一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计
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附件2论文中英文摘要王东论文题目:多相整流感应发电机系统的研究作者简介:王东,男,1978年1月出生,2000年9月师从海军工程大学马伟明教授,于2007年6月获博士学位。
中文摘要感应电机具有结构简单、维护简易和经济性好等优点,是目前应用最广的电动机种类,但当其作为发电机运行时,传统的感应发电机由于具有功率因数低、效率不高和电压调节不灵活等缺点,从而限制了其应用。
针对传统感应发电机的缺点,本文提出了带有静止励磁调节器(SAVR)的双绕组感应发电机(DSWIG),该新型电机是一种具有高功率密度、运行可靠、供电品质优良的新型直流电源,是舰船综合电力系统发电模块的发展方向之一。
该电机在定子上布置了两套绕组:一套M相(M=3,6,9,12…)功率绕组,外接有自励电容,同时经整流桥输出直流电能;另一套3相补偿绕组,外接PWM电压型SAVR。
该新型感应发电机通过剩磁与电容的自激建立一定的空载电压;SAVR采用基于定子电压定向原理的控制算法,通过调节SAVR输出的无功电流和有功电流分别稳定功率绕组输出直流电压和励磁调节器直流侧电容电压。
本文围绕这种新型多相整流高速感应发电机系统进行了深入细致的研究,建立了该类发电机电磁设计与运行性能分析的理论体系,取得了如下成果:(1)双绕组感应发电机系统的数学模型论文基于理想电机假设,建立了双绕组感应发电机在a-b-c坐标系下的数学模型,应用Park变换,得到了双绕组感应发电机在d-q坐标系下的解耦模型和描述发电机运行状态的最小参数集合,建立了该类电机参数与普通三相电机参数的联系,为引用普通三相电机的理论和方法来分析该类电机奠定了基础,该方法适用于一般M/3相双绕组感应电机系统的建模。
(代表性论文:A novelstand-alone dual stator-winding induction generator with static excitation regulation.IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005,SCI: 990PY, EI:)(2)双绕组感应发电机系统的空载特性分析关键词:多相整流双绕组感应发电机静止励磁调节器场路耦合模型优化设计稳定性A study on multi-phase induction generator-rectifier systemWang DongABSTRACTThe induction machine is the most widely used motor due to its simple structure, little maintenance and low cost. When it is applied to the generation system, many disadvantages on the performance of the conventional induction generators, such as lowpower factor (PF), low efficiency and stiff voltage regulation, limit their widespread application. In order to solve the problems above, the dual-stator winding induction generator (DSWIG) with static automatic voltage regulator (SAVR) is proposed in this dissertation. The novel generator is characterized by high power density, high reliability and high quality DC power supply, which is one of the development directions of the generation moduleofvessel integrated power system.In this generator, two sets of windings are embedded in the stator slots. The one with self-excited capacitors, referred to as the M-phase (M=3,6,9,12…) power winding supplies DC power via multi-phase bridge rectifier. The other, termed as the 3-phase auxiliary excitation winding, feeds to a PWM voltage source SAVR. A self-excited no-load voltage is built up by means of remanence and capacitor. Based on stator-voltage-orientation strategy, the output DC voltage of the power winding and DC-capacitor voltage of the SAVR are maintained at set values by regulating the output reactive and active currents of SAVR.In this dissertation, the novel high speed multi-phase induction generator-rectifier system is systematically and thoroughly studied, and the guideline of the electromagnetic design and performance analysis for the generatoris established, and following conclusions are derived:(1) Mathematical model of DSWIG systemKey words: Multi-phase rectification, Dual-stator winding induction generator (DSWIG), Static automatic voltage regulator (SAVR), Electromagnetic field and circuit coupled model, Optimum design, Stability11 / 11。
基于改进变分模态分解的SRM功率变换器故障诊断方法张竞文;熊立新;夏强;边敦新
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2022(55)4
【摘要】为实现开关磁阻电机功率变换器故障诊断,本文提出了一种改进变分模态分解结合奇异值分析的方法,基于经验模态分解自适应特性和中心频率确定变分模态分解的分解数,并对故障相电流进行处理,根据互信息分析选择最佳模态分量构造初始特征矩阵,进行奇异值分解后计算归一化奇异值作为特征向量,输入支持向量机分类器进行故障识别。
