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基于分段交错梯形磁极的分数槽集中绕组永磁电机局部切向力的削弱

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电工技术学报 2023年第6期38卷 1447-1459,1485页

作者：李泽星夏加宽刘铁法郭志研鲁冰娜沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110169

局部切向电磁力波会通过定子齿的杠杆效应引起定子轭部径向振动,其对振动的贡献可以与径向电磁力波比拟。针对分数槽集中绕组永磁电机的局部切向电磁力波,提出了一种分段交错梯形磁极的削弱方法,该方法可在保证电机转矩密度的前提下,有... 详细信息

局部切向电磁力波会通过定子齿的杠杆效应引起定子轭部径向振动,其对振动的贡献可以与径向电磁力波比拟。针对分数槽集中绕组永磁电机的局部切向电磁力波,提出了一种分段交错梯形磁极的削弱方法,该方法可在保证电机转矩密度的前提下,有效削弱局部切向电磁力引起的振动。首先,推导了作用于定子齿部的切向集中力模型,并以一台10极12槽永磁电机为例,分析了局部切向电磁力引起振动的原因。然后,基于有限元模型,分析了分段交错梯形磁极对局部切向电磁力的削弱机理,并对比了优化前后电机的径向力波、电磁转矩以及振动频谱。结果表明,分段交错梯形磁极结构对径向力、切向力均有显著的抑制作用。最后,对优化前后的样机进行振动实验,验证了优化方案的有效性。

关键词：局部切向电磁力分数槽集中绕组永磁同步电机分段交错梯形磁极有限元模型

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热声发电系统最大声电效率阻抗匹配分析

电工技术学报 2017年第9期32卷 92-100页

作者：何新夏加宽苏浩李文瑞张健沈阳工业大学电气工程学院沈阳师范大学数学与系统科学学院

为提高热声发电系统的声电转换效率,根据相似理论,结合声学阻抗流源机理进行分析,提出一种永磁直线发电机弹簧机械阻抗和负载电阻抗的声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高捕获声功为约束条件,实现声电转换效率最大。进一步地,在弹簧机... 详细信息

为提高热声发电系统的声电转换效率,根据相似理论,结合声学阻抗流源机理进行分析,提出一种永磁直线发电机弹簧机械阻抗和负载电阻抗的声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高捕获声功为约束条件,实现声电转换效率最大。进一步地,在弹簧机械阻抗和负载容抗声学阻抗匹配时,给出发电机成为热声发动机声学阻性负载、声学感性负载和声学容性负载的阈值规律。最后搭建实验平台,通过建模、求解及分析设计,验证了发电机声学阻抗匹配方法的有效性,为热声发电系统(TAEGS)的设计提供理论依据。

关键词：热声发电系统永磁直线发电机热声发动机声学阻抗匹配最大声电效率

表贴式永磁电机各次电流引起径向振动的机理分析及综合抑制策略

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电工技术学报 2022年第18期37卷 4638-4650页

作者：康乐夏加宽苏航宋孟霖张荣津沈阳工业大学电气工程学院沈阳110023

变频驱动三相永磁电机绕组中含有各频次对称电流和非对称电流,甚至还有直流分量,在电机极槽磁导调制作用下,这些电流磁场与永磁磁场相互作用都会引起电机的径向振动。该文对样机的三相电流进行分析,分别推导出基波、直流分量、对称倍频... 详细信息

变频驱动三相永磁电机绕组中含有各频次对称电流和非对称电流,甚至还有直流分量,在电机极槽磁导调制作用下,这些电流磁场与永磁磁场相互作用都会引起电机的径向振动。该文对样机的三相电流进行分析,分别推导出基波、直流分量、对称倍频电流和非对称倍频电流的径向磁动势,根据麦克斯韦磁力公式推导出各成分电流引起的径向振动模型,通过样机验证模型的正确性。最后推导出一种多倍频电流注入法的径向振动抑制模型,并设计出一种基于多目标RMSProp优化算法的永磁电机径向振动综合抑振控制策略,通过样机实验验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：三相永磁同步电机谐波注入径向振动多目标RMSProp优化

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考虑到移相的倍频波注入方法补偿的影响分析

船电技术 2022年第7期42卷 1-5页

作者：胡轩铭夏加宽沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

为使传统不移相的谐波电流注入具有更好的力波补偿效果,采用有限元法建立了移相倍频波注入的径向力波补偿模型,并与谐波注入的补偿模型进行对比。结果表明考虑移相的倍频波注入方法相比传统的谐波电流注入对径向力波的影响更大、补偿效... 详细信息

