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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2022年第3期10卷 678-688页

作者： Zhongwen Li Zhiping Cheng jikai si Shuhui Li School of Electrical Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001China Department of Electrical and Computer Engineering The University of AlabamaTuscaloosaAL 35487USA

This paper proposes a novel distributed event-triggered secondary control method to overcome the drawbacks of primary control for direct current(DC)*** eventtriggered distributed communication,the proposed control method can achieve system-wide control of parallel distrubted generators(DGs)with two main control objectives:①estimate the average bus voltage and regulate it at the nominal value;②achieve accurate current sharing among the DGs in proportion to their power output ***,the proposed control strategy can be implemented in a distributed way that shares the required tasks among the ***,it shows the advantages of being flexible and ***,this paper proposes a simple event-triggered condition that does not need extra state ***,limited communication among neighbors is required only when the event-triggered condition is satisfied,which significantly reduces the communication burden at the cyber layer.

关键词： Direct current(DC)microgrid droop control event-triggered secondary control distributed consensus load sharing

The Characteristics Analysis and Cogging Torque Optimization of a Surface-Interior Permanent Magnet Synchronous Motor

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Chinese Journal of Electrical Engineering 2018年第4期4卷 41-47页

作者： jikai si Suzhen Zhao Lufeng Zhang Ruiwu Cao Wenping Cao College of Electric Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450000China School of Electrical Engineering and Automation Henan Polytechnic UniversityJiaozuo 454003China School of Automation Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China School of Engineering and Applied Science Aston University Birmingham B47ETUK

This paper proposes optimal stator skewed slot analytical method for cogging torque reduction in surface-interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM)and analyzes the characteristics of *** series-parallel equivalent magnetic circuit models(EMCMs)of siPMSM is built based on the characteristics of magnetic circuits,which is used to design the basic electromagnetic parameters of *** expressions of cogging torque are derived from applying analytical *** skewed slot for cogging torque minimum is adopted,and the stator skewed slot pitch is confirmed based on the analytical expressions of the resultant cogging *** cogging torque,torque ripple,back electromotive force(back-EMF),power-angle characteristics,efficiency and power factor of siPMSM are analyzed by establishing 3-dimensional finite element model(3-D-FED)of siPMSM with stator skewed slot and straight *** is shown that the comprehensive performance of optimized siPMSM is improved as confirmed by finite element analysis and analytical calculation results.

关键词： Surface-interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM) cogging torque stator skewed slot three-dimensional finite element model(3-D-FED)

Multi-Objective Optimization of Surface-Mounted and Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Taguchi Method and Response Surface Method

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Chinese Journal of Electrical Engineering 2018年第1期4卷 67-73页

作者： jikai si Suzhen Zhao Haichao Feng Ruiwu Cao Yihua Hu School of Electrical Engineering and Automation Henan Polytechnic UniversityJiaozuo 454003China School of Automation Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China Department of Electrical Engineering and Electronics University of LiverpoolLiverpoolUK

The surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM)has the characteristics of multiple variables,strong coupling and *** order to improve the performance of siPMSM,this paper presents a multi-objective optimal design process using Taguchi and response surface methodology(RSM).The peak value of cogging torque(PVCT),ratio value of average torque and permanent magnet weight(RTW),torque ripple and back-EMF total harmonics distortion(ETHD)are selected as optimization *** experiment matrix is established by Taguchi method,and analyzed the tendency and proportion of the effect of the optimization parameters on siPMSM *** rules of choosing multi-objective optimization parameters are *** least-squares method is used to establish the optimal objective function,and RSM is used to obtain the resolutions of the optimization objective *** the initial performance with optimized performance verifies the effectiveness of the proposed method.

关键词： Surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM) multi-objective optimization Taguchi response surface methodology(RSM) least-square method

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两自由度直驱电机的研究现状及发展

电工技术学报 2013年第2期28卷 97-107页

作者：司纪凯司萌封海潮许孝卓河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454000

两自由度直驱电机具有直接驱动的特点,即不需要中间传动机构即直接驱动负载作直线、旋转或螺旋运动,大大减小设备体积,显著提高效率。两自由度直驱电机在需要复杂运动的动力系统如数控机床、机器人、雕刻机、汽车生产线、搅拌机、球形... 详细信息

