长初级直线感应电机推力波动产生机理及验证

对于分段供电直线感应电动机,由于次级两端开断,次级感应涡流存在较大的不对称,仅控制初级电流对称,不能消除次级负序电流引起的两倍转差频率力波动。针对上述问题,基于推力波动产生的机理,分析了谐波注入后的推力组成,推导了注入谐波的频率。数值计算和有限元仿真结果表明:注入谐波后两倍转差频率推力波动显著减小,有效地抑制了直线电机不对称引起的两倍转差频率推力波动,证明了推力波动产生机理分析的正确性。     

考虑吸收电路的五电平有源中点钳位变频器电压过零切换策略

五电平有源中点钳位(five-level active-neutral-point-clamped, 5L-ANPC)变频器拓扑结构简单,可直接通过公共直流母线供电,易于实现能量回馈,非常适合用于5～10 kV直流供电的船舶推进变频调速领域。简要介绍了5L-ANPC的主电路拓扑和工作原理,针对5L-ANPC拓扑杂散参数较大的四种换流回路,在兼顾可靠性及适装性前提下,设计了纯电容吸收电路。在上述基础上,分析了设置吸收电路后的5L-ANPC拓扑采用传统电压过零切换策略时存在的内开关管过压问题,并提出一种考虑吸收电路的切换策略,实现了输出电压过零器件安全切换,且避免了电压异常跳变。通过仿真和实验验证了所提考虑吸收电路的输出电压过零切换策略的有效性、正确性。     

分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律,针对其不对称运行的特点,采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式,通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型,从而构建描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下,采用隐式梯形法构建该不对称模型的系统仿真模型。对样机进行仿真分析和实验验证,仿真结果与实验数据吻合良好,验证了模型的正确性。     

电磁发射用分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律，针对其不对称运行的特点，采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式，通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型，从而构建了描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下，采用隐式梯形法构建了该不对称模型的系统仿真模型。最后，对样机进行了仿真分析和实验验证，仿真结果与实验数据吻合良好，验证了模型的正确性。     

一种10kA零磁通霍尔电流传感器的设计与仿真

采用线圈分段绕制的方法,设计了一种10kA量程的零磁通霍尔电流传感器以及相应的驱动电路,有效地将驱动电压降为±15V,并利用电磁场仿真验证了线圈分段设计的可行性。同时,提出了铁芯线圈以及霍尔元件的等效电路仿真方法,并以此为基础在Multisim中搭建了零磁通霍尔传感器系统的电路仿真模型,通过对各种电流波形进行仿真验证,证明了该设计的合理性。     

分段供电切换传感器的在线故障诊断方法

分段供电切换传感器是多段直线电机控制系统的重要部件。针对其故障检测与定位的问题,提出一种切换传感器故障的在线诊断方法。对采集的传感器信号数据进行压缩,以提高计算的效率;研究切换传感器信号根据次级运动的变化规律,定义标准信号集合;给出计算传感信号差异度的方法,作为分析信号相似程度的量化指标;将问题表示为基于有向图的搜索问题,并根据问题的特点缩小搜索的范围;由此提出搜索算法,可以根据测量的传感信号时序估计传感系统的状态变迁过程;给出故障定位流程,利用算法估计的结果,根据系统标准信号集合进行故障定位。为了说明算法与预期结果的一致性,给出3个命题并进行证明;通过实验验证了故障诊断方法的有效性。     

长初级短次级十二相直线感应电动机数学模型分析

基于大功率直线推进的要求,设计了一种新型十二相双边长定子直线感应电动机,介绍了十二相直线感应电动机的绕组结构。在此基础上,推导了十二相双边长定子直线感应电动机的ABC坐标系数学模型,分析了由电机各相端部绕组空间相对位置决定的十二相直线感应电动机端部漏感的不对称规律,并与多相旋转电机端部漏感的规律进行了对比分析;建立了仿真模型,对电机的电磁性能进行了计算。仿真实验证明了该数学模型的正确性。     