为使传统不移相的谐波电流注入具有更好的力波补偿效果,采用有限元法建立了移相倍频波注入的径向力波补偿模型,并与谐波注入的补偿模型进行对比。结果表明考虑移相的倍频波注入方法相比传统的谐波电流注入对径向力波的影响更大、补偿效果更好。

关键词：表贴式永磁同步电机径向力波谐波电流注入移相倍频波力波补偿模型

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各向异性横向磁通永磁直线电机穿片漏磁分析

电工技术学报 2015年第14期30卷 518-524页

作者：夏加宽李文瑞何新张健沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

由于磁通三维分布结构特点,横向磁通永磁直线电机(Transverse Flux Permanent Magnet Linear Machine,TFPMLM)存在特殊的穿片漏磁。为提高等效磁路法计算精度,TFPMLM轴向漏磁的准确计算十分必要。本文结合TFPMLM磁通路径特点对穿片漏磁... 详细信息

由于磁通三维分布结构特点,横向磁通永磁直线电机(Transverse Flux Permanent Magnet Linear Machine,TFPMLM)存在特殊的穿片漏磁。为提高等效磁路法计算精度,TFPMLM轴向漏磁的准确计算十分必要。本文结合TFPMLM磁通路径特点对穿片漏磁形成机理进行分析,推导轴向叠片各向异性穿片漏磁通解析表达式,并研究穿片漏磁与叠压系数、极弧长等电机参数之间的关系。采用有限元分析和实验验证TFPMLM轴向穿片漏磁计算方法的正确性和准确性。研究结果为横向磁通永磁直线振荡发电机设计提供了理论依据。

关键词：横向磁通永磁直线电机穿片漏磁磁通路径轴向叠片各向异性

热声发电系统最大电能输出阻抗匹配及机械谐振特性分析

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中国电机工程学报 2015年第22期35卷 5908-5914页

作者：夏加宽李文瑞何新张健沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

为获得热声发电系统最大电能输出和声功捕获,该文以横向磁通永磁直线发电机为例,采用力–电类比法建立热声发电系统等效模型,研究电磁力、次级速度与阻抗之间的关系,推导热声发电系统等效阻尼的表达式,并分析电抗对等效阻尼的影响。在... 详细信息

为获得热声发电系统最大电能输出和声功捕获,该文以横向磁通永磁直线发电机为例,采用力–电类比法建立热声发电系统等效模型,研究电磁力、次级速度与阻抗之间的关系,推导热声发电系统等效阻尼的表达式,并分析电抗对等效阻尼的影响。在此基础上,基于最大电能输出进行阻抗匹配,并采用相量法分析阻抗匹配对机械谐振条件的影响,推导出谐振弹簧劲度系数表达式。最后,通过直线振荡系统实验平台验证阻抗匹配及弹簧谐振劲度系数理论推导的准确性,为热声发电系统直线发电机的设计提供理论指导。

关键词：热声发电系统最大电能输出阻抗匹配机械谐振劲度系数

基于分段交错不等磁极的表贴式永磁电机极频振动的削弱

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电工技术学报 2023年第4期38卷 945-956页

作者：李泽星夏加宽刘铁法郭志研朱启升沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110169

针对表贴式永磁同步电机极频振动,提出一种分段交错不等磁极的削弱方法,与传统的优化方法相比,该方法可有效保证电机的转矩密度。首先,基于麦克斯韦张量法,推导作用于定子齿部的集中力模型,并以一台10极12槽表贴式永磁电机为例,分析极... 详细信息

针对表贴式永磁同步电机极频振动,提出一种分段交错不等磁极的削弱方法,与传统的优化方法相比,该方法可有效保证电机的转矩密度。首先,基于麦克斯韦张量法,推导作用于定子齿部的集中力模型,并以一台10极12槽表贴式永磁电机为例,分析极频电磁力谐波的产生原因。其次,基于有限元模型,分析分段交错不等磁极对极倍频电磁力谐波的削弱机理,并对比优化前后电机的关键电磁性能以及振动频谱。结果表明,分段交错不等磁极结构可在保证转矩密度的前提下,有效削弱极频电磁力谐波及振动。最后,对优化前后的样机进行振动实验,验证了优化方案的有效性。

