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单相交流输入的无电解电容抽头电感单级升压逆变器在交流调速系统中的应用

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中国电机工程学报 2014年第12期34卷 1836-1843页

作者：周玉斐黄文新赵健伍南京航空航天大学江苏省南京市210016

研究将无电解电容的单级升压逆变技术应用于变频调速系统。采用的抽头电感单级升压逆变器(tapped-inductor single-stage boost inverter,TISSBI)包含由1个抽头电感和2个二极管构成的无源网络,通过调节直通占空比和电感抽头的位置,能够... 详细信息

研究将无电解电容的单级升压逆变技术应用于变频调速系统。采用的抽头电感单级升压逆变器(tapped-inductor single-stage boost inverter,TISSBI)包含由1个抽头电感和2个二极管构成的无源网络,通过调节直通占空比和电感抽头的位置,能够实现单级升降压功能。将无电解电容的TISSBI应用于单相输入的变频调速系统,实现抗电网电压跌落、母线脉动抑制和提高输入功率因数的功能。用实验验证了理论分析方法的可行性。

关键词：无电解电容单级升压逆变器单相输入输入功率前馈谐波注入

变频交流发电系统双定子绕组异步发电机短路瞬态分析

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航空学报 2017年第8期38卷 155-166页

作者：庄圣伦黄文新卜飞飞苏宁南京航空航天大学自动化学院南京210016

航空变频交流电源发电机突然短路是一种常见的故障情况,其瞬变过程值得展开深入研究。针对用于航空变频交流发电系统的双定子绕组异步发电机(DWIG),分析了两套绕组同时发生对称突然短路的情况,运用解析法给出了短路电流的衰减规律,最大... 详细信息

航空变频交流电源发电机突然短路是一种常见的故障情况,其瞬变过程值得展开深入研究。针对用于航空变频交流发电系统的双定子绕组异步发电机(DWIG),分析了两套绕组同时发生对称突然短路的情况,运用解析法给出了短路电流的衰减规律,最大短路电流计算公式及到达时刻。研究结果表明,DWIG在短路时定子绕组中将产生两个直流衰减分量和一个旋转衰减分量,分别对应两套定子绕组和转子的影响,其瞬态电抗的形式与带阻尼绕组的同步电机直轴超瞬变电抗类似,并与瞬态电流的峰值成反比关系,分析表明DWIG短路电流的峰值小于同步发电机。所得的结果能够有助于深入理解DWIG的瞬态特性,获得的解析公式有助于对发电机突然短路电流进行估算,辅助发电机电磁设计,可以为发电系统保护单元和控制器的设计提供理论参考。

关键词：变频交流电源双定子绕组异步发电机(DWIG) 瞬态分析拉普拉斯变换解析法

定子双绕组异步发电机航空变频交流发电系统不对称运行性能分析

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航空学报 2014年第12期35卷 3415-3424页

作者：庄圣伦黄文新卜飞飞苏宁南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

在航空变频交流电(AC)源中,为保证机载用电设备的正常工作,发电系统应具备适应不对称负载的能力。为了分析基于定子双绕组异步电机(DWIG)的变频交流发电系统带不对称负载运行的性能,提出了一种负载多端口网络不对称分析方法。首先,推导... 详细信息

在航空变频交流电(AC)源中,为保证机载用电设备的正常工作,发电系统应具备适应不对称负载的能力。为了分析基于定子双绕组异步电机(DWIG)的变频交流发电系统带不对称负载运行的性能,提出了一种负载多端口网络不对称分析方法。首先,推导出三相四线制不对称负载的多端口网络等效电路;其次,将其与DWIG的正序、负序和零序等效电路结合,建立完整的DWIG不对称运行的等效模型;最后,根据该模型列写相应的方程并进行求解,最终得到DWIG不对称运行时的输出电压。基于该分析方法,可实现对该发电系统带不对称负载运行性能的定量分析,并得到了电机参数对于输出电压不对称度的影响。样机计算结果与实验结果较一致,验证了DWIG具有较强的带不对称负载的能力。