为验证诊断方法的可行性,建立了仿真模型与其他诊断方法进行了对比;搭建了开关磁阻电机实验台,测试了开路、短路故障状态,仿真和实验结果均表明本文所提方法可减小噪声影响,提高故障识别准确率。
【总页数】6页(P53-58)
【关键词】开关磁阻电机功率变换器;故障诊断;改进变分模态分解;奇异值分解;互信息
【作者】张竞文;熊立新;夏强;边敦新
【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院;山东科汇电力自动化股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM352;TP273
【相关文献】
1.基于改进变分模态分解排列熵和极限学习机的汽轮发电机转子故障诊断方法∗
2.基于变分模态分解和改进模糊支持向量机的\r汽轮机故障诊断方法
3.基于改进变分模态分解与双测度分形维数的发动机故障诊断
4.基于改进变分模态分解的滚动轴承故障诊断方法
5.一种基于变分模态分解参数优化的轴承故障诊断方法
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开关磁阻电机控制系统摘要:开关磁阻电机(SRM)是一种新型调速电机,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。
它的结构简单坚固,调速范围宽,系统可靠性高,可以进一步提升系统的安全稳定性。
关键词:驱动系统;电动机;开关磁阻电机1引言开关磁阻电机是SRD系统中实现能量转换的部件,也是SRD系统有别于其他电动机驱动系统的主要标志。
与反应式步进电机相似,SR电机系双凸极源可变磁阻电动机,其定,转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成,且定,转子极数不同。
定子上装有简单的集中绕组,转子只由叠片构成,没有绕组和永磁体。
功率变换器向SR 电机提供运转所需的能量,由蓄电池和交流电整流后得到知的直流电供电。
控制器是系统的中枢。
它综合处理速度指令,速度反馈信号及电流传感器,位置传感器的反馈信息,控制功率变换器中道主开关器件的工作状态。
2电动机的种类区分如今最常使用的电动机分别有一下四类(1)直流电动机直流电动机的成本低廉、电路简单、易于实现平滑调速,同时有着良好的四象限运行能力,满足用于电动汽车的部分需求。
然而传统直流电机存在机械换向器和电刷,运行中会产生电火花和电磁辐射,从而干扰到车辆的电子控制系统,不利于车联网体系的建立。
除此之外,机械换向器有着极为复杂的结构,难以简单制造且使车速到达高速。
(2)交流感应电机交流感应电机一般采用六用鼠笼型的结构,对比与其他电机,三相鼠笼型电动机成本较低,运行效率高,拥有良好的可靠性的同时便于维修的优点,而且体积小。
通过一定的控制策略,,交流感应电机也可以实现类似于直流电机的良好调速特性。
但与此同时,交流感应电机用电量大,在使用过程中发热严重,调速性能不佳,控制系统复杂且需要一定的成本。
(3)无刷永磁电机永磁电机是一种高性能新兴电机。
永磁无刷直流电机结构中不含换向器和电刷,这样一来永磁电机一方面继承了直流电机优秀的调速性能又避免了机械换向器和电刷带来的负面影响。
相较于此前介绍的几种电机,永磁电机有更高的功率和转矩,极限转速高、制动性能好。
四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法与流程1. 引言1.1 概述本文旨在探究四开关buck-boost变换器的控制电路及其相应的控制方法与流程。
随着能源需求的增加以及对能源转换效率的要求不断提高,四开关buck-boost变换器作为一种常用的电力转换装置,在工业和研究领域中得到广泛应用。
通过调整输入和输出电压,该变换器可以实现有效而精确的能量转移。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分将介绍文章的目的、概述以及文章结构。
之后,第二部分将详细介绍四开关buck-boost变换器的原理,并讨论设计该变换器控制电路时需要考虑的要点。
接着,第三部分将说明控制电路的具体步骤与流程,包括输入电压检测与控制、输出电压调节与控制以及开关管导通和断开策略。
第四部分将描述实验装置并介绍控制电路实验过程,并对实验结果进行详细分析和讨论。
最后,在第五部分中我们将总结文章,并展望未来进一步研究这一领域所可能取得的成果。
1.3 目的本文的目的是为了深入研究四开关buck-boost变换器,探讨其控制电路的设计要点与方法,并提供一个完整的控制流程。
通过实验验证和结果分析,我们希望能够验证本文提出的控制方法在实际应用中的有效性,并为今后相似研究提供参考和指导。
同时,本文也对未来这一领域可进行的进一步研究做出展望,以推动相关技术和理论的发展。
以上是“1. 引言”部分内容,请核对。
2. 四开关buck-boost变换器的控制电路与方法:2.1 原理介绍:四开关buck-boost变换器是一种常用的DC-DC变换器拓扑结构,它具有较高的转换效率和宽范围的输入输出电压能力。
该变换器能够实现输入电压向输出电压的降压和升压功能,并且能够在负载或输入电压波动时保持相对稳定的输出。
2.2 控制电路设计要点:在设计四开关buck-boost变换器的控制电路时,需要考虑以下几个要点:首先是输入输出电压范围:根据应用需求确定所需的输入和输出电压范围,以此来选择合适的元件参数。
开题报告-开关磁阻电机数字控制系统设计开题报告电气工程及自动化开关磁阻电机数字控制系统设计一、前言开关磁阻电机结构简单、成本低、容错性高、功率密度高能够高速运行,并且它能方便地实现起动和发电双功能,因此,目前越来越广泛的应用于航空和汽车上的起动/发电系统。
开关磁阻电机具有很大的发展潜力。
二、主题(一)、开关磁阻电机的发展概述“开关磁阻电机”一词源于美国学者S.A.Nasar 1969年所撰论文,它描述了这种电机的两个基本特征:开关性和磁阻性。
20世纪80年代以来,越来越多的学者开始关注开关磁阻电机,并对此进行了大量的研究。
美国空军和GE公司联合开发了航空发动机用SRD电机系统,有30KW、270V、最大转速为52000r/min和250KW、270V最大转速为23000r/min两种规格。
加拿大、前南斯拉夫在SR电机的运行理论电磁场分析上做了大量研究工作。
一些学者还研究了盘式SRM/外转子式SRM、直线式SRM和无位置传感器SRM等新型结构的电机。
1984年开始,我国许多单位先后开展了SR 电机的研究工作且SRM被列入中小型电机“七五”科研规划项目。
在借鉴国外经验技术的基础上,我国的SR电机研究技术进展很快。
近年来,中国在开关磁阻电机的研发方面取得了很大的进步例如南京航空航天大学开发了 3KW、6KW 及 7.5KW 三套原理样机,电机采用的是风冷形式。
但在大功率方面的研究还很少,仅有原理样机方面的仿真。
(二)、开关磁阻电机的优缺点开关磁阻电机结构简单,性能优越,可靠性高,覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。
使得开关磁阻电机在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用(电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域)。
其结构简单,价格便宜,电机的转子没有绕阻和磁铁。
(1)转矩方向与电流方向无关,只需单方相绕阻电流,每相一个功率开关,功率电路简单可靠,可降低系统成本。