不同转子结构无刷双馈电动机的仿真研究

阐述了无刷双馈电动机的工作原理和不同转子结构特点,采用Ansoft软件对磁障、笼型、凸极、凸极加导条4种不同转子结构的无刷双馈电动机进行了建模仿真,通过二维瞬态电磁场有限元计算出了不同转子结构无刷双馈电动机的磁力线分布及气隙磁场谐波的频谱图,揭示了不同转子结构对无刷双馈电动机磁场调制效果的影响,得出磁障转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最好、笼型转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最差的结论,为深入研究无刷双馈电动机转子结构的优化设计奠定了基础。     

双变量交交变频双馈电动机功率因数控制研究

分析了双馈电动机的数学模型,推导出电动机定子侧电流与转子侧电流的关系;采用双变量交交变频器为双馈电动机提供变频励磁电源,并通过控制变频器输出电压的幅值、频率来控制转子侧电流;通过实验研究转子侧电流对双馈电动机定子侧功率因数的影响,得出可以通过控制转子侧电流来调节电动机功率因数的结论。     

无刷双馈电动机最优压频控制策略

无刷双馈电动机与其它电动机相比具有独特的优越性能,特别适合风机、水泵类负载的开环控制。文章以笼型无刷双馈电动机为研究对象,建立了无刷双馈电动机的数学模型,借助Matlab/Simulink仿真软件详细分析了电动机在调速过程中的最优压频控制策略。该策略可使电动机以最大功率因数和最小变频器容量稳定地运行在相应的转速上。     

笼型无刷双馈风力发电机有限元分析与仿真

在变速恒频风力发电系统的研究中,无刷双馈电机是一种新型变频调速感应电机,在风力发电方面具有广阔的应用前景。在分析笼型无刷双馈电机工作原理和电磁关系基础上,采用交叉短距式定子绕组抑制高次谐波,运用有限元分析方法详细阐述其电磁设计方法。建立双旋转坐标系无刷双馈电机的数学模型,并对其在各种工况下的性能进行仿真研究。结果表明无刷双馈电机具有良好的动、静态运行特性,证明了无刷双馈电机设计与仿真模型的正确性和可行性,为深入研究无刷双馈风力发电系统奠定了理论基础。     

无刷双馈电动机开环调速特性研究

介绍了无刷双馈电动机的基本原理,研究了其转子速d-q参考轴下的数学模型;在Matlab/Simulink环境下,采用恒压频比控制策略完成了无刷双馈电动机开环状态下的动态特性仿真,并基于双三电平变频器建立了实验平台,完成了无刷双馈电动机的开环调速实验。仿真与实验结果验证了无刷双馈电动机的运行机理及其良好的动态特性。     

多极数无刷双馈电机分数槽绕组分配规律研究

多极数无刷双馈电机（BDFM）具有无刷可靠、低变频器容量、省去变速箱等优点,在交流调速和直驱风力发电系统中有着广阔的应用前景。论文全面分析研究定子不同极数下绕组排列和槽电动势星形图,得到了每极每相槽数取不同数值时绕组的嵌线规律,这些规律为多极数BDFM进一步设计和推广应用具有重要意义。     

无刷双馈风力发电机模型降阶

无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组间复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,实现模型降阶是必要的.研究了无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,建立了无刷双馈风力发电机的三时间尺度奇异摄动模型,为无刷双馈风力发电机的模型降阶奠定了基础.     

无刷双馈风力发电机模型降阶第Ⅰ部分:无刷双馈风力发电机的多时间尺度模型

无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组间复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,实现模型降阶是必要的.研究了无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,建立了无刷双馈风力发电机的三时间尺度奇异摄动模型,为无刷双馈风力发电机的模型降阶奠定了基础.     

感应励磁式无刷同步电机设计与仿真分析

文中采用了一种感应励磁方式实现径向/切向混合励磁交流发电机的无刷励磁方案,依靠定子绕组磁场在转子励磁绕组内感应出的交流电流整流来获得同步电机的电励磁电流。文中详细介绍了该电机的结构特点和工作原理,借助有限元仿真的分析,得到了电机的空载特性和外特性曲线。仿真结果分析表明：该电机集成了永磁电机效率高和电励磁电机调磁方便等优点。此外,相比于传统两级式励磁方式,该交流发电机的无刷励磁方案使得电机具有结构简单等特点。     

基于270V的双余度无刷直流电机磁-热耦合分析

将余度技术引入到高压无刷电机设计中来,设计了两套定子绕组同槽嵌放和隔槽嵌放两种结构,并建立了两种结构下的双余度无刷直流电机数学模型,推导了电压平衡方程式.建立了双余度无刷直流电机的电磁场模型,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了单绕组工作,双余度隔槽工作和同槽工作时的转矩、转速等动态性能指标.并建立了双余度无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其双余度工作时的热场进行了仿真.仿真结果表明,双余度无刷直流电机在运行过程中,可以达到与单绕组工作时相同的动态特性,转矩为单绕组工作时的2倍,且大大提高了系统的可靠性.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

无刷双馈调速电机无源性分析及自适应控制

应用无源性控制理论从能量角度研究了无刷双馈电机控制系统.建立了无刷双馈电机的欧拉方程,并将其分解为电气和机械两个无源子系统的反馈并联,以此说明在设计控制器时只需考虑电气子系统,简化了控制算法.设计了电机的转矩和转速控制器.在此基础上,考虑电机功率及控制绕组电阻在运行中可能发生变化.设计自适应控制器以提高系统的鲁棒性.仿真结果表明此控制策略能快速地跟踪速度给定.动静态响应能力较好,且具有全局稳定、系统鲁棒性好的特点.     

