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Design and Analysis of a Magnetic Bearings with Three Degrees of Freedom

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2019年第1期32卷 142-151页

作者： Ye Yuan Yukun Sun qianwen xiang School of Electrical and Information Engineering Jiangsu University College of Electrical Engineering Nanjing Institute of Technology

The current research of supporting and transmission system in flywheel energy storage system(FESS) focuses on the low consumption design. However, friction loss is a non-negligible factor in the high-speed but lightweight FESS energy and momentum storage with mechanical-type supporting system. In order to realize the support system without mechanical loss and to maximize the e ciency of the flywheel battery, a permanent magnet biased magnetic bearings(PMBMB) is applied to the FESS with the advantages of low loss, high critical speed, flexible controllability and compact structure. In this frame, the relevant research of three degrees of freedom(3-DOF) PMBMB for a new type FESS is carried out around the working principle, structural composition, coupling characteristics analysis, mathematical model, and structural design. In order to verify the performance of the 3-DOF PMBMB, the radial force mathematical model and the coupling determination equations of radial two DOF are calculated according to an equivalent magnetic circuit, and radial–axial coupling is analyzed through finite element analysis. Moreover, a control system is presented to solve the control problems in practical applications. The rotor returns to the balanced position in 0.05 s and maintains stable suspension. The displacement fluctuation is approximately 40 μm in the y direction and 30 μm in the x direction. Test results indicate that the dynamic rotor of the proposed flywheel energy storage system with PMBMB has excellent characteristics, such as good start-of-suspension performance and stable suspension characteristics. The proposed research provides the instruction to design and control a low loss support system for FESS.

关键词： Flywheel energy storage system Magnetic bearings Degrees of freedom Coupling Finite element analysis

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农村空心化背景下的农业雇工现状与特征简析

中国农业资源与区划 2016年第11期37卷 -页

作者：向倩雯成都文理学院管理学院四川成都610000

农村大量青壮劳动力进入城市逐步形成空心化,与农忙时节的农村劳动力供给不足形成鲜明矛盾。文章在对广东省阳东县大沟镇、河南省原阳县葛埠口乡葛庄村以及四川省西充县黄竹坝村等地进行实地调研的基础上,结合2014年4月社会资源研究所... 详细信息

农村大量青壮劳动力进入城市逐步形成空心化,与农忙时节的农村劳动力供给不足形成鲜明矛盾。文章在对广东省阳东县大沟镇、河南省原阳县葛埠口乡葛庄村以及四川省西充县黄竹坝村等地进行实地调研的基础上,结合2014年4月社会资源研究所发布的关于中国农业雇工现状的报告,从对农村空心化背景下的农业雇工现状的研究中发现我国广大农村地区存在雇工难、雇工费用上涨等现象,接着对这种现象的成因进行分析农业规模化和产业化对劳动力需求增加、失地农民数量增加及农民观念的转变,并通过文献研究与个案分析相结合的方法,揭示了空心化背景下农业雇工的特征即:农村空心化使农业雇工具有技能水平低、年龄性别失衡、易季节性失业、权益难以保障、工作成本高等特征,最后从加强业务培训、细化生产环节、加强社会保障3个方面提出建议以保障空心化背景下农业雇工的健康发展。

关键词：农村空心化农业雇工现状农业雇工费用农业雇工特征农村劳动力流失

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一种减小磁悬浮开关磁阻电机损耗的新方法

江苏大学学报（自然科学版） 2012年第6期33卷 684-689页

作者：项倩雯孙玉坤嵇小辅江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 南京工程学院江苏南京211167

为满足飞轮储能、生物、医疗等应用领域对磁悬浮电机低功耗运行、温升小的性能要求,提出一种减小磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)运行损耗的新方法.基于麦克斯韦应力法,建立转子偏心时的悬浮力与转矩模型,利用有限元方法验证该模型的有效性与... 详细信息

为满足飞轮储能、生物、医疗等应用领域对磁悬浮电机低功耗运行、温升小的性能要求,提出一种减小磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)运行损耗的新方法.基于麦克斯韦应力法,建立转子偏心时的悬浮力与转矩模型,利用有限元方法验证该模型的有效性与精确性.分析转子偏心对悬浮电流与转矩的影响,构建电机铜损耗与铁心损耗模型,并建立了控制系统,利用Matlab软件对BSRM在不同转子稳定平衡位置下的铜损耗、铁心损耗和平均转矩进行仿真比较.结果表明,当转子稳定平衡位置偏心50μm时,BSRM铜损耗和铁心损耗分别降低15.5%和10.8%,同时平均转矩增加4.8%;在BSRM稳定悬浮运行区间内,通过转子的偏心控制可以实现BSRM稳定可靠的低损耗运行.

