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电气工程学报
电气工程学报

张丰收

月刊

2095-9524

emanu@126.com

010-88379056

100037

北京市西城区百万庄大街22号

电气工程学报/Journal Journal of Electrical EngineeringCSTPCDCSCD北大核心
查看更多>>涉及的企业有开关控制设备制造业、电气设备元件制造业、变压器制造业、电力设备制造业、自动化产品制造业、其他输配电及控制设备制造业，仪器仪表及计量器具制造业、电机制造业等。读者为电气制造业企业的中高层管理、开发、设计、生产、技术人员、采购供应、质量保证人员、制造设备供应商，以及电气制造专业相关的院校和科研院所的专业人士。
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    混合转子永磁电机双风道冷却系统设计

    陈前周亚南徐高红史浩...
    1-8页
    查看更多>>摘要：混合转子永磁电机具有高功率密度的优势,但也导致电机散热空间和散热能力不足等问题.为此,根据其特有的转子结构提出一种双风道冷却系统,并采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对电机温度场进行验证.首先,根据电机损耗和尺寸设计一个适合双风道的轴流风扇.其次,对不同进、出风口的结构参数进行仿真,对比和分析仿真结果,选出冷却性能较好的参数组合.最后对单风道和该参数组合下的双风道进行数值模拟,仿真结果表明,使用双风道冷却结构后电机散热能力显著提升.

    混合转子永磁电机计算流体力学轴流风扇双风道冷却系统

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    基于Attention-CNN的振动信号电机转子断条识别

    申海锋石颉杜国庆吴宏杰...
    9-15页
    查看更多>>摘要：针对基于振动信号的转子断条诊断技术依赖于人工特征选择,泛化能力差,以及常规卷积神经网络(Convolution neural network,CNN)模型在对时序信号自动特征提取时忽略序列信息的问题,利用Attention机制对局部特征在整体表达时的度量能力,提出了一种Attention-CNN网络模型.首先通过Attention在原始信号上分配注意力,其次结合CNN进行特征提取构建网络,然后利用粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)进行网络超参数寻优,训练转子断条识别模型,最后从整体和局部两个方面进行模型评价.试验结果表明,所提出的识别模型能够达到传统诊断水平,且泛化能力高于现有方法,更适用于通过振动信号进行电机转子断条识别.

    Attention-CNN振动信号转子断条泛化能力

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    基于ESO的PMSM无模型快速超螺旋滑模预测控制

    任志玲张文凯
    16-25页
    查看更多>>摘要：为提高表贴式永磁同步电机(Surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,提出一种基于扩张状态观测器的无模型快速超螺旋滑模预测控制方法.首先,建立SPMSM参数摄动时的新型超局部模型.其次,采用改进的超螺旋算法作为辅助控制率设计转速环无模型超螺旋滑模反馈控制器,同时利用复合的扩张扰动观测器估计超局部模型中的未知部分,并通过Lyapunov稳定性理论证明了控制器和观测器的稳定性.电流环应用无差拍电流预测控制策略,结合扩张状态观测器对扰动量进一步估计并进行前馈补偿,使电流环具有更好的动态响应和更小的谐波分量.仿真试验结果表明,所提方法可有效提高系统响应速度,改善SPMSM在发生参数漂移和外部扰动下的暂稳态性能,降低电流总谐波畸变率,提升系统鲁棒性和抗干扰性能.

    永磁同步电机无模型超螺旋滑模控制扩张观测器无差拍预测电流控制

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    基于矩阵变换器的飞轮储能模型预测控制策略

    王云辉张建伟田桂珍刘广忱...
    26-33页
    查看更多>>摘要：飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题.针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换器的优势,避免了背靠背变流器中直流环节及电解电容带来的问题.在分析储能系统工作原理的基础上,考虑到矩阵变换器电压传输比的限制,通过理论计算得出基于矩阵变换器的飞轮储能系统的运行范围.通过理论分析得到了飞轮储能系统功率与飞轮转速的关系,然后利用转速外环电流内环的双闭环控制方式实现对飞轮储能系统的控制.电流内环采用模型预测控制策略对矩阵变换器进行控制,从而实现飞轮储能系统的充放电控制.Matlab/Simulink中的仿真结果验证了运行范围分析的准确性和所提控制策略的有效性.

    飞轮储能系统充放电控制矩阵变换器永磁同步电机模型预测控制运行范围

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    主动磁悬浮轴承运动力学分析与悬浮控制研究

    杨奕李耀李旭东万梓豪...
    34-46页
    查看更多>>摘要：主动磁轴承(Active magnetic bearing,AMB)具有无摩擦、低损耗、寿命长、可控性强等优点,因此广泛应用于各类旋转轴机械装置中,当前,许多应用于磁轴承系统的先进控制手段在理论上有着良好的控制效果,但在实际应用中却存在很大差异.在实际主动磁悬浮轴承系统中,磁悬浮轴承-转子系统制作偏差而使轴承磁力偏移,严重影响转子悬浮控制.为探究悬浮控制过程中转子运动状态,分析对比了等效磁路法与麦克斯韦积分法电磁力计算,在不完全微分PID控制基础上基于试验测试与理论推导提出了一种实际磁悬浮轴承系统下的运动力学分析悬浮控制方法.将转子运动过程分为加速、减速、波动阶段,对每一阶段转子运动行为特性与控制方法选择进行了研究,并应用于实际8极主动磁悬浮轴承系统中,最终使转子动态悬浮于气隙允许范围内.