两自由度直驱电机具有直接驱动的特点,即不需要中间传动机构即直接驱动负载作直线、旋转或螺旋运动,大大减小设备体积,显著提高效率。两自由度直驱电机在需要复杂运动的动力系统如数控机床、机器人、雕刻机、汽车生产线、搅拌机、球形阀等设备中,具有非常广阔的应用前景,受到学术界和工业界的广泛关注。目前典型的两自由度直驱电机大都属于感应电机、永磁电机或磁阻电机类型。设计理论采用"场化路"的解析法或有限元法,建立数学模型以及求解电磁场方程分析。本文通过参考国内外最新文献,分析了两自由度直驱电机的设计理论、控制方法和应用技术等方面的研究现状及发展概况,针对现有两自由度电机技术,提出一种新型的两自由度直驱感应电机(2-DOF DAIM)拓扑结构,阐述其工作原理及优点,讨论了未来两自由度直驱电机的发展方向。

关键词：两自由度直驱电机设计理论控制方法研究现状

Analysis of temperature field for a surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor adopting magnetic-thermal coupling method

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CES Transactions on Electrical Machines and Systems 2018年第1期2卷 166-174页

作者： jikai si Suzhen Zhao Haichao Feng Yihua Hu Wenping Cao School of Electrical Engineering and Automation Henan Polytechnic UniversityJiaozuoChina Department of Electrical Engineering and Electronics University of LiverpoolLiverpoolUK School of Electronics Electrical Engineering and Computer ScienceQueen’s University BelfastdNorthern IrelandUK

Aiming at obtaining high power density of surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM),it is important to accurately calculate the temperature field distribution of siPMSM,and a magnetic-thermal coupling method is *** magnetic-thermal coupling mechanism is *** thermal network model and finite element model are built by this method,*** effects of power frequency on iron losses and temperature fields are analyzed by the magnetic-thermal coupling finite element model under the condition of rated load,and the relationship between the load and temperature field is researched under the condition of the synchronous *** addition,the equivalent thermal network model is used to verify the magnetic-thermal coupling *** the temperatures of various nodes are *** results show that there are advantages in both computational efficiency and accuracy for the proposed coupling method,which can be applied to other permanent magnet motors with complex structures.

关键词： Equivalent thermal network method magnetic-thermal coupling method power frequency iron loss surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor(siPMSM) temperature field

磁极偏移法抑制表面-内置式永磁转子同步电机齿槽转矩分析

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煤炭学报 2017年第8期42卷 2181-2189页

作者：郭有权司纪凯司高杰许孝卓封海潮河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

针对所提出的表面-内置式永磁转子同步电机(siHPMSM)结构特点,建立不同充磁方式下siHPMSM的齿槽转矩解析模型。分析siHPMSM磁极偏移状态下整体和单个磁极的齿槽转矩解析公式,得到磁极整体偏移和磁极分组偏移的齿槽转矩优化方法。采用有... 详细信息

针对所提出的表面-内置式永磁转子同步电机(siHPMSM)结构特点,建立不同充磁方式下siHPMSM的齿槽转矩解析模型。分析siHPMSM磁极偏移状态下整体和单个磁极的齿槽转矩解析公式,得到磁极整体偏移和磁极分组偏移的齿槽转矩优化方法。采用有限元法计算siHPMSM在不同充磁方式下磁极偏移时的齿槽转矩,与实验样机测试结果进行对比,得出最优的齿槽转矩优化方案。对比分析优化前后电机反电势、电磁转矩、转矩波动、效率等性能参数,验证了所采用优化方法的正确性与合理性。

关键词：表面-内置式永磁转子同步电机齿槽转矩磁极偏移反电势电磁转矩

基于线圈子单元的永磁同步电机健康与定子绕组短路故障数学模型

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电工技术学报 2023年第4期38卷 957-969页

作者：高彩霞苗壮陈昊司纪凯吕珂河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 河南理工大学应急管理学院焦作454003 郑州大学电气工程学院郑州450001 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

针对相绕组为基本单元的永磁同步电机定子绕组短路故障数学模型,存在故障空间位置影响无法计及、不同短路故障需要重新建模,且无法研究健康状态时线圈对电机性能的贡献等问题,该文提出一种基于线圈子单元的永磁同步电机健康与定子绕组... 详细信息