动初级高速六相直线感应电机工作特性分析

为了准确刻画对象模型,采用一阶等效电路瞬态涡流分析法对动态边端效应影响下动初级高速六相直线感应电机的参数时变规律进行了定量计算,并通过感应涡流损耗推导得到考虑动态边端效应时电机的等效电路。基于此,通过电磁推力计算及效率评估对动态边端效应影响下电机的工作特性进行了详细分析。利用不同运行速度条件下的有限元仿真及动态实验验证了理论分析和推导的正确性。     

分段供电切换控制传感器的故障定位方法

针对分段供电直线电机切换控制传感器的失效问题,提出了一种快速故障定位方法。首先,基于一种典型的分段切换传感系统结构,利用图形给出了切换控制传感信号根据次级运动而变化的规律;然后,分析了位置误差和时间误差对诊断结果的影响,分类讨论了对诊断算法的容错性要求,并给出了基于位置信息的故障诊断与定位流程;最后,利用实验验证了该方法的正确性。     

多段式初级铁芯圆筒型永磁直线电机齿槽力研究

针对永磁直线电机的推力波动问题,首先针对整数槽绕组多段式初级铁芯结构圆筒型永磁直线电机,提出了采用初级铁芯依次沿纵向移距的方法削弱电机的齿槽力,并基于能量法推导了初级铁芯模块移距法削弱齿槽力的机理,给出了初级铁芯模块移距的计算公式;其次,针对初级铁芯模块移距引起各段相电动势的分布的情况,给出了空载电动势等效分布系数的计算公式;最后,进行了有限元分析及试验。结果表明:初级铁芯模块移距后,电机的齿槽力得到了有限的抑制,大大降低了空载电动势中的谐波含量,相空载电动势波形更加正弦化。     

信息分段线性模型仿真方法研究

本文将探讨用信息分段线性(KJIA)模型仿真方法、面向对象的仿真方法、信息流发生时间约束传播的仿真策略研究综合C~4ISR系统,对综合C~4ISR系统仿真面临的问题进行深入分析和论证。     

考虑功率控制的感应电机控制方法研究

电网负载功率的剧烈变化会引起电网特别是小容量电网的供电质量和稳定性降低,为保证电网供电稳定,需对电网负载输出功率及功率变化率进行限幅控制;负载为电机时,需考虑在电机驱动系统中增加功率控制策略。针对上述问题,首先分析了电机驱动控制系统中的功率控制策略对系统动态性能的影响,通过分析发现低功率变化率限制会引起电机转速超调,进而会造成整个系统控制的不稳定和功率波动,因此提出了一种低功率变化率下的功率补偿算法。然后,通过仿真和实验,证明采取该功率控制方法能够解决转速超调和负载功率波动的问题,且具有良好的动静态效果。     

大推力六相直线感应电动机数学模型及工作特性

为深入研究适用于大推力密度场合的新型动初级六相直线感应电动机的性能,对其数学模型及工作特性进行了研究。首先,将该电机初级绕组布置于动子上,提高了电机的效率和功率因数;然后,建立了abc坐标系和dq0坐标系的基本数学模型,据此阐述了电机内部复杂的电磁耦合关系;最后,基于T型等效电路,分析了大推力六相直线感应电动机的工作特性并进行了试验。试验结果与计算结果吻合较好,验证了模型的正确性。     

一种用于车载无人机弹射的直线感应电机设计

电磁弹射技术是一种高效可靠的加速驱动方式,将电磁弹射技术运用于车载无人机弹射上,具有机动灵活、通用性强等优点。首先,对车载无人机弹射的直线感应电机和端部效应进行了介绍;然后,根据无人机弹射加速指标要求,设计了一种用于车载无人机弹射用的双边直线感应电机;最后,使用有限元的方法进行了仿真,并对不同电流大小和频率下的加速过程进行了对比。仿真结果表明：该电机达到了无人机加速弹射指标要求。     

