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期刊信息/Journal information
电机与控制学报
电机与控制学报

戈宝军

月刊

1007-449X

djkz_emc@188.com

0451-86396392

150080

哈尔滨市学府路52号

电机与控制学报/Journal Electric Machines and ControlCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是国内外公开发行的专业性学术期刊，主要刊登国内外有关电机与电器、高电压绝缘技术、测试计量技术及仪器、机器人控制、计算机应用、信息工程和应用数学等方面具有创造性研究开发和较高学术价值的论文。《电机与控制学报》编委会由国内外知名专家、教授组成。其中中国科学院院士1名，中国工程院院士5名，教授博导14名，教授13名。《电机与控制学报》已编入中文核心期刊（2000年版），本刊已被英国的《科学文摘》和俄罗斯的《文摘杂志》收录。
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    基于扩张状态观测器的并联直流变换器增强控制策略

    段鸣航段建东王露霄孙力...
    1-12页
    查看更多>>摘要：为进一步改善并联直流变换器在多种内外部扰动下的动态性能,提出一种基于双闭环扩张状态观测器(ESO)的增强控制策略.该策略将比例调节器与ESO相结合,然后分别应用于公共电压外环和各个电流内环,实现各功率单元的动态均流,也强化对输入电压扰动的抑制能力,且无需额外传感器.首先,根据并联变换器的状态方程,推导内环电流ESO控制的表达式.然后,根据电流闭环极点的分布情况,从理论上分析ESO型电流内环在输入电压扰动抑制方面强于比例积分型电流内环的原因.此外,借助伯德图,给出ESO型电流内环对电感失配的鲁棒性更强并能有效消除动态电流偏差的理论依据.最后,使用三相buck变换器进行不同方案的对比验证,实验结果证明了所提策略在改进动态性能方面的有效性和先进性.

    并联直流变换器扩张状态观测器双闭环控制参数鲁棒性扰动抑制动态均流

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    汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

    张文何玉灵徐明星代德瑞...
    13-24页
    查看更多>>摘要：本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应.首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密度,得到了铁心损耗和绕组铜耗的解析表达式;然后建立了发电机故障前后的三维有限元仿真模型,对不同短路程度故障下的铁心损耗、绕组铜耗与定子温度进行了求解计算;最后实测了CS-5 型故障模拟发电机在正常运行和不同短路程度故障下的定子温度,实验结果与理论分析、有限元仿真结果基本一致.结果表明,转子匝间短路故障后由于励磁电流的增强,发电机铁心损耗和绕组铜耗均会增加,定子温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧;定子端面边缘位置的变形和应力幅值最大并且为热响应下的危险位置.

    汽轮发电机转子匝间短路强励动作损耗特性定子热响应

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    基于改进零脉冲插入法的永磁同步电机相电流重构策略

    陈思宇向学位李辉周豪...
    25-35页
    查看更多>>摘要：直流母线单电流采样永磁同步电机系统存在相电流重构盲区,导致电流采样失真,提出一种改进零脉冲插入法,实现相电流重构.首先,分析传统固定零脉冲插入法的缺点,由于各相插入零脉冲作用时间相同,未能发挥"双开关PWM"模式抑制电流纹波的优势;其次,通过各相PWM占空比调整零脉冲时间,延长电流采样窗口,提出改进零脉冲插入法重构策略,消除重构盲区,并针对该方法重构盲区出现其他扇区有效电压矢量的情况,分析其空间电压矢量合成关系,证明参考电压矢量合成的准确性;最后,基于戴维南电路法,提出不同电压矢量作用时的电路简化模型,对比两种方法的电流纹波幅值,并搭建永磁同步电机实验平台进行实验.结果表明,改进零脉冲插入法的电流重构误差低于3%,相比传统方法,电流纹波抑制效果达到 50%,相电流畸变率从 12.72%下降到6.87%.

