定子永磁式双转子电机电磁性能分析

为了提高双转子电机的转矩密度,实现其应用于混合动力汽车驱动系统的小型轻量化和平稳运行的需求,提出一种三相12/22/12极定子永磁式磁通切换双转子电机结构,其绕组和永磁体均位于外定子和内转子上,外转子上无绕组和永磁体,避免了外转子的冷却问题。对定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及工作原理进行了介绍,采用有限元方法对电机磁场分布、气隙磁密、永磁磁链、空载反电动势、电感及转矩等电磁性能进行了分析。研究结果表明,提出的定子永磁式磁通切换双转子电机结构具有内外电机磁场耦合小、空载反电动势正弦性好、转矩密度大、转矩脉动小的特点,并通过原理样机实验结果验证了电机设计的有效性。     

新型双转子磁通切换电机的设计及转矩特性的研究

磁通切换电机具有功率密度高、转矩密度大等优点,并且具有较宽的调速范围,在混合动力汽车上受到广泛应用。针对混合动力汽车需要电动机提供较大出力的需求,本文设计了一台新型双转子磁通切换电机,并采用有限元仿真进行了验证,结果表明该电机的输出转矩比传统的磁通切换电机提高了10%。最后通过优化定子齿的结构来削弱齿槽转矩,并取得了很好的效果。     

混合励磁分块转子磁通切换电机电磁特性分析

为了提高电励磁转子分块式磁通切换电机转矩密度和功率密度,提出一种混合励磁分块转子磁通切换电机拓扑,通过在定子齿开槽,嵌入径向充磁的永磁体,提高了电机的转矩密度和功率密度。介绍了电机的工作原理、磁通切换方式和基本参数尺寸设计。通过有限元仿真得出静态永磁磁场分布、永磁磁链、反电势和定位力矩。与典型混合励磁磁通切换电机的调磁磁性能进行对比研究。有限元仿真结果表明:混合励磁分块转子磁通切换电机具有高转矩密度、高功率密度、强容错能力、强调磁能力,适合用于启动发电系统。     

双定子盘式横向磁通永磁同步电机的原理分析与转矩脉动抑制

小型化是推动伺服电机技术进步的重要研究方向。通过研究提出具有转矩密度高、空间设计灵活优势的双定子盘盘式横向磁通永磁同步电机，实现电机设计的高度集成化，减小电机驱动系统体积。设计一台额定功率5.4 kW、额定转速3 000 r/min的双定子盘盘式横向磁通永磁同步电机，分析电机的主要电磁性能。为减小电机转矩脉动，提出齿极设计参数优化以及不对称定子盘结构两种手段，进一步研究不对称定子盘结构对电机转子结构强度的影响。实验验证了该电机的可行性以及主要性能参数。     

轴向磁通永磁电机的设计与优化

本文根据一款家用乘用车的结构和运行性能需求,设计出了额定功率95kW,峰值功率190kW的轴向磁通永磁电机。电机采用内单定子外双转子结构,定子铁心采用分块式设计形式。基于永磁电机设计理论,总结归纳轴向磁通永磁电机的初始设计流程,并对其电磁性能进行初始评估。采用有限元法建立电磁分析三维模型,对采用多种转子结构电机的电磁转矩、齿槽转矩、转矩脉动及永磁体涡流损耗等进行计算和分析。文中所归纳的电动汽车驱动用轴向磁通永磁电机设计流程及降低齿槽转矩、转矩脉动和永磁体涡流措施的效果对比,为此类电机的设计及优化提供借鉴经验。     

定子永磁式双转子电机多工况运行模式及控制策略研究

针对混合动力汽车的应用特点,提出了一种新型定子永磁式双转子电机。该电机具有无级变速功能,能实现混合动力汽车内部机械功率和电功率的组合分配,在不同路况下确保内燃机的高效运行。建立了该定子永磁式双转子电机的数学模型;研究制定了该定子永磁式双转子电机的控制策略;对该定子永磁式双转子电机在混合动力汽车应用中多种典型工况下的工作模式进行了仿真分析;研制了一台额定功率为2kW的定子永磁式双转子电机实验原理样机。仿真和实验结果表明:该定子永磁式双转子电机可以实现电启动、混合驱动和纯电动运行模式,验证了电机结构及其数学模型的正确性和控制策略的合理性,为该电机应用于混合动力汽车的进一步研究奠定了基础。     

