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开关磁阻变档电机及其绕组切换控制策略

电机与控制学报 2022年第3期26卷 22-31页

作者：陈礼甘醇吴建华浙江大学电气工程学院杭州310000 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电... 详细信息

针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电机绕组并联,每相匝数减少,电机反电势下降,从而拓宽电机调速范围。本文以一台150W三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,用二维查表法构建电机模型,实现对绕组切换前后及切换过程的动态分析,利用开关磁阻电机电流特性,结合电机转子位置,提出了零电流下的安全切换控制策略。设计得到切换电路的拓扑结构,为了验证该策略的可行性和有效性,搭建了实验平台,实验结果证实了所提方案能在电机相电流为零时实现电机绕组的快速、安全切换。

关键词：开关磁阻变档电机变速器绕组切换拓扑结构控制策略零电流

基于变限幅结构的内埋式永磁同步电机转速动态优化控制策略

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中国电机工程学报 2023年第23期43卷 9341-9351页

作者：王宏喆甘醇张冲曲荣海强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。... 详细信息

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。针对这些问题,该文提出一种基于变限幅结构的转速动态优化控制策略,在转速环引入一个变限幅结构,并通过引入转速误差生成转矩控制信号,实现了转速、转矩的同步控制。该文提出的方法使转速误差呈指数收敛,不仅有效抑制了转速超调和转矩波动,还消除了传统方法中电流工作点轨迹的波动、偏移等问题,显著缩短了转速调节时间并提升了转速动态性能。最后,通过实验验证所提转速动态优化控制策略的有效性。

关键词：弱磁控制转速动态优化变限幅结构内埋式永磁同步电机

宽调速永磁同步电机全域高效运行控制策略综述

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中国电机工程学报 2023年第7期43卷 2496-2511页

作者：甘醇曲荣海石昊晨倪锴强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074

永磁同步电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在轨道交通、航空航天、装备制造、新能源等领域被广泛应用。然而,由于采用永磁体励磁,其励磁磁场调节困难,导致永磁同步电机在低速域与高速域的高效运行条件存在明显差异,难以实... 详细信息

永磁同步电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在轨道交通、航空航天、装备制造、新能源等领域被广泛应用。然而,由于采用永磁体励磁,其励磁磁场调节困难,导致永磁同步电机在低速域与高速域的高效运行条件存在明显差异,难以实现宽速域高效运行。因此,研究永磁同步电机在宽速域下的控制方法,对实现其全域高效运行具有重要意义。为此,针对永磁同步电机不同运行速域,该文系统地总结了其高效运行条件,并给出相应的高效控制目标着重分类梳理不同速域下的高效控制策略,并归纳总结不同控制方法的优劣以及适用范围。最后,从运行速域与控制机理的角度,对近年来永磁同步电机宽速域高效控制策略进行总结与展望。

关键词：永磁同步电机高效控制宽速域损耗

基于小波包能量分析的开关磁阻电机功率变换器故障诊断

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中国电机工程学报 2014年第9期34卷 1415-1422页

作者：甘醇吴建华杨仕友浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

功率变换器在开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)系统中占有极其重要的地位,也是系统中最容易发生故障的薄弱环节。功率变换器故障将导致电机运行于非平衡状态,长时间运行可能会导致电机和其他模块损坏,使系统完全丧失工作能... 详细信息

功率变换器在开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)系统中占有极其重要的地位,也是系统中最容易发生故障的薄弱环节。功率变换器故障将导致电机运行于非平衡状态,长时间运行可能会导致电机和其他模块损坏,使系统完全丧失工作能力。以SRM不对称半桥型功率变换器为研究对象,采用对相电流进行小波包分解的方法,对功率开关管短路和开路故障进行分析和研究。提出以小波包节点能量离散度作为故障特征量,通过判断故障前后相电流节点能量离散度的变化情况,判断功率变换器发生的故障类型并准确定位故障桥臂。通过仿真与实验的对比分析,验证了该方法的有效性和实用性。

关键词：故障诊断开关磁阻电机功率变换器小波包分析离散度

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开关磁阻电机新型功率变换器的研究与设计

电机与控制应用 2011年第3期38卷 12-16页

作者：甘醇中国矿业大学信电学院江苏徐州221008

分析了常用的开关磁阻电机公共开关型功率变换器主电路,对续流阶段相电流的影响因素进行了理论分析,说明了续流时间的长短直接影响到系统的输出转矩和转矩脉动。为了提高系统重载和高速时的调速性能,给出了几种新型的功率变换器主电路... 详细信息

分析了常用的开关磁阻电机公共开关型功率变换器主电路,对续流阶段相电流的影响因素进行了理论分析,说明了续流时间的长短直接影响到系统的输出转矩和转矩脉动。为了提高系统重载和高速时的调速性能,给出了几种新型的功率变换器主电路。仿真结果说明改进的新型功率变换器加速了绕组放电,缩短了续流时间,改善了电流波形,降低了转矩脉动,并提高了系统的输出功率。

