢量,并选择合适的基础电压,提出了适用于断相后电机的SVPWM算法;然后根据断相电机的数学模型,建立了变换矩阵,用电气元件搭建了电机模块;最后在Matlab/Simulink中仿真实验,结果表明该容错控制维持电机平稳可靠运行,验证了所提方法的正确性。     

三相逆变电源相位对称性的研究

本文针对常规三相逆变电源不能满足任意不平衡负载的缺点,提出了在组合式三相逆变电源中相位解耦的方案。各相分别采用锁相环进行闭环控制,使输出电压的相位跟踪基准相位,保证了逆变电源相位的对称性,实验证明了电路设计的正确性。该方案已应用到SFC-D系列逆变电源中。     

基于CPLD的交流电动机缺相错相保护器

介绍了三相交流电源的相序检测技术以及交流电动机缺相错相保护器的原理。给出了完整的系统硬件电路图并分析了电路的工作原理,给出了CPLD的VHDL语言源程序。实现了三相交流电动机高效、安全可靠地运行。     

一种基于电流突变量的故障选相新方法

针对现有选相方法不能同时识别所有故障类型以及电流突变量选相在弱电源侧灵敏度不足的问题,提出一种新型电流突变量的选相方法。该方法首先根据保护安装处各相故障电流与其余两相故障差流之间的比例关系,构造故障相别选择系数,然后,通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征,实现故障选相。仿真结果表明,该方法能够在故障发生1个周波内快速准确地判断故障相别,对各种类型故障均具有较高的灵敏度,且不受故障位置、过渡电阻及负荷电流的影响,具有较高的可靠性。即使在发生发展性故障情况下,该方法仍具有较好的选择性。同时,该方法对弱电源侧选相具有足够的灵敏性。     

一种UPS逆变输出相位控制策略

UPS逆变输出与电网同步性是衡量UPS的一个重要指标。探讨一种UPS逆变输出相位反馈控制策略,通过软件锁相获取电网相位,作为逆变输出相位基准,再经反馈控制使逆变输出相位精确跟踪基准相位。在理论分析基础上设计了逆变器输出相位反馈控制的补偿网络,并在三电平UPS逆变器平台上对该控制方法进行验证,结果表明该方法能够实现逆变输出与电网同步。     

220KV紧凑型输电线路相间合成绝缘间隔棒的研究

介绍了我国第一条２２０ＫＶ安一廓线紧凑型线路相间合成绝缘间隔棒研究成果及设计经验。特别通过对相间合成绝缘间隔棒后屈曲性态，绝缘水平的综合研究和分析，提出了相间合成绝缘间隔棒的新的设计概念，并在国内首次研制成２２０ＫＶ紧凑型线路用的相间合成绝缘间隔棒。研制的间隔棒已全部通过按技术条件要求的机电综合试验，为紧凑型线路的工程实施解决了一个技术难题，也为研究更高电压５００ＫＶ紧凑型线路用的相间合成绝缘间隔     

铁氧体移相器差相移一致性浅析

以X波段背脊式非互易移相器为研究对象,从磁芯、应力、激励器等多方面对影响铁氧体移相器差相移一致性的因素进行了分析和讨论.为了使这种一致性达到要求,在移相器的设计、加工、装配等过程中,首先力求将各种不利因素的影响程度降到最低;然后采用数理统计等方法对同批移相器的差相移进行统计和分析,淘汰不合格品.     

五相永磁同步电动机缺相故障下的磁动势分析

通过分析五相永磁同步电动机正常与缺相下的磁动势,试图找到一种电流控制策略来调整电机缺相情况下的磁动势波形。包括一相开路、相邻两相开路和不相邻两相开路三种情况。所提及的控制方法能够保证该五相电机在缺相故障下仍然能够安全运行。为了证明该电流控制方法具有可行性,每一种故障都进行了仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

金属相气相分断电弧状态转换机理的研究

电触头是高、低压电器中的关键元件，其性能直接影响到电器运行的可靠性。研究电弧对触头的能量输入和触头的响应具有非常重要的意义。对AgSnO2和AgNi两种触头材料在不同的电压、电流等级下，进行了大量的试验，对直流分断电弧由金属相电弧向气相电弧转换的规律进行了探讨。     

10 kV两段母线电压相角差原因分析

采用矢量分析和现场试验相结合的方法解释了一座220 kV变电站两段10 kV母线电压相角为何互差60°的问题.     

密相气固两相流管道气力输送的阻力特性

在1∶1比例的工业气力输送系统试验台上,进行了输送管道中气固两相流的阻力特性试验,对影响气固两相流压力损失的主要因素,包括被输送物料的基本性质与特征,输送气体的物性,管道的特性和操作条件四个方面进行了分析与探讨,为气力输送系统的工程设计和理论研究提供了依据。