采用旋转因子法的同步电机模型

提出了一种新的适用于电力系统机网暂态过程数值仿真的有阻尼绕组同步电机模型。通过采用“旋转因子法”对同步电机的电压方程组进行差分化，成功地消除了因旋转电势引起的，存在于同步电机直轴电压方程和交轴电压方程之间的耦合，导出了相互解耦的直轴和交轴瞬态等值电路。文末的算例通过比较该模型与EMTP模型的仿真结果，证明这种新模型是正确的，其仿真算法比常用的EMTP算法更精确、更稳定。     

变频空调驱动电机的弱磁控制

在研究内埋式永磁同步电机(IPMSM)无速度传感器控制策略的基础上,阐述了永磁同步电机弱磁控制的基本原理及弱磁扩速难的原因.运用龙贝格观测器估算电机转速,提出一种基于交轴电压的弱磁控制方法,利用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的期望值与反馈值作差,计算得到弱磁电流误差信号,对其进行PI运算得到弱磁电流。采用Matlab软件建立了系统仿真模型,验证了算法的正确性。针对1.5匹变频空调用永磁同步电机开发了基于STM32F103R8T6 ARM的弱磁控制系统实验平台,实验验证该控制算法可将变频空调压缩机驱动电机的可控频率提升至120Hz。     

基于高频信号注入的内置式永磁同步电机电感参数辨识

为了提高内置式永磁同步电机在低速和零速运行时的电感参数的辨识精度,建立了考虑到磁路饱和与交叉耦合影响的内置式永磁同步电机模型,在其他参数未知的情况下,采用注入高频电压信号的算法,通过对纯延时滤波器提取出的高频响应电流进行分析,得到交直轴电感值。仿真结果验证了该电感参数辨识方法的有效性,同时提高了系统对电感参数变化的鲁棒性。     

基于粒子群优化算法的永磁同步电机参数辨识

提出了一种对永磁同步电机的直轴电感、交轴电感和定子电阻进行辨识的粒子群优化(PSO)算法。该算法具有快速、稳定的收敛性,不需要电压源逆变器和闭环控制策略,容易实现。通过PSO算法的实验结果,证明了PSO算法的有效性。     

基于电感辨识的PMSM电流自适应增量预测控制

为了提高永磁同步电机电流增量预测控制策略的参数自适应性,提出一种基于增量式模型参考自适应的电感在线辨识算法。该算法使用永磁同步电机的增量模式的电压方程作为可调模型,以实际电机作为参考模型,建立基于模型参考自适应的参数辨识机制,在线辨识交直轴电感;通过判断激励信号的有效性去除噪声等非理想因素的影响,消除辨识结果的稳态波动。研究结果表明,所提出的增量式模型参考自适应算法可以辨识出准确的电感参数,避免辨识结果的频繁波动,显著提高增量预测控制策略对模型参数的自适应性,同时计算量少,对电机参数依赖度低。仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

一种新型的基于单电流调节器提高永磁同步电机系统负载与抗扰能力的算法

提出了一种根据永磁同步电机(PMSM)转速来调节交轴电压的最大转矩法。算法对电压极限矢量圆与电流极限矢量圆定量分析,找到电机稳定运行时的最大转矩点,通过在电压极限矢量圆补偿定子电阻压降修正最大转矩点。通过直接给定交轴电压的方式,充分利用修正最大转矩点的电磁转矩,提高电机的负载能力和抗干扰能力。仿真验证了该算法的有效性和可行性。对于最大转矩点的定量分析,使此模型具有良好的可移植性。     

阻抗不匹配引起的逆变器-IPMSM系统直流侧振荡抑制方法对比

随着逆变器-内置式永磁同步电机(IPMS M)系统输出功率的增加,其输入阻抗与直流供电端LC滤波环节输出阻抗不再匹配,引发逆变器直流侧电压、电流振荡。针对IPMSM,推导了逆变器-电机系统采样双电流调节器控制时的输入导纳模型,用于系统稳定性分析。参考异步电机系统振荡抑制方法,根据IPMSM转矩公式,提出直轴电流补偿法和直轴电压补偿法两种振荡抑制办法。结合交轴电流补偿法、交轴电压补偿法思想,推导了分别加入四种振荡抑制方法后的逆变器-IPMSM系统输入阻抗,采用奈奎斯特判据,分析各振荡抑制方法的有效性。依据电机模型与控制系统模型,分析不同方法的优劣,提出电压补偿法优于电流补偿法、交轴补偿法优于直轴补偿法的观点。通过实验验证了各振荡抑制方法的有效性和交轴电压补偿法的优势。     