    单电流传感直流母线采样相电流重构重构盲区永磁同步电机零脉冲插入法

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    转子激励对永磁同步电机电磁振动影响分析

    郭冠宁蔡蔚邵佰成
    36-44页
    查看更多>>摘要：对于电动汽车用永磁同步电机,气隙内的电磁激励会产生高频振动和噪音.通常将气隙电磁激振力施加到定子齿部,并通过理论计算或仿真得到定子或壳体外表面的振动噪音响应,而由转子激励引起的振动噪音被忽略.为研究转子激励对整体电磁振动噪音的贡献度,首先依据麦克斯韦应力张量法对气隙电磁力谐波进行理论分析,同时建立单电机的电磁振动仿真模型.然后以一台8 极定子48 槽内置式永磁同步电机为样机,通过试验模态分析和仿真分别对定子和转子的材料参数进行修正.再分别进行转子动力学和电磁激励下的整机动力学仿真,结果表明由转子偏心引起的不平衡电磁激励能够引起转子系统共振,并且在单位电磁力波的激励下,转子激励引起的响应与定子激励引起的响应在低频段具有同等的重要性.最后通过样机振动试验对上述结论进行了验证.

    永磁同步电机转子偏心电磁力波模态分析临界转速电磁振动

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    无刷同步发电机稳态短路电流控制

    茆林仪陈志辉
    45-55页
    查看更多>>摘要：过载运行能力和突然短路时稳定的短路电流输出能力是无刷同步发电机的重要性能要求.在发电机发生突然短路时,发电机控制器需要配合无刷同步发电机进行短路电流控制,在保证足够的短路电流输出能力的同时也要避免短路电流过大损坏电机.针对无刷同步发电机可能发生的5 种短路类型进行了分析,提出梯形电压电流的控制目标曲线,利用无模型自适应控制算法进行短路电流控制,使发电机能在发生各种类型的突然短路故障时输出符合要求的短路电流.建立了发电机和控制器的仿真模型,进行无模型自适应控制方案的仿真验证,同时搭建了实验平台进行实验验证.经过验证无模型自适应算法可以将无刷同步发电机的短路电流很好地控制在目标值,验证了该控制算法在发电机短路电流控制方面的有效性.

    无模型自适应控制无刷同步发电机突然短路短路电流控制故障保护过载运行

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    基于d-q变换及WOA-LSTM的异步电机定子匝间短路故障诊断方法

    王喜莲秦嘉翼耿民
    56-65页
    查看更多>>摘要：为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断,提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法.通过理论推导可知,d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据.采用鲸鱼优化算法对长短期记忆网络中的3 个关键参数进行优化,建立WOA-LSTM故障分类模型.为了验证基于d-q变换和WOA-LSTM故障诊断方法的有效性,分别以小波变换、快速傅里叶变换及d-q变换提取电流频谱数据作为输入数据集,以一台YE2-100L1-4 型异步电机为实验对象进行实验验证.研究结果表明:相比于小波变换及快速傅里叶变换,采用d-q变换能更准确的提取出定子电流中的故障特征,更精确地反映电机故障状态,有助于提高故障分类准确率;相比于传统的LSTM算法,经WOA优化后的LSTM算法分类准确率可达98.3%,能可靠地实现不同程度匝间短路故障的诊断.

    异步电机故障诊断定子绕组匝间短路d-q变换理论鲸鱼优化算法长短期记忆神经网络

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    1.1MW高速内置式永磁同步电机新型转子拓扑设计与强度优化

    谢颖王泽兵蔡蔚李道璐...
    66-75页
    查看更多>>摘要：大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低.针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18000 r/min的内置式高速永磁同步电机.该结构采用永磁体分段设计,并增设加强筋,分担转子隔磁桥处的应力,使护套厚度得到有效降低.同时,将转子外部隔磁桥处替换为非导磁填充块,阻断漏磁路径,提升永磁体利用率.最后,有限元分析结果表明,相较于初始模型,新型结构电机在等效气隙增大1.5mm的情况下,输出转矩达到600.44 N·m,增加了16.86 N·m,并且新型转子铁心最大应力降低了496.82 MPa,转子结构的机械强度得到显著提高,可为大功率高速永磁电机转子拓扑设计提供参考.

