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The Low-Frequency Oscillation Restrain Method Research of Converter-Fed Multi-Phase Induction Motor Propulsion system

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Engineering（科研） 2015年第5期7卷 272-284页

作者： Haiyan Zeng mingzhong qiao Peng Zhu College of Electric Engineering Naval University of Engineering Wuhan China

The inverter-fed induction motor drive system may become unstable at low frequencies and light load, and phase current and speed of the induction motor may oscillate periodically, which will threaten safety and reliability of the system. This paper chooses nine-phase induction motor simulated propulsion system as the research object, small disturbance model of three-phase induction motor is built, and average equivalent model of the converter is built by introducing switch function. On the basis above, small disturbance mathematic model of the whole system is obtained. As for the limitation of parameters adjustment method of restrain low-frequency oscillation, the restrain method combining current close-loop with dead-time compensation is put forward. Finally, the proposed restrain method is verified respectively on the built simulation and experimental analogue platform. And the simulation and experimental results indicate that the proposed method can not only satisfy the requirement of low-frequency oscillation restraining, but also be expanded widely, and the stability of the system can get improved greatly.

关键词： Induction Motor Propulsion System Low Frequency Oscillation Small Disturbance Model Restrain Method

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气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响

国防科技大学学报 2023年第3期45卷 92-98页

作者：乔鸣忠卢希浩张弛海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪... 详细信息

针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,在利用解析法的基础上排出力波表,确定了主要噪声源。为了探究气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响,建立了气隙磁密及径向力波的数学模型,并通过遗传算法求解了电机气隙磁密3次谐波的最佳幅值。分析结果显示,提高气隙磁密正弦性不一定能够降低电机振动噪声,气隙磁密3次谐波在一定范围内存在最优值使得电机振动噪声最小。分析结果为低噪声电机的设计提供了参考依据。

关键词：气隙磁密谐波永磁同步电机遗传算法振动噪声

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船用逆变电源两级死区补偿控制策略

船舶工程 2022年第S1期44卷 398-402页

作者：李涛乔鸣忠宋庆国武昌首义学院机电与自动化学院武汉430064 海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对舰船用电设备对高品质逆变电源的需求,研究了逆变电源的死区补偿技术。阐述了主电路的数学模型和三闭环控制方案,分析了死区产生的原因和导致的死区效应。针对单级死区补偿技术在负载变化时所残留的死区效应,提出包含载波级和基波... 详细信息

针对舰船用电设备对高品质逆变电源的需求,研究了逆变电源的死区补偿技术。阐述了主电路的数学模型和三闭环控制方案,分析了死区产生的原因和导致的死区效应。针对单级死区补偿技术在负载变化时所残留的死区效应,提出包含载波级和基波级的两级死区补偿控制策略。试验结果表明,建立的两级死区补偿控制策略不但使逆变电源能保持良好的静态和动态响应特性,还能进一步降低输出谐波,优化波形质量。

关键词：单相H桥船用逆变电源闭环控制死区补偿

基于SPWM与SVPWM的目标随优PWM算法

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中国电机工程学报 2012年第S1期32卷 203-209页

作者：李涛张晓锋张侨乔鸣忠海军工程大学电气工程系湖北省武汉市430033 华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

通过对总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)的分析,证明基于最小THD的多电平脉宽调制(pulse widthmodulation,PWM)电平选择策略的存在。进一步对多相多电平PWM进行THD最优化分析,建立与相数、电平数及单相目标波形的具体形式... 详细信息

通过对总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)的分析,证明基于最小THD的多电平脉宽调制(pulse widthmodulation,PWM)电平选择策略的存在。进一步对多相多电平PWM进行THD最优化分析,建立与相数、电平数及单相目标波形的具体形式无关的目标随优PWM算法。将所得结论应用于正圆形目标轨迹,论证空间矢量脉宽调制最优算法和零矢量对称分配方案的本质,揭示多相PWM中谐波注入应遵循的普遍规律。从理论推导、数值仿真和实验3个方面对算法进行检验,检验结果证明了所做结论的理论正确性和应用广泛性。

关键词：目标随优脉宽调制正弦脉宽调制空间矢量脉宽调制载波脉宽调制逆变器

Halbach结构永磁电机的电磁振动与噪声分析

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电气传动 2023年第4期53卷 15-22页

作者：卢希浩乔鸣忠张弛海军工程大学电气工程学院湖北武汉430000

针对转子为Halbach结构的永磁电机进行额定功率下的电磁振动和噪声分析,建立了永磁电机径向力波的解析表达式,并分析了引起振动和噪声的两类主要力波,通过解析法确定了电机的主要噪声源。为了表征Halbach结构电机的电机特点及其振动噪... 详细信息

针对转子为Halbach结构的永磁电机进行额定功率下的电磁振动和噪声分析,建立了永磁电机径向力波的解析表达式,并分析了引起振动和噪声的两类主要力波,通过解析法确定了电机的主要噪声源。为了表征Halbach结构电机的电机特点及其振动噪声性能,比较了Halbach结构和普通径向充磁结构的两台电机,针对这两台电机分别进行气隙磁密的分析,以及振动和噪声的比较。对比分析结果表明,Halbach结构的永磁电机转子轭部更薄,重量更轻,气隙磁密正弦度更高。但由于径向气隙磁密3次谐波含量的不同,Halbach结构永磁电机的主要激振频率下的振动加速度幅值相比传统径向充磁结构的永磁电机高出9.56%,总声压级高出0.65 dB。分析结果为机泵一体化装备的电机选择和设计提供了研究基础。