六相双Y同步电机等效电路及其参数的确定

根据六相双Ｙ同步电机的Ｐａｒｋ方程，通过基值变换，导出双Ｙ同步机的交直轴等效电路；在对该等效电路模型参数确定中，借助等效三相同步电机，给出精确分析计算模型参量的方法     

六相双Y同步电机等效电路及其参数的确定

根据六相双Ｙ同步电机的Ｐａｒｋ方程，通过基值变换，导出双Ｙ同步机的交直轴等效电路；在对该等效电路；在对该等效电路模型参数确定中，借助等效三相同步电机，给出精确分析计算模型参量的方法。     

一种新型六相双Y同步电机数学模型的分析和研究

通过分解六相双Ｙ同步电机数学模型，使之转化为等值三相同步电机、理想移相变压器和特定支路的复合等值电路模型；并对模型参数间转换进行了定量分析，从而可以将六相双Ｙ同步电机转变为复合等值电路的研究。运用ＥＭＴＰ程序对六相双Ｙ电机的复合模型进行仿真计算，其结果与实验结果较好地吻合。     

同时带交流和整流负载的三相同步发电机系统的等效电路模型

同时带交流和整流负载的三相同步发电机系统是一个非线性系统 ,为了对此进行解析分析 ,将其中的三相同步发电机的d、q轴变量分解为低频分量和高频分量分别加以处理 ,忽略转子回路对高频电流的电阻和阻尼绕组对低频分量的作用 ,在d、q轴超瞬变电抗近似相等的条件下 ,分别建立了该系统的从整流负载侧和交流负载侧观察的等效电路模型。给出了模型中等效发电机的Park方程、稳态运行矢量图及相应稳态量的计算方法。该模型可用于系统稳态和似稳态过程的分析计算     

An Equivalent Circuit for the Salient-Pole Synchronous Machine

A time-phasor diagram is generally used to display amplitude and phase relationships between currents and voltages existing in an electrical network. However, although the simple equivalent circuit corresponding to steady-state operation of the round rotor synchronous machine and its associated phasor diagram are very familiar, the phasor diagram of the salient-pole machine is presented in many undergraduate texts without any attempt to specify the displayed quantities on a related circuit diagram. An equivalent circuit for the unsaturated salient-pole synchronous machine operated under balanced, steady-state conditions is derived from a consideration of the voltage and current equations implicit in the phasor diagram. Further equations are developed such that a knowledge of the terminal loading conditions of the machine, together with its armature resistance and synchronous reactances, enables the equivalent circuit parameters to be calculated. The unexcited synchronous reluctance machine is considered as a special case.     

带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析

目前应用广泛的交流发电机整流系统向负载供电时，通常在直流侧带反电动势和RC滤波器以改善直流输出电压的谐波特性。该文基于d-q坐标系下同步发电机的基本磁链和电压方程，经过合理的简化处理，建立了三相交流发电机整流系统的等效电路模型，把交流电机看作带内部阻抗的正弦电压源。利用整流器开关函数导出了直流输出电压的数学模型，引入直流电压脉动系数的定义来描述输出电压的特性。通过实验研究分析了带RC滤波器和反电动势负载时输出电压的谐波及脉动系数，与计算结果对比验证了文中方法的正确性。     

Determination of equivalent circuit constants of synchronous machines from the extended Dalton‐Cameron method

