一种改进的新型桥式固态限流器的研究

随着电网容量的不断扩大，短路电流限制技术已成为故障保护的一个研究热点。提出的新型桥式电路是在原有桥式拓扑结构上进行了改进，并提出了新的控制策略。详细介绍了新型桥式限流器的基本工作原理及特点，给出了基于Matlab/Simulink软件的仿真分析和基于天津大学动模实验室的实验结果。仿真与实验结果证明了所提出新型拓扑与控制策略的正确性。     

基于摩擦补偿的永磁球形电动机通电线圈的优化

为解决摩擦项导致控制系统品质恶化的问题,本文根据一种永磁球形电动机和支撑部件的结构,建立了永磁球形电动机的动力学模型和摩擦转矩模型.利用自适应滑模方法搭建摩擦补偿器,提出一种基于通电线圈优化的通电策略.此通电策略在自转和偏航两种运动形式下,对通电线圈进行了优化,实现在最小线圈损耗下的永磁球形电动机自转和偏航运行.并且该摩擦补偿器对摩擦转矩进行了在线估计,很好地补偿并抑制摩擦项的影响,实现对球形电动机的准确的跟踪控制.     

基于计算力矩法的永磁球形电动机轨迹跟踪控制

永磁球形电动机动力学系统是一个多变量、非线性、强耦合系统.外部扰动、参数估计误差以及模型的近似均会影响系统的控制效果.为了获得良好的静态和动态性能,改善轨迹跟踪性能,提出了一种基于计算力矩法的永磁球形电动机轨迹跟踪控制策略.仿真结果表明,此方法可有效地削弱各轴向间非线性交叉耦合的影响,对外部扰动和模型误差具有良好的鲁棒性,可实现理想的轨迹跟踪控制效果.     

永磁球形电动机空芯定子线圈磁场的解析分析

永磁球形电机定子线圈呈空芯圆柱形结构,由多匝导线缠绕在柱状铝芯上,离散分布在定子球壳内壁不同经、纬度线交叉点处.针对采用集中绕制方式的定子线圈的结构特点,基于毕奥-萨伐尔定律,并考虑球形电机定子线圈在定子坐标系中的位置关系对问题分析复杂性的影响,首先推导得到了任意位置单匝线圈在空间任意点处的磁场分布,并与现有文献进行了比较验证.其次将单匝线圈推广到多层多匝线圈,求解得到了任意位置多层多匝定子线圈在空间任意点处的磁场分布解析表达式.最后就定子线圈在不同路径上的磁场分布情况,与有限元法所得结果进行了比较,证明了该解析表达式的有效性.     

Halbach阵列永磁球形电动机转矩的三维有限元分析

为分析Halbach阵列永磁球形电动机复杂边界条件对电机性能的影响,采用有限元法对电机转矩特性进行了研究．建立了Halbach阵列永磁球形电动机三维有限元模型,得到了电机转矩的空间分布,并与解析法得到的结果进行了对比分析．在保证Halbach阵列永磁球形电机体积不变的情况下,分析了电机结构参数对电机性能的影响．对不同磁体结构球形电动机产生的自转转矩和倾斜转矩进行了比较．漏磁、磁场谐波及各自由度之间的电磁耦合对转矩特性的影响可以在有限元法中得到体现,使其与解析法得到的结果有所差别．永磁球形电动机采用Halbach阵列磁体结构后,转矩的输出能力得到了提高．在电机结构参数中,转子磁体厚度、定子线圈高度、内径及外径对电机的输出转矩能力具有较大的影响．结果表明在提高电机转矩输出能力上,电机结构参数存在最优值．