关键词：表贴式永磁同步电机极频振动分段交错不等磁极有限元模型

基于时空地理加权的主成分分析方法研究及其应用

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基于时空地理加权的主成分分析方法研究及其应用

作者：韩加宽江苏海洋大学

学位级别：硕士

在地理大数据时代,如何深度挖掘海量空间数据中有效信息是时空数据分析所要解决的重要问题。探索有效的时空分析和建模方法,对于解释社会情景和分析自然变化过程具有重要意义。在过去几十年里,空气污染一直是全球关注的重点问题。中国... 详细信息

在地理大数据时代,如何深度挖掘海量空间数据中有效信息是时空数据分析所要解决的重要问题。探索有效的时空分析和建模方法,对于解释社会情景和分析自然变化过程具有重要意义。在过去几十年里,空气污染一直是全球关注的重点问题。中国作为最大的发展中国家,已经建立了1000多个空气监测站,这些监测站每天都在生产空气污染物浓度数据,从这些海量数据中挖掘出空气污染的时空特征能够高效控制和治理空气污染。主成分分析(principal component analysis,PCA)能够提取空气污染的全局特征,已经应用于人文和自然地理等多个领域。但是主成分分析仅把时空作为普通因子,忽略时空规律。伴随时空数据挖掘与分析方法的发展,时空地理加权相关模型因其能够揭示时空异质性而得以广泛应用。因此,本文将空间和时间效应同时纳入主成分分析方法,提出了一种基于时空地理加权的主成分分析方法(Geographically and Temporally weighted principal component analysis,GTWPCA),剖析出时空变化上的结构特征。主要研究内容及创新点如下:(1)提出时空地理加权主成分分析方法在复杂的时空环境中,空间和时间对空气污染都有重要影响。主成分分析是一种提取主成分来分析空气污染总体趋势的全局模型。然而,这一过程没有考虑对空气污染的空间和时间影响。地理加权主成分分析考虑了空间效应而忽略了时间效应,导致其实验结果在时间特征上的不完整。因此,本文尝试将时间作为一个新的维度引入地理加权主成分分析模型,并通过时空距离和bi-square核函数构建了了时空核函数。每个时空位置首先通过时空核函数对其周边观测数据进行加权,然后获得加权后的局部主成分。在兼顾空间和时间效应下进行主成分的提取能够有效的识别数据的时空特征。(2)实现空气污染物浓度的时空建模与分析为验证时空地理加权主成分分析的适用性,本文以中国292个城市为例,研究了2015-2019年空气污染时空变化特征。利用了蒙特卡罗检验方法评估空气污染的时空异质性,根据主成分分析、地理加权主成分分析和时空地理加权主成分分析建立了3种空气污染分析方法。首先,采用主成分分析发现空气污染的总体趋势,不考虑任何空间和时间效应。随后,在考虑空间异质性的情况下,选择地理加权主成分分析挖掘空气污染的空间变化特征。最后,应用本文提出的时空地理加权主成分分析。实验结果表明:(1)在中国,由时空地理加权主成分分析得出的前三个成分组合所解释的总方差的百分比在北方高于南方,并且随着时间的推移普遍增加;(2)时空地理加权局部第一成分对应于一个“获胜组合”,其不断变化的“获胜”变量适应了中国空气污染的时空非平稳特征。该论文有图25幅,表4个,参考文献78篇。

关键词： GWPCA GTWPCA 空气污染核函数时空异质性

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并列双转子混合励磁同步电机振动分析

船电技术 2022年第8期42卷 22-26页

作者：赵圣杰夏加宽沈阳工业大学电气传动研究所沈阳100190

本文对引入电励磁转子并列式双转子混合励磁同步电机的径向振动特性进行分析,介绍了该类电机特点,进行单永磁转子的磁场和力波解析,总结得出对于整机的部分电磁振动影响较大的力波的频率与阶次;引入电励磁转子侧使得整机磁场可调。针对... 详细信息

本文对引入电励磁转子并列式双转子混合励磁同步电机的径向振动特性进行分析,介绍了该类电机特点,进行单永磁转子的磁场和力波解析,总结得出对于整机的部分电磁振动影响较大的力波的频率与阶次;引入电励磁转子侧使得整机磁场可调。针对双转子不同的磁场分布对通过有限元法仿真得到两者的径向电磁力波特性,将双转子的力波进行耦合谐响应分析,最后验证了关于双转子电机的电磁振动特性的解析以及由于电励磁侧转子引入导致整机的振动不对称的特点。

关键词：并列双转子混合励磁同步电机径向电磁力波振动不对称谐响应分析