    主动磁悬浮轴承运动力学磁力悬浮控制

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    偏斜转子槽形感应电机正反转性能差异的研究

    徐威宁银行蔡迎龙戴耀徵...
    47-54页
    查看更多>>摘要：转子槽形沿径向偏斜后的电机电磁性能受电机转向影响.为减小偏斜转子槽形电机正反转时的性能差异,提出一种槽身偏斜槽形,保证槽形的槽口区域轴对称.基于转子槽漏磁模型,对比径向偏斜与槽身偏斜槽形,探讨槽形偏斜后的等效磁路变化,以及转子槽漏抗与主电抗参数随偏斜距离的变化规律.利用冻结磁导率法隔断主磁通的气隙路径,假设由槽内导体电流产生的转子漏磁场仅包括槽漏磁场,计算电机正反转下不同槽形偏斜距离时的槽漏抗值,并根据等效电路模型计算相应的主电抗值.最后,仿真计算两类偏斜转子槽电机的输出转矩与功率因数,结果表明转子槽身偏斜电机正反转时的性能接近,而且受槽形偏斜距离的影响较小.偏斜转子槽形的不对称槽口区域是引起电机正反转性能差异的主要原因.

    偏斜槽形转子槽漏抗冻结磁导率感应电机径向斜槽转子

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    配电网静止同步补偿器的主动电压支撑控制方法研究

    刘嘉椋雷家兴李春刘继文...
    55-64页
    查看更多>>摘要：配电网静止同步补偿器(Distribution grid static synchronous compensator,DSTATCOM)是改善电压偏移、无功等电能质量问题的有效手段.现有的DSTATCOM大多采用基于锁相环的电网同步控制技术,因锁相环带宽和电压控制的响应速度等原因,动态电压支撑能力较弱.针对此问题,提出DSTATCOM的主动电压支撑控制方法,采用功率同步控制取代锁相环实现电网同步,控制环路由外向内依次为直流电压环、功率环、交流电压环和电流环.根据电压偏移量的大小自主调节无功功率的参考值以支撑并网点电压稳定.采用了变积分系数的无功功率控制方法,能够实现快速的功率跟踪.Matlab/Simulink仿真结果验证了所提控制方法的有效性.

    静止同步补偿器主动电压支撑电能质量治理电压偏移

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    基于新能源发电改进型移相全桥变换器研究

    曾志辉刘云鹏张琳梅杨明...
    65-73页
    查看更多>>摘要：新能源发电中需要广泛使用移相全桥变换器,以实现软开关技术从而减小系统的开关损耗.而传统移相全桥直流变换器滞后臂在轻载时难以实现ZVS,导致系统大功率输出时效率降低以及系统换路时容易产生尖峰电压、电流等现象,针对这一问题,提出了一种改进的有源软开关移相全桥DC-DC变换器拓扑.系统首先提出了改进变换器的拓扑结构,在此基础上对其工作模态进行了研究分析,并合理优化相关器件的选型,最后通过系统仿真及试验平台进行了系统仿真和试验测试,结果表明,所设计的加入辅助电路改进型移相全桥直流变换器在轻载情况下,能够使变换器滞后臂达到软开关效果,同时,在大功率输出情况下,对器件发热、电压波形振荡均有较好的抑制作用,系统整体效率变高,同时可靠性、稳定性变强.

    有源软开关辅助电路移相全桥拓扑结构

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    一种基于DCM下的漏极反馈反激变换器在PFM峰值电流模式控制下的稳定性分析

    曹萱程鹏铭杨奕张文鑫...
    74-82页
    查看更多>>摘要：针对原边反馈反激变换器具有辅助绕组而成本偏高的问题,基于原边反馈与峰值电流控制方案,提出了一种基于开关管漏极反馈的反激变换器模型.与原边反馈反激变换器相比,漏极反馈反激变换器能够减少变压器辅助绕组,降低了成本,且具有较高的稳定性.首先,对此漏极反馈反激变换器模型进行了理论分析,并提出了一种高精度漏极采样方法.其次,基于开关网络模型法对工作在断续导通模式(Discontinuous conduction mode,DCM)下脉冲频率调制(Pulse frequency modulation,PFM)的漏极反馈反激变换器进行了小信号建模并进行补偿设计.通过Matlab/Simulink搭建模型验证其正确性;最后搭建试验平台来进行验证.结果表明,所提出的漏极反馈反激变换器模型是可行的.

    漏极反馈反激变换器PFM建模高精度采样稳定性

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    低电压穿越条件下并网逆变器多矢量模型预测功率控制研究

    周立侯立杨王慧玲刘一鸣...
    83-91页
    查看更多>>摘要：为了满足光伏电站的低电压穿越要求,需要保障在电网电压跌落时光伏电站依然能够维持并网,快速向电网提供一定的有功功率和无功功率,改善并网质量.为此提出一种多矢量模型预测功率控制方法,该方法避免了对六对基本电压矢量的重复调制,而是在每个周期中始终选择一对基本电压矢量和两个零矢量以对称方式执行调制,有效降低了网侧电流谐波含量,同时减少了计算时间,且具有固定的开关频率.此外,为了避免负责反馈信号的观测器因低电压穿越引起观测误差以及节约硬件成本,在此引入滑模观测器,并在滤波方法上加以改进,避免了对精确角频率的依赖.最后,通过仿真和试验验证了所提方法的正确性及有效性.

    低电压穿越模型预测控制滑模观测器矢量控制

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