关键词：变频交流电源定子双绕组不对称运行负载多端口网络对称分量法

圆筒型反向式横向磁通直线电机定位力补偿二阶自抗扰控制器位置控制

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电工技术学报 2021年第11期36卷 2365-2373页

作者：董顶峰黄文新卜飞飞黄维康姜文南京埃斯顿自动化股份有限公司南京211106 南京航空航天大学自动化学院南京211106

为减小定位力、摩擦力及负载等扰动对圆筒型反向式横向磁通直线电机(TRTFLM)位置控制性能的影响,提出一种定位力补偿二阶自抗扰控制器(ADRC)。首先,给出该电机的基本结构与运行原理,并对其定位力产生机理、数学模型及谐波分量进行分析;... 详细信息

为减小定位力、摩擦力及负载等扰动对圆筒型反向式横向磁通直线电机(TRTFLM)位置控制性能的影响,提出一种定位力补偿二阶自抗扰控制器(ADRC)。首先,给出该电机的基本结构与运行原理,并对其定位力产生机理、数学模型及谐波分量进行分析;其次,基于该电机的数学模型,将位置环与速度环进行并联设计,构建位置环二阶ADRC,提高了TRTFLM位置控制的抗扰性能及跟踪性能;在此基础上,将定位力模型嵌入至扩张状态观测器(ESO)中,实现对二阶ADRC的优化,进一步提高了位置控制跟踪性能;最后,实验表明该控制方案的可行性和有效性。

关键词：圆筒型反向式横向磁通直线电机定位力自抗扰控制位置控制

直接转矩控制电励磁同步电机初始转子位置估计

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电工技术学报 2007年第12期22卷 55-60页

作者：周扬忠胡育文黄文新福州大学电气工程与自动化学院福州350108 南京航空航天大学航空电源科技重点实验室南京210016

针对电励磁同步电机直接转矩控制系统一般无定子端电压检测通道特点提出了一种估计初始转子位置角方法。要求在定子绕组三相短路和转子绕组通入正弦交流电流(或直流脉动电流)情况下利用系统中已有的电流传感器检测定子感应电流及转子电... 详细信息

针对电励磁同步电机直接转矩控制系统一般无定子端电压检测通道特点提出了一种估计初始转子位置角方法。要求在定子绕组三相短路和转子绕组通入正弦交流电流(或直流脉动电流)情况下利用系统中已有的电流传感器检测定子感应电流及转子电流。利用测得的定子电流和转子电流在初始转子位置估计坐标系中建立与位置角估计误差相关的误差函数,该函数值送到PI调节器输入端,稳态时PI输出稳定的初始转子位置角估计值。实验结果表明初始转子位置角(机械角)实际值与估计值线性度较好,估计误差最大值在±2°内,满足直接转矩控制系统起动要求;任意初始转子位置角情况下,系统均能以最大给定转矩快速起动。

关键词：电励磁同步电机直接转矩控制初始转子位置

电力作动器中永磁容错电机及其控制系统的发展

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航空学报 2008年第1期29卷 149-158页

作者：郝振洋胡育文黄文新南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室江苏南京210016

详细分析了电力作动器中永磁电机及其控制系统的不同容错方案,并进行了总结比较,指出了各个方案的优缺点。同时建立了六相十极永磁容错电机的有限元仿真模型,利用有限元矢量磁位法对该模型进行了静态和瞬态电磁场的仿真分析。通过有限... 详细信息

详细分析了电力作动器中永磁电机及其控制系统的不同容错方案,并进行了总结比较,指出了各个方案的优缺点。同时建立了六相十极永磁容错电机的有限元仿真模型,利用有限元矢量磁位法对该模型进行了静态和瞬态电磁场的仿真分析。通过有限元计算表明,发生断路或短路相的电枢绕组对其他相绕组几乎没有电磁影响,因此,六相十极永磁容错电机具有很强的磁隔离和故障隔离能力。