This paper presents a method of determining the equivalent circuit constants which accord with the physical construction of synchronous machines, using the dc decay testing method with the rotor in arbitrary position (proposed by the authors and called the extended Dalton–Cameron method). The conventional Dalton–Cameron method calculates the direct‐ and quadrature‐axis subtransient reactance from a standstill response test in any arbitrary rotor position using a single‐phase power supply. The extended Dalton–Cameron method determines the direct‐ and quadrature‐axis operational impedances for each slip from a standstill response test using a small‐capacity dc power supply. The direct‐ and quadrature‐axis operational impedance loci thus obtained synchronous machine constants (subtransient, transient, and synchronous reactances) are used to estimate the direct‐ and quadrature‐axis equivalent circuit constants which accord with the physical construction of synchronous machines. As an example, equivalent circuit constants are determined for a 10‐kW laminated salient‐pole‐type synchronous machine with damper winding. The validity of the equivalent circuit constants is confirmed by comparing the calculated resistance and leakage reactance of the field winding determined from the operational impedance when the terminals are short‐circuited, to those when the terminals are connected to an external resistance. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(1): 56–67, 2002     

Modeling and vector control of synchronous reluctance motorsincluding stator iron loss

The influence of the stator iron loss cannot be neglected since the high-speed operation and precision torque control of AC motors are required. This paper presents the modeling and vector control of synchronous reluctance motors including the stator iron loss. The stator iron loss is modeled by additional windings on the d-q axes, and is introduced as an equivalent iron loss resistance in voltage equations under the assumption that the losses in the stator core are produced in equivalent eddy current windings on d-q axes. The equivalent iron loss resistance is inserted in series with exciting inductance, and the d and q axes interfere with each other through the equivalent iron loss resistance. To achieve vector control, the d-q axis currents are decoupled by nonlinear control voltages. As a result, the instantaneous torque control scheme is equal to that of a DC machine and the torque control is simplified     

同步发电机中不可直接测量量的左逆软测量方法

研究了同步发电机中一些不可直接测量量（功角、 dq轴暂态电势、dq轴电流分量等）的动态软测量问题。首先,建立了适合于软测量分析的同步发电机模型,该模型充分包含了同步发电机中的一些可直接测量量（如有功功率、无功功率、电流幅值等）,且是一类特殊的非线性微分 — 代数子系统。接着,针对所建立模型的特殊性,给出了适合此模型的推广的左逆软测量算法。然后,具体针对同步发电机的4阶实用模型设计了软仪表,实现了模型中所有不可直接测量量的软测量。最后,基于MATLAB/SimPowerSystems软件进行了数值仿真,用6阶次暂态模型模拟真实的同步发电机,验证了所提出的方法的有效性。     

计及励磁电压变化的同步发电机抛载试验参数辨识方法

传统抛载法辨识同步发电机参数时,一般假设抛载前后励磁电压保持不变,但考虑到励磁系统调节作用,这一假设在实际工程中很难满足,为此,提出了计及励磁电压变化的抛载试验参数辨识方法。将试验中实测励磁电压作为励磁绕组输入激励,求解励磁绕组及阻尼绕组的微分方程组模型,计算出励磁电流的理论值,将其与励磁电流实测值相比较,以偏差最小作为优化目标,选取发电机参数典型值为参数初值,应用蚁群算法辨识d轴参数;接着,根据d轴定子磁链求出定子电压q轴分量,并根据实测定子电压,推算出定子电压d轴分量,据此辨识q轴参数。对云南某电站水轮发电机的辨识结果验证了改进方法的有效性,与现有方法相比,改进算法具有更高的辨识精度,对试验条件限制较少,有着良好的工程应用前景。     

Steady-state analysis of a self-controlled synchronous motor

This paper deals with a simple mathematical model for steady-state analysis of a self-controlled synchronous motor in terms of d,q variables. The flux linkage of the damper winding is considered constant under steady-state conditions. With the input voltage to the synchronous motor and the machine equations in d,q form, torque-current and speed-current relations are developed. The computed results are given and discussed in detail for a 3 kVA, three-phase, 400 V, four-pole, inverter fed synchronous motor and it is shown that this system has the same characteristics as a conventional DC motor.     

抽水蓄能电机调相运行解耦分析

以单机无穷大系统为对象,采用计及阻尼绕组作用的线性化数学模型,分析了抽水蓄能电机调相运行时的机电动态性能和电压调节。无电力系统稳定器（PSS）调相运行时系统可以分解为机电－交轴子系统和直轴子系统两个完全时系统可以分解为机-交轴子系统和直轴子系统两个完全解耦的子系统;机电动态性能由机电－交轴子系统所决定,电压调节性能由直轴子系统所决定。