一种新型混合转子双定子同步电机的转矩解耦矢量控制

为了提高低速直驱永磁同步电机的转矩密度,充分利用其内腔空间,本文针对一种新型混合转子双定子同步电机,提出一种适用的矢量控制策略。该种电机的转子一侧采用表贴式永磁转子结构,另一侧采用磁阻转子结构,该种新型混合转子结构同时还解决了传统双定子永磁同步电机成本高的问题。针对该种特殊结构新型电机,本文提出一种转矩解耦矢量控制方法,利用转矩解耦系数实现了内外电机的转矩解耦控制。在Matlab/Simulink仿真环境下,对新型混合转子双定子同步电机及其矢量控制系统进行模型建立和仿真分析。仿真结果验证了所提出电机模型及其控制系统的可行性和正确性,且控制效果理想。     

电动自行车用磁通切换电机研究

针对电动自行车用磁通切换电机齿槽转矩大的问题，依据槽极配合原理，设计并对比了12槽10极和12槽11极2台电机。有限元仿真结果表明，12槽11极电机的转矩脉动仅为12槽10极的16.6%，通过转子分段斜极方式进一步减小其齿槽转矩，同时分析转子斜极角度对电机转矩性能的影响。研究结果表明，斜极优化后的12槽11极磁通切换电机转矩脉动仅有2%，且输出转矩能够满足电动自行车日常行驶动力需求。     

水泥磨机用超低速大转矩永磁电机转矩特性分析

针对水泥磨机用超低速大转矩兆瓦级永磁电机起动困难、转子内部空间利用率低的缺点,提出内外双定子结构,该结构可充分利用电机转子的内部空间,改善电机起动性能的同时使电机具有更高的转矩密度.设计了一台额定功率2500 kW、额定转速16 r/min的水泥磨机超低速大转矩直驱永磁电机,通过仿真验证双定子电机对水泥磨机用超低速大转矩永磁电机的起动性能和转矩密度的提升效果.     

12槽10极磁通切换型永磁同步电机设计与分析

磁通切换型永磁同步电机因其定转子拓扑简单、结构紧凑、转矩密度大、故障率低等优点,能够实现电机在较宽速度范围内运行调速,适用于风力发电、混合动力汽车等领域。在深入分析磁通切换型永磁同步电机磁通切换工作原理基础上,设计了一台12槽10极磁通切换型双凸极电机,采用有限元方法计算了电机的气隙磁场、永磁磁链和反电动势、齿槽转矩以及输出转矩等电磁特性。最后通过一台3 k W样机对其转矩特性进行了实验验证,实验结果与有限元仿真结果一致,验证了上述方法的正确性。     

混合励磁同步电机及其控制技术综述和新进展

混合励磁同步电机(hybrid excited synchronous machine,HESM)是一种宽调速电机,它结合了永磁同步电机和电励磁同步电机的优点,又克服了它们各自的缺点。因此,它在宽速度运行范围的风力发电系统和电驱动系统具有广阔的应用前景。该文主要论述了混合励磁同步电机的基本特点,分析了几种典型的混合励磁同步电机的结构及工作原理,提出了一种新的混合励磁同步电机拓扑结构。在此基础上,推导了混合励磁同步电机的数学模型。基于分区控制策略,在低速区和高速区,分别研究了几种混合励磁同步电机控制技术,并对这些技术做了详细比较。针对目前混合励磁同步电机控制技术存在的不足之处,提出了一种新的效率最优控制策略。最后,给出了混合励磁同步电机及控制技术的发展趋势,展望了它的应用前景。     

基于受扰严重机组特征及机器学习方法的电力系统暂态稳定评估

理论和仿真研究表明,依靠少量受扰严重机组的动态特征能够有效地判别大电网的暂态稳定性。提出一种组合搜索严重受扰机组,并据此构造稳定评估原始输入特征的方法。进一步利用主成分分析法降低特征维数,构成机器学习评估模型的输入特征。在新英格兰39节点测试系统和IEEE 50机测试系统上,利用所提方法仿真实现了决策树、支持向量机和k最近邻法等暂态稳定评估模型,结果表明所提出的构建电力系统暂态稳定评估输入特征方法有效,有助于改变原始特征构建的主观和随意性。     

基于单形进化算法优化支持向量机的运动想象脑电分类研究

由于支持向量机(support vector machine,SVM)优化算法存在易陷入局部最优解、控制参数较多的问题,提出一种基于单形进化(surface-simplex swarm evolution,SSSE)算法优化的SVM并对运动想象(motor imagery,MI)脑电信号的分类进行了研究.提取MI脑电信号模糊熵和AR(auto regressive)模型参数作为输入特征,然后将SSSE应用在SVM的参数寻优中,实现对MI脑电信号的分类.测试实验中,对2003国际BCI竞赛Data set Ⅲ和2008国际BCI竞赛Data sets 2b进行左右手分类,结果表明,所提方法的平均分类正确率和Kappa值分别为82.47％和0.88,单形进化算法减少了控制参数且有效避免粒子陷入局部最优,验证了该方法在MI脑电信号分类的有效性.     