关键词：电力作动器有限元分析永磁容错电机磁隔离故障隔离

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异步电机起动/发电系统的研究

电工技术学报 2006年第5期21卷 7-13页

作者：胡育文黄文新张兰红南京航空航天大学航空电源重点实验室 210016

简述了国民经济各个领域对异步电机发电和起动/发电技术的需求。结合对18kW某起动/发电系统的研究工作,阐述了异步电机起动/发电系统中的三个关键技术:异步电机发电的瞬时转矩控制技术、起动和发电的系统综合设计技术、宽转速范围内提... 详细信息

简述了国民经济各个领域对异步电机发电和起动/发电技术的需求。结合对18kW某起动/发电系统的研究工作,阐述了异步电机起动/发电系统中的三个关键技术:异步电机发电的瞬时转矩控制技术、起动和发电的系统综合设计技术、宽转速范围内提供恒压电功率技术。这些关键技术使系统大大提高了发电的动静态品质和起动性能。例如:输出电压在突加突卸71%的额定负载时,电压变化小于8V,恢复时间仅为10ms,大大低于美军标恢复时间20～30ms的规定;。这些初步的研究成果显示了异步电机一旦和现代电力电子技术控制理论相结合,将会获得许多优良的品质。异步电机发电技术和起动/发电技术将会在飞机、坦克、装甲车等国防工业中,在混合动力汽车民用工业中,在风力发电中得到广泛应用,是对国民经济影响较大、值得关注的技术。

关键词：异步电机起动/发电系统瞬时转矩控制技术

基于直接转矩控制电励磁同步电机转子励磁电流控制策略

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南京航空航天大学学报 2007年第4期39卷 429-434页

作者：周扬忠胡育文黄文新南京航空航天大学航空科技航空电源重点实验室

同步电机转子励磁电流控制方式直接影响电机的运行特性。针对直接转矩控制电励磁同步电机提出一种全速度范围内转子励磁电流优化控制策略,它直接利用转矩给定和定子磁链给定计算出转子励磁电流给定值。仿真和实验结果表明:额定转速以下... 详细信息

同步电机转子励磁电流控制方式直接影响电机的运行特性。针对直接转矩控制电励磁同步电机提出一种全速度范围内转子励磁电流优化控制策略,它直接利用转矩给定和定子磁链给定计算出转子励磁电流给定值。仿真和实验结果表明:额定转速以下转子励磁电流较小,降低了转子绕组的发热;额定转速以上转子励磁电流较大,提高了电机负载能力;恒转矩区和恒功率区之间转换不需要设定过渡区,过渡平滑;全速度范围内电机的外功率因数均近似等于1。

关键词：电励磁同步电机直接转矩控制(DTC) 转子励磁电流功率因数

基于定子电流矫正的异步电机间接定子磁场定向控制

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电工技术学报 2016年第23期31卷 31-37页

作者：邵佳俊黄文新杨驹丰杨璐南京航空航天大学自动化学院南京210016

提出一种基于定子电流误差的间接定子磁场定向矫正控制方法。分析了定子dq轴电流以及定子磁链的关系,推算出q轴电流对定子磁场的去磁分量,在负载变化时加大d轴电流补偿该分量,实现定子电流dq轴分量的分解。采用了磁链开环的矢量控制,避... 详细信息

提出一种基于定子电流误差的间接定子磁场定向矫正控制方法。分析了定子dq轴电流以及定子磁链的关系,推算出q轴电流对定子磁场的去磁分量,在负载变化时加大d轴电流补偿该分量,实现定子电流dq轴分量的分解。采用了磁链开环的矢量控制,避免了传统磁场定向矢量控制在低速时磁场观测的复杂性和不准确性。然而为保证磁场定向的准确性,提出了基于定子电流误差的磁场定向矫正方法,通过分析磁场定向的超前和滞后时dq轴给定电流和反馈电流的关系,补偿到q轴电流,进而改变转差来弥补磁场定向不准带来的误差。最后,搭建了异步电机Matlab仿真模型和实验平台,结果表明,磁场定向在稳态运行和电机参数变化时有良好的矫正效果,保证控制系统的静、动态性能。

关键词：间接定子磁场定向去磁分量定子电流误差磁场定向矫正