针对相绕组为基本单元的永磁同步电机定子绕组短路故障数学模型,存在故障空间位置影响无法计及、不同短路故障需要重新建模,且无法研究健康状态时线圈对电机性能的贡献等问题,该文提出一种基于线圈子单元的永磁同步电机健康与定子绕组短路故障数学模型(APM)。首先,将每个线圈分割为多个线圈子单元,分别建立各子单元的电压、阻抗和空载反电动势等物理量的矩阵方程,利用基尔霍夫电压定律建立所有子单元的电压方程,建立电机的电磁功率和转矩方程。其次,利用有限元法和拟合法建立考虑槽内空间位置关系的线匝电感矩阵,通过矩阵变换得到计及位置信息的子单元电感矩阵。然后,在Matlab/simulink中建立APM的仿真模型和图形化界面,通过修改抽头编号及图形化界面中短路电阻模块的连接位置,计算电机健康和不同类型定子绕组短路故障下的电磁特性。最后,有限元仿真和实验结果验证了模型的正确性和准确性,表明APM不仅可以精细地分析健康状态时线圈对电机性能的贡献,也可以高效、准确地分析线圈内部不同位置短路故障对电机性能的影响。该文研究可以为永磁同步电机的设计、故障诊断和容错控制提供依据。

关键词：永磁同步电机数学模型线圈子单元定子绕组短路故障矩阵方程

直驱永磁同步电机均匀退磁性能分析和故障诊断

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煤炭学报 2018年第S2期43卷 615-622页

作者：高彩霞聂言杰司纪凯封海潮付子义河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 郑州大学电气工程学院河南郑州450001

均匀退磁是永磁同步电机的一种常见退磁故障类型,通过对永磁体不同退磁程度下的电机性能的分析,提出了反电动势(Back-EMF)回转半径法来诊断直驱永磁同步电机(DDPMSM)均匀退磁故障。利用时间延迟嵌入(TDE)技术得到其反电动势的差分相空... 详细信息

均匀退磁是永磁同步电机的一种常见退磁故障类型,通过对永磁体不同退磁程度下的电机性能的分析,提出了反电动势(Back-EMF)回转半径法来诊断直驱永磁同步电机(DDPMSM)均匀退磁故障。利用时间延迟嵌入(TDE)技术得到其反电动势的差分相空间图形的坐标数据,并建立了反电动势回转半径的模型。对一台不同运行速度和不同故障程度下的DDPMSM反电动势回转半径进行了仿真计算,得出退磁故障程度与回转半径成线性关系,并用最小二乘法拟合了退磁程度与回转半径和速度相关的数学方程。仿真结果证明,所提出的DDPMSM均匀退磁故障诊断方法的可行性和有效性。

关键词：直驱永磁同步电机(DDPMSM) 均匀退磁反电动势(Back-EMF) 回转半径时间延迟嵌入(TDE)技术最小二乘法

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三种转子结构的永磁同步电机磁场比较研究

微电机 2012年第3期45卷 14-17页

作者：殷战稳司纪凯河南城建学院电气与电子工程系河南平顶山467036 河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作市454003

针对面贴式和内置式永磁电机的各自特点,提出一种两者混合的永磁电机转子新结构。采用有限元法建立面贴式、内置式及混合拓扑结构的永磁电机模型,计算三种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律、一极距内气隙磁感应强度幅值分... 详细信息

针对面贴式和内置式永磁电机的各自特点,提出一种两者混合的永磁电机转子新结构。采用有限元法建立面贴式、内置式及混合拓扑结构的永磁电机模型,计算三种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律、一极距内气隙磁感应强度幅值分布及磁感应强度的云图分布,提出新型结构的永磁电机在气隙磁场分布上更接近正弦的结论,为此电机的设计、运行等提供理论基础。

关键词：永磁同步电机面贴式永磁内置式永磁混合拓扑结构磁场分析

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永磁直线同步电机应用现状综述

微电机 2012年第1期45卷 76-80页

作者：殷战稳司纪凯河南城建学院电气与电子工程系河南平顶山467036 河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

永磁直线同步电机(PMLSM)为核心的动力系统具有结构简单,推力体积比大,效率高,定位精确等优点,因此PMLSM的使用范围遍及工业运输系统、办公自动化及军事领域等。本文从数控机床、航空母舰飞机推动器、驱动火箭发射装置、电磁炮、水平运... 详细信息

永磁直线同步电机(PMLSM)为核心的动力系统具有结构简单,推力体积比大,效率高,定位精确等优点,因此PMLSM的使用范围遍及工业运输系统、办公自动化及军事领域等。本文从数控机床、航空母舰飞机推动器、驱动火箭发射装置、电磁炮、水平运输驱动系统及垂直提升系统等方面阐述了永磁直线同步电机在其领域的发展应用现状。

关键词：永磁直线同步电机数控机床军事领域运输系统