子模块故障下基于变执行频率的MMC功率损耗优化控制

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因其高度模块化和低谐波失真而逐渐成为最适合大功率应用的拓扑之一。当子模块(submodule,SM)发生故障时,故障桥臂中SM电容电压和开关频率将升高,这会导致MMC故障桥臂的功率损耗不平衡,从而影响MMC的寿命。文中提出一种基于变执行频率的功率损耗优化控制(variable execution frequency-based power losses optimization control,VEF-PLOC),该控制通过调整电容电压平衡控制的执行频率来调节功率器件的开关损耗,从而优化故障桥臂中功率器件的损耗。提出的VEF-PLOC能够优化SM故障下故障桥臂功率损耗,从而有效地提高MMC的寿命。最后,在时域专业工具PSCAD/EMTDC上进行仿真,并在小型MMC样机上进行实验,仿真和实验结果皆验证了提出的VEF-PLOC的有效性。     

一种新型缺相永磁同步电机容错驱动系统

对矢量控制绕组开路式永磁同步电机驱动系统中一相绕组开路故障工况进行研究。采用电流矢量轨迹曲线诊断故障发生位置,通过桥臂冗余开关组合在线模拟开路相故障。引入60°坐标系统下固有开关冗余的电压空间矢量调制重构,提出矢量分解准则,在一个调制周期内逆变器-Ⅱ钳位于对应三角区域顶点的相同冗余开关状态,逆变器-Ⅰ进行电压矢量合成的控制策略,在不增加额外器件下实现驱动系统的缺相容错运行。基于MaxwellSimplorerMatlab三者的联合仿真实验验证了该容错方案能够实现驱动系统从开路故障状态到缺相容错运行的平滑、可靠切换,有效提高了系统的可靠性。     

单逆变器驱动双永磁同步电机断相容错控制策略

为保障单逆变器控制双表贴式永磁同步电机(surface-mountedpermanentmagnetsynchronousmotor,SPMSM)在发生断相故障后系统的安全可靠运行,该文提出一种单逆变器表贴式双永磁同步电机系统绕组断相故障容错控制策略。首先根据断相后的电机电压电流关系,设计一种用于单逆变器双永磁同步电机的绕组断相故障容错拓扑。在此基础上,为保证双永磁同步电机系统稳定运行,利用端口电压调整策略,满足双永磁同步电机的拓扑约束。仿真和实验结果表明,所提容错控制策略可确保单逆变器控制双电机系统在某一电机发生断相故障时仍然稳定运行。     

深度学习理论及其在电机故障诊断中的研究现状与展望

电机已经被广泛应用到人们生产生活的各个领域中,电机的故障不但会对电机本身会造成损害,甚至会引发经济损失、人员伤亡等各种问题。因此,将及时且高效的故障诊断技术应用于电机有着重要意义。相比较传统故障诊断技术而言,深度学习因其更强大更复杂的数据表达能力,已被应用于电机故障诊断领域,并取得了一定的研究成果。因此,介绍了深度置信网络(DBN)、自编码网络(AE)、卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)这四类经典的深度学习模型,并总结了这四类模型在电机故障诊断中的应用。最后对深度学习在电机故障诊断领域中所面临的问题和挑战进行了总结和展望。     

最小占空比跟踪法及其在五相逆变器双三相电机系统中的应用

为了减少功率开关器件的使用数量,提出了一种针对五相逆变器双三相电机系统的控制方法。首先根据传统的SVPWM方法得到每台三相电机的三相占空比;然后,从线电压角度考虑,跟踪得到满足系统控制要求的最小的五相桥臂占空比;最后,根据等分零矢量的原则得到最终的五相桥臂占空比。由于该方法跟踪最小占空比,因此可以得到各相桥臂的最小占空比。根据五相逆变器双三相电机系统的固有特性,讨论了转速互补和等速恒转矩这两种可能的运行模式。转速互补模式中,通过合理配置高低速,使得双电机系统与单电机系统对直流母线电压的需求基本相同。等速恒转矩模式作为一种容错控制策略,并通过降速的方法使系统维持最大转矩不变。实验结果均验证了所提方法的正确性和两种运行模式的可行性。     

表嵌式交替极永磁电机拓扑演化及气隙磁场调制效应研究

与传统表贴式永磁（SPM）电机相比,交替极永磁（CPM）电机部分磁极被转子铁心极替代,因此具有相对较高的永磁体利用率,且具有与SPM相媲美的转矩输出能力。该文对CPM电机拓扑演化规律进行分析,总结CPM电机不同永磁结构下的磁极特征。在此基础上,量化分析不同永磁结构下CPM电机气隙磁通密度调制谐波的转矩贡献,揭示不同永磁结构对CPM电机气隙磁场调制效应的影响规律。制作了一台CPM样机并进行了样机试验,验证了理论分析与仿真的可靠性。     

计及磁极排布与材料的磁齿轮成本效果分析

为了研究不同永磁材料对磁齿轮的成本和转矩性能的影响,建立了表贴式和内嵌式两种磁性齿轮的二维模型。通过有限元仿真,得到了不同材料下两种磁齿轮的气隙磁密和稳态转矩;从剩磁、矫顽力、居里温度和价格方面讨论了4种永磁材料的基本特征,利用成本效果分析法得到了不同材料、不同结构下的磁齿轮成本效果指标。研究结果表明,采用稀土永磁材料的磁齿轮成本效果指标值要优于非稀土永磁材料,钕铁硼表贴式磁齿轮成本效果指标最好。     

电流滞环型永磁同步电机驱动系统的相电流传感器容错控制

为了实现永磁同步电机驱动系统在发生相电流传感器故障条件下的可靠运行,提出了一种容错控制方法。该永磁同步电机驱动系统采用id 0控制方法,开关策略采用电流滞环方式。基于统计学方法,提出了可靠度的概念,并据此分析了相电流传感器故障。提出了最小电流偏差绝对值法,以确保一旦发生相电流传感器故障后,三相电流值能在任意两个相邻采样周期内得到及时更新。对传统电流滞环控制和容错型电流滞环控制算法进行了对比分析。基于Matlab/Simulink和dSPACE1103,进行了仿真和实验研究,证明了所提容错控制方法的正确性和可靠性。     

无盲区Sandia频移式孤岛检测参数设计

建立了Sandia频移式(SFS)孤岛检测的数学分析模型,并给出频移系数的优化过程及优化孤岛检测算法中的解析依据,得出特定负载下孤岛无检测盲区(NDZ)频移系数的取值范围。提出了一种实用的孤岛NDZ描述方法,可反映各个电气参量对NDZ的影响。最后根据IEEE Std,929-2000的规定,建立了仿真模型和实验平台,仿真和实验结果均表明所提SFS孤岛检测的参数设计能快速有效地进行孤岛保护,且对电网无污染。