虚拟电流注入法在线补偿转子位置估算误差

旋转高频注入法能估计永磁同步电机零速和低速时的转子位置,但在转子磁极位置解调过程中滤波器的使用会带来较大估算误差。提出虚拟电流注入法来在线补偿转子位置误差,基于估算的转速,构造与负序响应电流同频率的虚拟电流,经过与负序电流完全相同的解调,得到的虚拟电流相位与解调前相位的差值补偿估算的转子位置。分析比较了注入旋转电压导致的实际转速波动和正序响应电流引起的估算转速波动对误差补偿效果的影响,并利用低通滤波器来改善补偿效果。仿真和实验验证了所提方法在电机处于不同状态时对转子位置误差补偿的效果。     

圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机预测控制

针对图形边界限定形式的感应电机预测控制存在简洁、直观等优点,进一步考虑将该控制策略应用于永磁同步电机.预测控制将电机和逆变器作为一个系统整体考虑,以空间电流矢量为控制对象,直接产生逆变器的开关控制信号.基于永磁同步电机在转子磁场坐标系下的数学模型,推导出电流矢量导数的估测模型,进而预测出电流矢量的轨迹,根据最优电压矢量选择判据选定开关状态,完成基于圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机的预测控制算法.通过MATLAB/SIMULINK进行仿真,仿真结果证明了提出方法的有效性.     

分段试验的可行性

运用随机点过程方法,从理论上对可修系统能否进行分段试验进行了研究.论证了对于泊松过程模型分段试验的可行性,并研究了分段试验对参数估计的影响.     

采用多模式控制的电磁发射蓄电池充电谐波抑制方法

针对电磁发射蓄电池组大倍率快速充电过程中的电网谐波陡增问题，提出多模式模糊滞环控制谐波抑制方法。结合电磁发射混合储能系统的时序串联拓扑结构，说明蓄电池的超大倍率充电应用工况和策略，进而介绍蓄电池充电的拓扑结构，明确谐波的来源、特点和产生原因。在分析单台充电机充电时的电网谐波电压和谐波电流的基础上，研究不同充电机并充台数、不同充电电流情况下电网谐波电压和谐波电流的分布规律。设计多模式控制方法的组成方式和切换判据，建立蓄电池充电机、瞬时无功功率检测、谐波抑制、多模式控制的仿真模型。仿真和试验数据表明：谐波抑制方法能够快速抑制电磁发射蓄电池充电机大规模启停、波动时的谐波陡增问题，补偿效果满足国家标准。     

SINS/DR组合导航系统可观测性研究

对SINS/DR组合导航系统的误差方程进行了介绍。将陀螺漂移、加速度计零偏和里程仪刻度系数误差扩展为卡尔曼滤波器的状态,建立了19维状态的组合导航滤波模型。采用分段线性定常系统(PWCS)分析了载车在各个不同运动特性下SINS/DR组合导航系统的可观测矩阵;利用奇异值分解(SVD)分析法定量地分析了SINS/DR导航系统的可观测度。通过系统仿真预测了位置误差、姿态误差和速度误差的滤波效果,仿真结果表明,位置误差、姿态误差和速度误差的估计效果较好。     

“尼罗河魔鬼”柔性长鳍运动曲面建模与仿真

以"尼罗河魔鬼"柔性长背鳍的波动运动为研究对象,综合考虑影响柔性长鳍运动建模的诸因素,建立了描述柔性长鳍波动运动时动态曲面的数学模型,并根据试验观测获得的仿生对象相关数据及对运动学模型中相关要素的简化假设,对仿生对象鱼体及柔性长鳍动态曲面进行仿真计算,通过与试验观测获得的照片进行对比,表明建立的柔性长鳍运动曲面模型通过合理设置各种参数,能够较好地描述柔性长鳍的波动运动,具有较强的适应性和通用性.柔性长鳍运动学模型的建立为其动力学研究及其基于有限元方法的仿真计算奠定了数学基础.