关键词：开关磁阻电机功率变换器续流电流斩控升压

一种零电压保持开通的开关磁阻电机再生制动控制策略

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电机与控制学报 2015年第9期19卷 8-15页

作者：甘醇吴建华王宁杨仕友浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力公司检修分公司浙江杭州310027

为了减小开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线电压的冲击,对SRM再生制动过程进行分析,研究了再生制动能量对母线电压造成的影响,提出一种零电压保持开通的三步制动控制策略。以一台三相开关磁阻... 详细信息

为了减小开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线电压的冲击,对SRM再生制动过程进行分析,研究了再生制动能量对母线电压造成的影响,提出一种零电压保持开通的三步制动控制策略。以一台三相开关磁阻电机为应用对象,阐述了所提方法的工作原理和实施办法。研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又能降低再生制动过程中的能量回馈对母线电压所造成的冲击,提高制动过程的可靠性和安全性。仿真与实验验证了该方法的有效性和实用性。

关键词：开关磁阻电机直流母线电压再生制动零电压保持开通可靠性

基于SMO和RLS的航空电推进永磁电机驱动系统

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航空科学技术 2023年第1期34卷 97-104页

作者：王宏喆甘醇倪锴何琪曲荣海华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 航空电力系统航空科技重点实验室陕西西安710000

针对大功率航空电推进驱动系统高可靠性和轻量化特性的需求,本文提出了一种基于滑模观测器(SMO)和递推最小二乘法(RLS)的多模式无位置传感器控制策略。首先通过SMO对扩展反电动势进行观测,并对转速估算值进行多模式处理,实现了快速、准... 详细信息

针对大功率航空电推进驱动系统高可靠性和轻量化特性的需求,本文提出了一种基于滑模观测器(SMO)和递推最小二乘法(RLS)的多模式无位置传感器控制策略。首先通过SMO对扩展反电动势进行观测,并对转速估算值进行多模式处理,实现了快速、准确地提取出电机的转子位置角及转速等信息;再由RLS对永磁体磁链等参数进行辨识,依据辨识结果对控制器中的相关控制参数进行整定,并对观测器参数进行更新,提高了系统的鲁棒性。本文对300kW的永磁同步电机电推进驱动系统进行了实例仿真,验证了所提方案的有效性。本文所提出的方案可以实现可靠的无位置传感器驱动控制,具有快速的动态性能和较高的鲁棒性,为相关航空电推进驱动系统控制方案的设计和研究提供了参考。

关键词：航空电推进驱动系统永磁同步电机无位置传感器控制滑模观测器递推最小二乘法

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改进物元可拓法在水闸工程安全综合评估中的应用

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水力发电 2015年第4期41卷 82-85页

作者：韩彰陈健李经纬甘醇河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 上海勘测设计研究院有限公司上海200434 河海大学大禹学院江苏南京210098

针对水闸构筑物安全评估中部分指标之间存在的不相容性和关联性问题,引入物元可拓理论和方法,开展了水闸工程安全综合评估模型和实现方法研究。对物元可拓法的关联度和评判准则进行改进,克服了传统物元可拓法在应用中的局限性。应用改... 详细信息

针对水闸构筑物安全评估中部分指标之间存在的不相容性和关联性问题,引入物元可拓理论和方法,开展了水闸工程安全综合评估模型和实现方法研究。对物元可拓法的关联度和评判准则进行改进,克服了传统物元可拓法在应用中的局限性。应用改进后的物元可拓方法,构建了水闸构筑物安全综合评估模型,并以某水闸工程为例,通过筛选评估指标、确立评估等级、构建物元可拓模型对该水闸构筑物安全状态进行了全面评估,评估结果与该水闸管理单位委托科研机构对其评估结论相符。

关键词：水闸构筑物安全综合评估指标体系改进物元可拓模型

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开关磁阻电机故障诊断系统研究

变频器世界 2012年第8期 110-114页

作者：王春生朱友远甘醇中国矿业大学信电学院

本文以TMS320F2812为控制器,以四相8/6型开关磁阻电机(SRM)为控制对象,设计了一种性能优良的具有故障诊断功能的开关磁阻电机调速系统。本文介绍了开关磁阻电机调速系统的工作原理,包括功率变换器,电流检测,位置检测,速度检测等硬件电路... 详细信息

本文以TMS320F2812为控制器,以四相8/6型开关磁阻电机(SRM)为控制对象,设计了一种性能优良的具有故障诊断功能的开关磁阻电机调速系统。本文介绍了开关磁阻电机调速系统的工作原理,包括功率变换器,电流检测,位置检测,速度检测等硬件电路,并重点分析了系统的故障运行情况。最后给出了实验波形,说明开关磁阻电机具有良好的容错性能。

关键词：开关磁阻电机功率变换器 DSP 故障诊断