双折线多层缠绕卷筒动态受力分析及结构优化

对双折线卷筒钢丝绳缠绕过程卷筒的受力进行详细的理论分析,建立钢丝绳缠绕过程卷筒受力分布数学模型,编制卷筒动态受力分布及结构有限元计算自动分析软件.以某履带起重机卷筒为例进行结构分析和优化,结果表明：结构优化后的卷筒端侧面强度降低24%,解决端侧面经常开裂的问题,从而满足设计要求.     

纤维缠绕机的计算机控制系统设计

从纤维缠绕机的结构和工作原理出发,介绍了纤维缠绕机的控制系统。提出了以计算机为核心的控制系统的硬件组成,并给出了控制程序的设计与运行结果。该控制系统使得缠绕机缠绕工艺有很大的提高。     

基于ZigBee的绕线机系统的应用与研究

绕线机的数量过多,导致了监控与管理的不便,为了改善绕线机的监控与管理,利用ZigBee技术在绕线机上实现了远程监控。完成了绕线机上ZigBee模块的软硬件设计,实现了系统参数,产品个数,故障信息等相关信息的传输。经过试验,可以有20台绕线机同时运行,终端节点每隔1s往协调器传输数据,协调器节点每隔1s将绕线机上采集到的数据发送到PC终端。这样就大大方便了管理人员的远程监控和管理。     

Passivity-based control of a class of Blondel-Park transformableelectric machines

Concerns the extension to the general rotating electric machine model of the passivity-based controller method for induction motors. The motor's passivity properties are used at 2 levels. First, we prove that the motor model can be decomposed as the feedback interconnection of two passive subsystems (essentially, the electrical and mechanical dynamics). Then, we design a torque-tracking controller that preserves passivity for the electrical subsystem and leaves the mechanical part as a passive disturbance. This leads to the cascaded controller structure which is typically analyzed involving time-scale separation. Our aim is to characterize a class of machines for which such a passivity-based controller solves the output feedback torque-tracking problem. The class consists of machines whose nonactuated dynamics are damped and whose dynamics can be decoupled. This requires that the air-gap magnetomotive force must be suitably approximated by the first harmonic in its Fourier expansion. These conditions have a clear physical interpretation in terms of the couplings between its dynamics and are satisfied by many machines. The passivity-based controller presented reduces to the well-known indirect vector controller for current-fed induction machines. Our developments constitute an extension to voltage-fed machines of this de facto standard in industrial applications     

双晶悬臂梁式压电换能器建模与结构参数分析

针对如何提高悬臂梁压电发电效率的问题,通过对压电换能器进行力学分析并建立了一个电路等效模型,从而得到了悬臂梁谐振角振频率和输出功率的计算公式。通过代入数值进行计算仿真得出结构参数对输出功率的影响的曲线。通过分析得出:在设计悬臂梁的结构参数时尽量在结构强度允许的条件下选择更重的附加质量块,电极长度和梁的长度比值为0.8,压电陶瓷和金属层厚度比为0.25,能提高换能效率等结论。     

Design of multioctave high‐efficiency power amplifier based on extended continuous Class‐B/J modes

The bandwidth covered by contemporary communication technologies has reached over an octave. But most existing power amplifier (PA) configurations cannot meet this requirement while at the same time maintaining a high efficiency. Therefore, a novel structure for bandwidth enhancement at a high efficiency level is proposed together with the systematic design methodology in this article. The difficulty lies in the overlap of the fundamental and harmonic frequencies. On this issue, the extended continuous Class‐B/J mode can extend the impedance of the second harmonic to a resistive‐reactive and relax design requirements for overlapping design space of fundamental and second harmonic frequencies. Specifically, the presented innovative circuit structure uses the multiple frequencies matching method to manipulate four fundamental and the corresponding second harmonics frequency points simultaneously, which can further effectively expand the bandwidth on the basis of the extended continuous Class‐B/J PA. To verify the validity of the proposed theory, a gallium nitride multioctave PA is designed, implemented, and measured. Measured results show a fractional bandwidth of 148.4% from 0.4 to 2.7 GHz, with drain efficiency of 63%‐78%, saturated output power greater than 39 dBm, and large signal gain larger than 9 dB. For the single carrier WCDMA signal with a channel bandwidth of 3.84 MHz and a peak to average power ratio of 6 dB, the adjacent channel power ratio of ?47.5 to ?35 dBc and ?42.8 to ?31.5 dBc at an average output power of 33 and 36 dBm separately are achieved over the whole frequency band.