改进型偏差耦合多电机转速同步控制

传统偏差耦合多电机同步控制系统中,系统的跟踪性能与同步性能相互耦合,难以兼顾。此外,在多电机系统起动阶段,传统偏差耦合控制结构跟踪误差补偿量较大,在输出限幅的作用下,各台电机电流环输入参考转矩相等,而负载不均导致各台电机加速度不等,致使转速同步误差增大。针对以上问题,该文首先运用线性系统校正原理设计了改进型偏差耦合控制结构,实现了系统的同步性能与跟踪性能的解耦调节;并在转速环部分增加了输出选择器,设计了输出选择函数,将跟踪误差补偿量按一定比例减小至限幅值以下,使得同步误差补偿量的作用更加突出,在多电机系统起动阶段减小了系统同步误差。最后在3台永磁电机平台上进行了仿真和实验,结果验证了该文所提改进型偏差耦合控制结构的有效性和可行性。     

基于超声波电机模型的鞭毛电机运行机理与特性研究

鞭毛电机(BFM)是微观世界里的一种分子旋转电机，其利用H^ 的电化学势能转化为机械能推动转子旋转。由于鞭毛电机体积大、易操作，因而可作为研究分子旋转电机的理想模型，对认识生物能量转化及细胞运动机制有重要的意义。该文介绍了鞭毛电机的结构组成，阐述了其运行机理。基于超声波电机的模型，详细分析了力矩产生机制，即H^ 的跨膜运动带动定子在超声波频域内的振动，通过定子和转子之间的摩擦作用和弹性形变产生转矩，将振动能转化为机械能。利用工程振动学，对鞭毛电机定子的振动特性作了分析，计算出离子通道的振动频率，并对振子的振动方程作了解析。通过对宏观的超声波电机的研究，得出了鞭毛电机的转速一转矩关系的数学模型，并对其进行仿真得到了机械特性曲线，仿真结果与目前实验测得的数据相吻合。并基于仿真结果，利用旋转动力学，对输入功率、输出功率进行计算，得出了机械效率，结果表明鞭毛电机是一种效率较高的微电机。     

永磁同步发电机与Boost斩波型变换器非线性速度控制

直驱式永磁同步风电系统电机侧变换器的一种常见拓扑结构为二极管整流桥后接Boost斩波电路。此结构具有较强的非线性,采用普通PI控制器很难使系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。针对其非线性特性,分区间建立了发电机与变换器整体非线性数学模型,在单区间内采用输入-输出反馈线性化方法将非线性系统转换为线性系统,在此基础上设计了转速最优控制器。该设计方法数学转换过程较为简单,参数整定方法较为成熟,且不同区间内线性控制器的参数相同。通过一套3kVA的实验系统,验证了该方法能明显改善系统动态性能,对此类风电系统电机侧变换器控制策略的设计具有一定的参考价值。     

基于遗传整定的永磁交流伺服系统模糊免疫PID控制器

提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中.该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推理实现,PID及免疫比例控制器中的参数由遗传算法实现自寻优.利用功能强大的仿真工具Matlab/Simulink对交流伺服系统进行仿真,控制器算法简单,易于实现.结果表明,该控制方法具有响应速度快、鲁棒性强等优点,显著提高了系统性能.     

同步发电机定子绕组内部故障数值分析

对研究发电机内部故障的不同分析方法进行比较, 应用场路耦合法对发电机定予绕组内部故障建模。利用发电机动模实验研究方法,验证该模型的正确性。并基于快速傅里叶变换和小波变换技术,对不同运行工况下同步发电机定子绕组内部匝间短路故障的时频稳态和暂态特性进行相应的数值分析。数值分析结果表明不同励磁条件、不同负载、不同位置的定子绕组内部匝间短路具有不同的电气故障特征,要实现良好的同步发电机定子绕组内部保护必须综合考虑各种影响因素。这给发电机定子绕组的内部故障诊断和保护提供更多的理论和实验依据。同时通过实验分析表明,不同的同步电机发生内部故障时其故障规律可能有所不同。     

五桥臂逆变器驱动的双永磁同步电机系统占空比优化调制策略

以五桥臂电压源逆变器驱动两台三相永磁同步电机控制系统为研究对象,提出一种适合该系统的占空比优化调制策略。在空间矢量脉宽调制的基础上,分析逆变器驱动信号占空比的取值范围;为满足不同情况下公共桥臂的控制要求,分别对5个桥臂的占空比进行合理优化。该策略在两电机解耦控制的同时,有效减少了两电机受零电压矢量控制的时间,扩展了系统的调速范围,从而能提高直流母线电压的利用率。仿真和实验结果验证了该调制策略的可行性和有效性。     

电机驱动系统故障诊断技术综述EI北大核心CSCD

故障诊断技术对电机驱动系统的安全稳定与高效运行至关重要,是近年来电机驱动领域的研究热点之一。该文旨在对电机驱动系统故障诊断方面的研究工作进行系统性综述。首先,介绍电机驱动系统的常见故障类型,并梳理故障诊断所面临的技术难题。其次,对现有故障诊断方法进行分类和归纳,详细阐述各类方法的基本原理。在此基础上,深入探讨电机驱动系统各类故障诊断方法的适用范围以及所面临的挑战。最后,对电机驱动系统故障诊断技术未来的发展趋势进行全方位展望,以期为理论研究和技术路线的创新发展提供一些思考和借鉴。     

辅助坐标系下永磁同步电机低载波比无差拍预测转矩控制EI北大核心CSCD

该文提出一种适用于永磁同步电机高速、低载波比运行的无差拍预测转矩控制方法。为了降低低载波比下因转子位置变化引起的预测误差,借助辅助坐标系,通过直接求解微分方程的方法构造新的离散预测模型;基于新模型,提出无差拍转矩控制的控制量计算表达式和一步延时补偿方法。基于辅助坐标系下磁链与负载角差值间的数学关系,利用磁链预测值可直接获得转矩预测值。此外,为了减低电机参数失配对转矩控制的不利影响,采用暂态时公式法、稳态时功率守恒法计算转矩反馈值。实验结果表明所提方法具有可行性和有效性。与传统方法相比,所提方法在低载波比下具有较小的模型误差,转矩、磁链的预测和控制更加精确,并且对电机参数具有一定的鲁棒性。