基于DSP的盘式无铁心永磁同步电动机调速系统

高磁能积永磁体的出现使盘式永磁电机的定、转子可以设计成无铁心结构,减少了在同等输出功率和轴转矩条件下电机的重量,避免了铁心损耗且减少了转矩脉动。结合这些特性,设计了基于DSP的盘式无铁心永磁电机调速驱动系统。该系统以TMS320LF2407为控制核心,EXB841作为功率驱动单元,整个系统结构紧凑,集成度好。采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,有效抑制了电流谐波分量和转矩脉动。实验表明,系统稳态转速平稳且无静差;超调量小;能够获得最大启动转矩,响应快,转速上升时间仅为30ms,具有令人满意的调速性能。     

基于差补调制方式的级联H桥逆变器单元故障控制方法

为了增加级联H桥型逆变器单元故障后的输出能力,采用逆变器中性点偏移的工作方式,使逆变器非故障部分继续工作,输出最大幅值的对称线电压,但同时中性点的偏移也造成了电压谐波的增加。该文以6单元串联H桥系统为例进行分析,提出中性点偏移前后采用差补调制方式来控制逆变器,可以减少电压的谐波含量,且参数易于调整。与目前所采用的其它控制方法相比,该方法不仅提升输出合成电压的幅值,而且有效控制了电压的谐波含量,从而减少故障对系统的影响,提高级联H桥逆变器系统的可靠性。系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。     

基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制

开关磁阻电机(SRM)因其结构简单、工作可靠、效率高、成本低等优点使之成为当前极具竞争力的一种调速电动机。但由于电机本身的非线性电磁特性,导致了其转矩脉动比其他传动系统严重。如何更好地对开关磁阻电机的转矩进行控制,抑制转矩脉动也成为了近年来研究的热点。针对这一问题,提出了一种基于基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制方法。利用从SRM动态模型仿真中产生的数据来对RBF神经网络进行离线训练,使之学习不同转速和转矩下的优化电流波形,再将训练好的RBF网络用于电机的转矩控制中,完成不同转速下,转矩、位置到电流的非线性映射。最后通过瞬时电流跟踪控制使电机电流跟踪参考电流,完成电机的转矩控制。该控制方法充分利用了RBF神经网络逼近、泛化能力强,运算速度快的优点,且控制过程简单,网络无需在线训练。实验结果证明,该控制策略能有效减小开关磁阻电机的转矩脉动,具有控制精度高、能适应转速变化等优点。     

测定有效电感的一种新方法

地球磁场和周围环境磁场对电力变压器这类电磁器件的电感影响很大,从而导致处在这种磁场中的电磁器件电感的时变性很大,然而,历来测算这种时变电感的有效电感相当困难和烦琐。针对这一问题,依据电感电路瞬态过程理论,并利用现代微电子技术在线检测设施,提出一种测算这种磁场中电磁器件时变电感有效电感的新方法,此方法实施简便,切实可行。运用此方法进行现场测算的结果相当准确。还导出了测算这种有效电感的系列相关公式,不仅对测算这种有效电感快捷简便,而且对设计和研制工作在这种环境中的电力变压器这类电磁器件很有理论价值和实际意义。     

混沌PWM逆变器输出电压功率谱密度分析

逆变器采用混沌PWM(pulse width modulation)调制能够有效抑制开关频率及其倍频附近的高次谐波幅值,从而大大减少逆变器驱动电机的电磁干扰。该文对混沌PWM逆变器输出电压的功率谱密度进行了分析,经过合理简化得到了混沌信号概率密度函数与逆变器输出电压功率谱密度之间的关系。根据功率谱密度的表达式,对比分析了概率分布不同的两种混沌序列(Logistic和Chua’s)对逆变器输出电压功率谱密度的影响。实验结果表明,采用混沌PWM调制可以有效抑制逆变器输出电压的高次谐波幅值,并且概率分布不同的2种混沌信号对PWM逆变器输出频谱的影响差别不大。     