关键词：开关磁阻电机无轴承电机悬浮力偏心损耗

8/6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机建模与分析

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微电机 2014年第6期47卷 9-14页

作者：嵇小辅马滔项倩雯江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

针对传统双绕组磁悬浮开关磁阻电机绕组数量较多,电机结构复杂的特点,研究了一种8/6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机,每个定子极上只有一套绕组且相互独立。分析了电机的运行机理和导通策略,基于等效磁路法推导了绕组自感和互感模型。为克... 详细信息

针对传统双绕组磁悬浮开关磁阻电机绕组数量较多,电机结构复杂的特点,研究了一种8/6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机,每个定子极上只有一套绕组且相互独立。分析了电机的运行机理和导通策略,基于等效磁路法推导了绕组自感和互感模型。为克服建模困难,提出了一种基于辅助函数的数学建模新方法,运用查表法建立了电机径向力和转矩的数学模型,大大提高了模型的实用性。用有限元分析验证了数学模型的准确性,为电机的进一步研究奠定了理论基础。

关键词：磁悬浮开关磁阻电机单绕组辅助函数数学模型有限元分析

内嵌式永磁同步电动机弱磁控制分段线性化研究

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电工技术学报 2015年第24期30卷 17-22页

作者：陈坤华孙玉坤吉敬华项倩雯江苏大学电气信息工程学院镇江212013

在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和... 详细信息

在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和控制方程。线性化后的弱磁控制策略节省了电动机工作点计算时间,提高了系统实时性能,可实现最大转矩输出。结果表明,分段线性化弱磁控制策略使内嵌式永磁同步电动机在宽调速范围内获得了更好的调速性能,电动机可控性和可靠性增强。

关键词：内嵌式永磁同步电动机弱磁控制分段线性化调速数学模型

单绕组磁悬浮开关磁阻电机无径向位移传感器控制

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电工技术学报 2013年第8期28卷 259-267页

作者：项倩雯孙玉坤嵇小辅张新华江苏大学电气信息工程学院镇江212013 南京工程学院电力工程学院南京211167

为实现单绕组磁悬浮开关磁阻电机的高性能径向位移自检测,研究一种基于自适应相关向量机的无径向位移传感器控制策略。基于相关向量机回归理论,将电机在有位移传感器运行条件下获得的磁链、电流、转角和位移作为样本数据,通过对样本数... 详细信息

为实现单绕组磁悬浮开关磁阻电机的高性能径向位移自检测,研究一种基于自适应相关向量机的无径向位移传感器控制策略。基于相关向量机回归理论,将电机在有位移传感器运行条件下获得的磁链、电流、转角和位移作为样本数据,通过对样本数据的训练与学习,构建电机转子径向位移的非线性相关向量机预测模型。针对电机不同运行状态下的样本特性,提出了优化相关向量机模型参数的自适应算法,以进一步提高预测模型的泛化能力和估计精度。针对三相12/8极实验样机,设计闭环控制系统,开展相关的仿真和实验研究。结果表明所设计控制策略在仿真和实验条件下均能正确地估计出单绕组磁悬浮开关磁阻电机的转子径向位移,且实时性较好、预测精度较高。

关键词：单绕组磁悬浮开关磁阻电机相关向量机自适应算法无位移传感器

一种动圈式磁悬浮永磁平面电机实时电流分配策略

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中国电机工程学报 2013年第6期33卷 144-152,20页

作者：张新华孙玉坤项倩雯杨泽斌江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

研究永磁平面电机三相线圈在Halbach型永磁阵列中所受推力/转矩的数学模型,针对磁悬浮平面电机具有6个运动自由度的特点,提出了产生悬浮力和水平推力的实时电流控制策略。该策略根据期望的悬浮力和水平推力可以方便地确定线圈阵列中各... 详细信息

研究永磁平面电机三相线圈在Halbach型永磁阵列中所受推力/转矩的数学模型,针对磁悬浮平面电机具有6个运动自由度的特点,提出了产生悬浮力和水平推力的实时电流控制策略。该策略根据期望的悬浮力和水平推力可以方便地确定线圈阵列中各线圈中的电流,避免了矩阵求逆运算,运算简单、便捷,可以满足运动控制实时性需要,而且每个单元中三相线圈电流之和等于0,从而简化了驱动电路,减低了硬件成本。在此基础上,分别对悬浮力和水平推力电流分配方式进行了有限元仿真,仿真结果验证了电流分配策略的正确性。

关键词：永磁平面电机磁悬浮实时电流分配永磁阵列

Calculation of BSRM’s Inductance with PSO-BPNN

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Calculation of BSRM’s Inductance with PSO-BPNN

Modeling Inductance for Bearingless Switched Reluctance Motor based on PSO-LSSVM

第三十届中国控制会议

作者： xiang qianwen,ZHANG Xinhua,SUN Yukun College of Electronic and Information Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,P.R.China

＜正＞Inductance characteristic has a great effect on bearingless switched reluctance motor（BSRM） control which is difficult to solve *** swarm optimization（PSO） is used in back propagation neural network（BPNN） inductance model. When the BPNN is trained with sufficient samples,PSO is applied to optimize weights of *** the PSO-BPNN model of inductance and evaluating performances of the proposed model by error *** results demonstrate that PSO-BPNN inductance models perform satisfactory forecast accuracy and convergent speed.

关键词： bearingless switched reluctance motor back propagation neural network particle swarm optimization inductance characteristic PSO-BPNN

来源： cnki会议评论

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Modeling Inductance for Bearingless Switched Reluctance Moto...