关键词： Halbach结构充磁传统径向充磁永磁同步电机振动噪声

基于零序信号注入的载波型多相PWM控制技术

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电工技术学报 2009年第2期24卷 127-131页

作者：于飞张晓锋乔鸣忠海军工程大学电气与信息工程学院武汉430033

针对直接计算式多相空间矢量PWM(SVPWM)算法复杂、难于拓展的问题,提出了一种基于零序信号注入的载波型多相逆变器PWM控制方法,该方法通过在正弦参考波中叠加一定的零序分量来改善PWM波的特性,实现了与高性能SVPWM同样的控制性能。分析... 详细信息

针对直接计算式多相空间矢量PWM(SVPWM)算法复杂、难于拓展的问题,提出了一种基于零序信号注入的载波型多相逆变器PWM控制方法,该方法通过在正弦参考波中叠加一定的零序分量来改善PWM波的特性,实现了与高性能SVPWM同样的控制性能。分析了该方法的基本原理,推导了零序分量的变化范围,并给出了几种具有不同输出特性的零序信号实现方法。理论分析和实验结果表明,这种基于载波调制的多相PWM控制方法具有实现简单、综合性能好、易于拓展的特点。

关键词：多相逆变器载波型PWM 零序信号谐波

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基于磁动势平衡分析的多相感应电机容错控制

电工技术学报 2019年第A1期34卷 62-69页

作者：朱鹏乔鸣忠于飞魏永清海军工程大学电气工程学院

变频器供电的多相感应电机系统中,由电力电子器件损坏造成的绕组开路是一种常见故障,而多相电机系统可以利用其冗余性高等特点,采用容错控制使多相感应电机在出现绕组开路故障时继续平稳运行。本文通过对五相感应电机缺相前后磁动势的... 详细信息

变频器供电的多相感应电机系统中,由电力电子器件损坏造成的绕组开路是一种常见故障,而多相电机系统可以利用其冗余性高等特点,采用容错控制使多相感应电机在出现绕组开路故障时继续平稳运行。本文通过对五相感应电机缺相前后磁动势的对比分析,得到转矩脉动最小时剩余各相绕组中电流必须满足的条件,在此基础上,建立电机缺相后的模型方程,提出基于磁动势平衡分析的容错控制方法。对所提方法分别进行仿真和实验验证。实验结果表明,由于该方法充分考虑了基波和3次谐波之间相耦合带来的影响,可以大大减小缺相后的转矩脉动。

关键词：多相感应电机磁动势平衡磁场耦合转矩脉动容错控制

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“电力电子技术”课程挑战式综合实验设计

电气电子教学学报 2023年第2期45卷 204-207页

作者：于飞乔鸣忠黄雅鑫海军工程大学电气工程学院武汉430033

秉承以学生“学”为中心的教学理念,满足差异化的教学需求,针对“电力电子技术”课程实验教学中存在的实验设置无差异,学生动手、思考不足等问题,提出了挑战式实验设计方法:精选能够涵盖“电力电子技术”课程知识体系与实验要素的典型... 详细信息

秉承以学生“学”为中心的教学理念,满足差异化的教学需求,针对“电力电子技术”课程实验教学中存在的实验设置无差异,学生动手、思考不足等问题,提出了挑战式实验设计方法:精选能够涵盖“电力电子技术”课程知识体系与实验要素的典型实验电路,提出多层次、多梯度的实验内容设计,使实验完成的挑战性逐级升高。该实验设计方法不但满足了不同能力学生的差异化教学需求,还充分锻炼了学生的自主学习能力、动手能力和创新能力。

关键词：电力电子技术综合实验实验教学挑战式教学

矩阵变换器调制策略的同一性研究及其载波实现

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中国电机工程学报 2013年第18期33卷 30-39,18页

作者：蔡巍张晓锋乔鸣忠何必朱鹏海军工程大学电气工程学院湖北省武汉市430033 中船重工704研究所上海市徐汇区200001

矩阵变换器的调制策略复杂且方法众多。为便于对其各自的输入输出性能进行比较与优化,采用零序矩阵与旋转变换,将矩阵变换器任意调制策略化简为坐标系下的二阶矩阵,通过矢量计算给出通解,并利用双调制波–载波方式可以灵活改变开关顺序... 详细信息

矩阵变换器的调制策略复杂且方法众多。为便于对其各自的输入输出性能进行比较与优化,采用零序矩阵与旋转变换,将矩阵变换器任意调制策略化简为坐标系下的二阶矩阵,通过矢量计算给出通解,并利用双调制波–载波方式可以灵活改变开关顺序的优点,得到矩阵变换器的通用调制策略。将此调制策略与传统的AV调制、空间矢量调制、双电压调制进行比较,给出任意功率因数下,三种算法的零序矩阵、旋转矩阵与开关切换特点,并利用载波予以实现。针对双电压调制法可以抵抗电网扰动,在旋转矩阵中予以分析比较,说明该优点是矢量实时计算的结果。仿真与实验结果验证了算法的正确性。

关键词：矩阵变换器通用调制策略零序矩阵载波调制