输入串联输出并联的直流变换器控制策略研究

输入串联输出并联型直流变换器能降低开关管的开关应力,适用于高输入电压、大功率的直流变换场合。为了保证该变换器的可靠工作,必须确保其输入分压电容均压和输出电流均流。文中首先从能量的角度出发,分析了输入串联输出并联型直流变换器的输入均压和输出均流之间的关系,指出输出均流控制不能保证输入均压,而输入均压控制可以确保输出均流;然后提出一种新的输入均压的控制方法,在保证输入均压和输出均流的同时,该方法可以实现输入电压的均压控制与输出电压的调节相解耦,有利于分别独立设计各个输入电容电压和输出电压的闭环控制,同时交错控制下的电流纹波抵消效应使输出滤波电容得到了减小;仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

永磁式双凸极电机输出转矩和电流关系研究

双凸极电机是上世纪九十年代提出的一种新型交流调速系统,自提出以来对双凸极电机的研究工作主要集中在电机本体结构及电机静态特性方面,而对电机系统在稳态运行特性研究较少。文中以现有研究成果为基础,以1台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,在有限元法对电机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了该系统在不同转速下改变电流限幅值对其输出转矩的影响,并在1台原理样机上进行了试验验证。研究及试验结果表明:在低转速下,系统输出转矩与电流限幅值基本上成线性关系;在高转速下,改变电流限幅值对系统输出转矩的作用减弱。     

基于移相脉冲宽度调制控制的串联谐振式塑料薄膜表面处理电源的研制

塑料薄膜表面处理负载是一种非线性变化的容性负载,随着放电的增强,负载等效电容增大。针对负载这一特点,研制一台基于移相脉冲宽度调制(PS-PWM)控制的塑料薄膜表面处理电源,实现对负载谐振频率的闭环跟踪。采用PS-PWM控制的塑料薄膜表面处理电源简单,紧凑,可获得很高的效率,采用二极管直接整流方式,克服了因晶闸管整流所带来的尺寸和成本问题。这种高频电源较好地实现了开关管的零电压(ZVS)软化,得到了较宽的调功范围。文中给出了该电源对塑料薄膜表面处理的实际结果,并验证了其有效性。     

基于空载启动过程的串励电机参数辨识

介绍了电动机传统特性测试系统的缺点和近年来兴起的基于参数辨识方法的电机特性的综合测试方法,并且以串励电机为例对基于参数辨识技术的电机特性参数辨识方法进行了研究,从而提出了无耦合测试的思想:依据电机的空载起动过程,在电机完全空载的情况下施加驱动电压,通过对所采集的电流和电压信号进行处理不仅可以得到电机的输入输出输出特性,而且可以得到电机的特性参数。针对于电机特性的参数辨识,构造了测试原理,并且提出了适用于参数辨识的基于个体适应度阀值的遗传算法。在参数辨识的基础上,通过计算得到了单相串励电动机的各种特性,并将结果与由传统耦合测试方法得到的某些样机特性进行了对比实验,验证了特性的准确性和此测试方法的有效性。     

基于电流实部与虚部双向追踪的输电设备利用份额模型及应用

:针对输电设备利用份额的传统定义不能计及有功和无功潮流的耦合作用,基于电流的实部与虚部分量提出输电设备利用份额的新模型及定义。该模型将节点和支路功率转换为电流,通过对电流的实部和虚部分别进行双向追踪,可得到全网用户对输电网的利用份额。该模型不受分配模式的限制,通过恰当处理对地支路,可直接用于联营体模式下输电损耗和成本的完全分摊,文中给出了相关证明。采用“节点分裂”的等效方法和面向元件的分配模式,该方法可实现联营-双边交易共存模式下输电损耗的分摊。以5节点系统为例,对新定义和几种不同定义进行了比较,并对双边交易的增量和边际损耗及本文结果进行了分析。给出的IEEE-30节点算例验证了该方法的有效性。