胶印机PLC与HMI信号接口的框架研究

分析了胶印机可编程逻辑控制器(PLC)与人机界面(HMI)之间信息交互的信号接口框架。对接口信号进行了分类,并对信号接口地址进行了有规律可循的分配,使其有利于PLC和HMI用户程序的编制、提高编程效率和程序模块化的控制。PLC和HMI信号接口的建立将有助于推动未来自动化印刷柔性控制技术的进一步发展。     

基于多层极限学习机的电力系统频率安全评估方法

可再生能源发电的随机性、间歇性和低惯性特征导致含可再生能源电力系统的频率安全问题凸显。利用时域仿真进行频率安全评估存在计算量大、耗时长等缺陷,难以满足多重复杂不确定因素"组合数爆炸"下的频率安全快速评估需求。为了实现频率安全的快速分析与预测,提出一种基于多层极限学习机(ML-ELM)的频率安全在线评估方法。该方法通过深层架构建立输入与输出之间的非线性映射关系,并在自下而上的逐层无监督训练过程中,引入自动编码器算法和正则化系数,逐层优化输入层与隐含层之间的权重矩阵,以使ML-ELM有效表征复杂函数、提高预测精度和泛化能力。在IEEE RTS-79系统上开展算例测试,将测试结果与时域仿真和浅层神经网络方法所得结果进行比较,验证了所提方法的准确性和泛化能力。     

基于最小二乘支持向量机的风速预测模型

风速具有较大的随机性,预测的准确度不高。针对这种现象,基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)理论,结合某风电场实测风速数据,建立了最小二乘支持向量机风速预测模型。对该风电场的风速进行了提前1h的预测,其预测的平均绝对百分比误差仅为8.55%,预测效果比较理想。同时将文中的风速预测模型与神经网络理论、支持向量机(support vector machine,SVM)理论建立的风速预测模型进行了比较。仿真结果表明,文中所提模型在预测精度和运算速度上皆优于其他模型。     

基于EMD和相关向量机的短期负荷预测

为提高电力负荷预测的准确性,提出一种基于经验模态分解EMD(empirical mode decomposition)与相关向量机RVM(relevant vector machine)的短期负荷预测方法。该方法利用EMD将目标负荷序列分解为若干个不同频率的固有模态分量I MF(intrinsic mode function),通过分析各个分量的特征规律,构造不同的RVM模型对各分量分别进行预测,再将各分量预测值通过RVM组合得到最终预测值。仿真结果表明,通过EMD分解,预测效果有显著改善,而RVM模型较之BP神经网络模型与SVM模型具有更高的预测精度。     

S7-200PLC与人机界面的Modbus协议通信

以起重机智能集控系统为例,提出了一种基于Modbus协议的通信方式,将包括HMI eView在内的具有Modbus协议的各种检测与控制设备均通过Modbus联网,使用S7-200 PLC的一个通信端口,使之工作于Modbag方式,另一个通信端口供计算机编程调试及远程维护使用.实验表明,这种方法可以方便有效地将各种检测与控制设备联入系统,具有较高的实用性.     

一种新的基于混合粒子的粒化支持向量机算法

粒计算是信息处理邻域中新的概念和计算方法,但是,传统粒子支持向量机算法存在着映射前后的数据分布不一致的问题,同时,由于使用粒子中心替代粒子从而导致精度下降。为此,提出基于映射后的混合粒子支持向量机算法,首先,利用mercer核函数将数据映射到高维空间,粒化计算后,找出含有更多分类信息的混合粒子,提取后作为输入集合对超平面进行训练,利用几何分析调整最优超平面,并采用基于QPSO算法对关键参数进行最优求解,从而提高算法的精度。实验表明该算法比传统粒子支持向量机算法正确率高10%,说明改进的粒化支持向量机算法提升效果明显。