电励磁双凸极电机转矩脉动分析与抑制

传统标准角度控制方式下,电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)存在较大的转矩脉动。为减小转矩脉动影响,进一步研究DSEM在风力发电、航空航天等领域的应用,对DSEM转矩脉动产生的机理进行深入分析,并在转矩脉动分析基础上,提出新型转矩内环和新型转矩分配2种控制策略以抑制换向转矩脉动。以2kW、12/8极DSEM为例进行了仿真验证,并对2种控制策略进行比较。结果表明,与传统控制方式相比,采用所提出的新型转矩控制策略可以有效地抑制DSEM转矩脉动。     

飞机供电系统虚拟仿真实验教学模式探索

多电飞机技术是航空科技发展的重要方向,对航空电气专业人才培养提出了迫切需求,而实验教学是不可或缺的重要环节。然而多电飞机供电系统实验因具有危险性高、实验成本高等特点,使得无法以真实系统开展实验教学。本文以多电飞机供电管理和故障重构实物实验存在的问题为切入点,借助现代信息技术与互联网技术手段,构建并分析了虚拟仿真教学实验系统,探索航空电气类课程个性化、泛在化实验教学新模式,该虚拟仿真实验对提高航空电气领域专业人才创新与实践能力提供重要支撑。     

双凸极电机全桥变换器单相开路故障容错方案

电机驱动系统中变换器是最薄弱、故障出现率最高的环节,故障后电机运行在非平衡状态,长时间工作将导致电机损坏,使整个系统丧失工作能力。因此对驱动系统变换器故障的检测、诊断是提高系统可靠性,实现容错运行的关键。该文对电励磁双凸极电机驱动系统的全桥变换器单相故障进行了分析,对各种故障状态进行了分类;通过将故障桥臂切除,重构系统变换器,使驱动系统能够故障后容错运行,并能够维持系统的输出特性。实验验证了该容错方案能够实现驱动系统从故障状态到容错运行的平滑、可靠切换,有效提高了系统的可靠性。     

双凸极电机主功率变换器故障在线诊断

主功率变换器是电机系统中最薄弱、故障率最高的环节。故障后电机运行在非平衡状态,降低了系统可靠性,而且可能导致电机以及整个系统损坏。因此对主功率变换器进行在线故障检测和诊断是提高整个系统可靠性的关键。本文通过对基于全桥变换器的电励磁双凸极电机主功率电路功率管故障的研究,在不影响电机控制方式的情况下,改变三相电流传感器位置,同时结合功率管驱动信号和二极管续流信号,实现在线故障诊断。最后通过模拟故障状态,验证了该方法的正确性、快速性和实用性。     

双电压合成矩阵变换器的新型扇区划分

在研究传统矩阵变换器双电压控制策略的基础上,提出了一种新型的扇区划分模式,将矩阵变换器的输出扇区由6个扇区减少为3个扇区,因而使输入输出的扇区组合数由36种减少至18种。本文详细介绍了该新型扇区划分方法,并推导了新型扇区判断的数学规则、对应开关管占空比系数的数学表达式以及通用化的输出线电压的合成表达式,简化了双电压控制策略的实现过程。本文所提出的新型扇区划分模式在原理和输入输出性能上同传统双电压控制方法完全等效,在不平衡的输入下同样能够得到对称的三相输出电压,继承了传统双电压控制策略的优点。最后,通过仿真与实验验证了该新型扇区划分方法的有效性。     

双凸极起动/发电机系统建模与瞬态特性分析

现有的电磁式双凸极电机的建模与特性分析分别单独从起动状态和发电状态两个方面进行,而独立的起动机和发电机模型难以完整、准确的反映起动/发电整个过程,尤其是起动/发电切换瞬态过程。在MATLAB软件中将SIMULINK和SimPowerSystems相结合,提出了非线性电感下起动/发电机一体化建模的方法,建立了电磁式双凸极起动/发电机系统的一体化模型,分析了起动/发电各个阶段特性,重点分析了起动/发电切换过程瞬态特性。仿真与实验结果验证了电磁式双凸极起动/发电机系统一体化模型和特性分析的正确性。     

飞机供电系统虚拟仿真实验教学模式探索

由于多电飞机供电系统实验因具有危险性高、实验成本高等特点,使得无法以真实系统开展实验教学.本文以多电飞机供电管理和故障重构实物实验存在的问题为切入点,借助现代信息技术与互联网技术手段,构建并分析了虚拟仿真教学实验系统,探索航空电气类课程个性化、泛在化实验教学新模式,该虚拟仿真实验对提高航空电气领域专业人才创新与实践能力提供重要支撑.     

多相电励磁双凸极发电机的极数和极弧系数研究

电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。     

基于全桥变换器的电励磁双凸极电机中点电位的研究

基于全桥变换器的电励磁双凸极电机，由于电机非线性电感特性，使其三相中点电位随转子位置而变化，将对电机系统性能产生不良影响。该文针对一台6/4极电励磁双凸极电机系统，研究了中点电位的变化规律，分析了中点电位变化引起相电流畸变的原因，并进行试验验证。研究和试验结果表明：电励磁双凸极电机中点电位的变化将导致电流换相过程中出现反向电流缺口，产生负转矩，削弱电机出力，并使输出转矩脉动扩大。文中最后给出了从电机设计与电流控制方法两个方面抑制中点电位影响的方法。     

双凸极发电机系统的模型辨识与验证

电励磁双凸极发电机由于其非线性电感特性导致数学模型中存在较多不确定参数,因此难以通过电机数学模型选择合适的控制方法以优化系统的控制参数。该文利用电机数学模型确定系统模型的类别,对开环电机系统的脉冲响应结果采用一种简单的、叠加拟合的辨识方法获取系统的传递函数,并将辨识传递函数通过闭环特性、动态响应与抗扰动三方面的仿真结果与实际闭环系统相比较,分析辨识函数的准确性,对辨识系统通过动态特性仿真来选择和改进系统的控制方法,以改善系统性能。以实验室一台原理样机系统进行试验验证,试验结果验证了辨识函数的准确性,以此改 进控制参数后的系统具有良好的动、稳态特性。