    高速永磁电机转子机械强度碳纤维护套加强筋非导磁填充块

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    基于三阶超螺旋扰动观测器的PMLSM全局自适应滑模控制

    张艳王丽梅方馨
    76-86页
    查看更多>>摘要：针对永磁直线同步电机的位置跟踪精确度易受外部扰动、参数变化等不确定性因素影响的问题,提出全局自适应滑模控制器与三阶超螺旋扰动观测器相结合的复合控制策略.首先,为了解决全局滑模控制存在的抖振问题,根据自适应趋近律设计全局自适应滑模控制器.自适应趋近律可以根据系统状态变量的变化过程实时调整开关增益的大小,从而提高系统的响应速度并减小抖振.然后,为了提高系统的跟踪精确度以及抗干扰能力,设计三阶超螺旋扰动观测器,利用扰动观测器观测系统中无法精确测量的扰动以及存在的不确定项,实现对系统的前馈补偿.最后,进行仿真与实验验证.仿真与实验结果表明,与全局滑模控制相比,所提方法能有效提高系统的响应速度和跟踪精确度,使系统具有良好的稳态性能和动态性能.

    永磁直线同步电机全局滑模控制自适应趋近律扰动观测器跟踪精确度抗扰性抖振

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    基于多特征提取和麻雀搜索算法优化XGBoost的变压器绕组松动诊断方法

    马宏忠肖雨松颜锦孙永腾...
    87-97页
    查看更多>>摘要：针对使用单一特征量诊断变压器绕组松动,在不同负载条件下存在交叠和抗干扰能力不足的问题,提出一种基于核主成分分析(KPCA)和改进麻雀搜索算法(SSA)优化极端梯度提升(XG-Boost)的变压器绕组松动振动诊断方法.首先,从时域、频域和熵值3 个维度提取适用于变压器多传感器振动信号的多种特征量;其次,通过网格搜索优化的KPCA对特征量进行降维;最后,构建基于XGBoost的故障诊断模型,并采用改进麻雀搜索算法调参,实现不同电流大小下变压器绕组松动故障准确识别.以某110 kV变压器为对象进行实验验证,诊断结果表明,所提取的特征量能够准确反映故障特征,抗干扰能力更强,诊断模型故障诊断准确率为99.00%,相比于其他诊断算法准确率和稳定性更高,在不同负载情况下均有良好的识别效果.

    变压器振动绕组松动核主成分分析极端梯度提升麻雀搜索算法故障诊断

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    有源缓冲型逆变器功率解耦技术研究

    陈亦文童筱涵吕涛李文博...
    98-108页
    查看更多>>摘要：为实现单级单相升压逆变并能有效抑制直流侧二次纹波电流,提出一种带有源缓冲的电流型逆变器电路拓扑,研究该逆变器的6 种电路模态并提出其两模态调制策略和三模态调制策略,设计2 种调制策略下的模型预测控制策略,提供主电路参数设计准则.从储能电感电流的最大脉动量与二次纹波含量两方面对2 种调制策略进行对比分析,得出了三模态调制策略具有更好纹波抑制效果的结论.对2 种调制策略下的逆变器进行仿真分析,仿真结果表明,三模态调制下电路的输出电压总谐波失真率、电感电流相对脉动量与二倍频含量均低于两模态调制下的数据.设计并搭建500VA 48VDC/220V50HzAC有源缓冲型单级单相升压逆变器实验装置,给出了三模态调制下基于模型预测控制的逆变器实验波形,进一步证实了所提研究方案在实现单级升压逆变的同时具有二次纹波抑制能力.

    单相逆变器单级升压调制策略有源缓冲功率解耦模型预测控制

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