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电工技术学报 2023年第17期38卷 4621-4632页

作者：包振葛健徐伟张娅平李伟业林国斌苏诗湖刘智成袁文烨强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 襄阳中车电机技术有限公司襄阳441047 磁浮交通工程技术研究中心(同济大学) 上海201804 中车株洲电机有限公司株洲412001 广州地铁集团有限公司广州510330 株洲中车时代电气股份有限公司株洲412001

同心笼次级直线双馈电机是由无刷双馈感应电机演变而来的一种新型直线电机,在城市轨道交通中具有良好的应用前景。然而,因初级铁心开断导致的静态端部效应,电机绕组中含有较大的负序电流和直接耦合电流。针对该问题,该文提出了一种基于... 详细信息

同心笼次级直线双馈电机是由无刷双馈感应电机演变而来的一种新型直线电机,在城市轨道交通中具有良好的应用前景。然而,因初级铁心开断导致的静态端部效应,电机绕组中含有较大的负序电流和直接耦合电流。针对该问题,该文提出了一种基于脉振电压矢量前馈和静态端部效应电流抑制的补偿策略。首先,分析了静态端部效应在初级绕组中产生的谐波电流成分,推导了产生静态端部效应电流的脉振电动势,并采用脉振电压矢量前馈对其进行抑制;然后,基于混合二阶-三阶广义积分器及瞬时对称分量法,将各频率电流正负序分量变换到同步旋转坐标系中进行控制,以进一步抑制负序电流和直接耦合电流,从而对静态端部效应进行有效补偿;最后,通过仿真和实验验证了静态端部效应补偿策略的有效性。

关键词：直线双馈电机静态端部效应脉振电压前馈特定频率电流提取

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考虑端部效应的同心笼次级直线双馈电机等效电路

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4957-4968页

作者：葛健徐伟刘毅张娅平包振李达义李伟业林国斌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) 武汉430074 襄阳中车电机技术有限公司襄阳441047 磁浮交通工程技术研究中心(同济大学) 上海201804

同心笼次级直线双馈电机相关研究十分匮乏,其端部效应特征尚不明确,亦未有能体现其端部效应的等效电路,严重制约了该类电机的进一步发展。针对上述问题,该文对同心笼次级直线双馈电机静态及动态端部效应分别进行深入分析,并建立考虑端... 详细信息

同心笼次级直线双馈电机相关研究十分匮乏,其端部效应特征尚不明确,亦未有能体现其端部效应的等效电路,严重制约了该类电机的进一步发展。针对上述问题,该文对同心笼次级直线双馈电机静态及动态端部效应分别进行深入分析,并建立考虑端部效应的等效电路。首先,基于短初级直线电机绕组理论,阐明静态端部效应下直接耦合的产生机理,明确直接耦合感应电动势的分布特点,推导出直接耦合作用下的等效阻抗;然后,基于电机中的电磁关系,分析电机稳态运行时同心笼的过渡过程,计算出动态端部效应修正系数;随后,基于端部效应分析结果并结合传统无刷双馈电机等效电路拓扑,建立同心笼次级直线双馈电机等效电路,推导电机推力表达式;最后,通过静态端部效应和动态端部效应的有限元仿真及实验,间接验证了分析结果的合理性。

关键词：直线双馈电机同心笼次级端部效应等效电路

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考虑静态端部效应的城轨交通用同心笼次级直线双馈电机矢量控制

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电工技术学报 2024年

作者：葛健包振徐伟唐一融廖凯举高密度电磁动力与系统重点实验室(中国科学院电工研究所) 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学)

同心笼次级直线双馈电机是由同心笼转子无刷双馈电机演变而来的一种新型直线电机，具有功率因数可调、可靠性高、中高速区平均推力下降较小、轨道建设成本较低等优点。然而，因物理结构特殊、工作原理复杂等，迄今对同心笼次级直线双馈... 详细信息

同心笼次级直线双馈电机是由同心笼转子无刷双馈电机演变而来的一种新型直线电机，具有功率因数可调、可靠性高、中高速区平均推力下降较小、轨道建设成本较低等优点。然而，因物理结构特殊、工作原理复杂等，迄今对同心笼次级直线双馈电机的静态端部效应控制方法等研究仍不够深入，严重限制了该类电机的进一步发展和应用。为此，该文提出了一种带静态端部效应补偿的功率绕组电压定向矢量控制策略：首先，分析了静态端部效应作用规律和补偿方法，建立了考虑静态端部效应的三相静止坐标系数学模型和简化的两相旋转坐标系数学模型；然后，推导了功率绕组电压定向条件下的初、次级电流数学关系，实现了电磁推力方程中两套初级绕组的解耦控制；最后，大量的仿真和实验分析表明，新方法可通过静态端部效应补偿有效提升电机驱动性能，实现平稳运行。

关键词：直线双馈电机静态端部效应矢量控制城轨交通

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同心笼次级直线双馈电机端部效应及运行特性分析

同心笼次级直线双馈电机端部效应及运行特性分析

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作者：葛健华中科技大学

学位级别：硕士

在轨道交通领域,为提升列车的爬坡能力、减小列车的转弯半径、降低运行噪声,越来越多的有轨列车采用直线电机驱动。同心笼次级直线双馈电机凭借其功率因数可调、运行方式多样化、可实现能量回馈制动等技术优势,在该领域拥有较好的应用... 详细信息

在轨道交通领域,为提升列车的爬坡能力、减小列车的转弯半径、降低运行噪声,越来越多的有轨列车采用直线电机驱动。同心笼次级直线双馈电机凭借其功率因数可调、运行方式多样化、可实现能量回馈制动等技术优势,在该领域拥有较好的应用前景。目前,已有部分学者对该电机开展研究,研究过程均采用旋转双馈电机的分析模型和分析方法,而忽略了电机的端部效应及其对电机运行特性的影响,不利于该电机的进一步研究和应用。本文为解决上述问题,对该电机的端部效应进行了深入分析。本文首先给出了同心笼次级直线双馈电机的结构特点,并以直线电机产生平均电磁推力的基本条件作为切入点,从谐波产生方式和稳定运行条件两个方面阐述了该电机的工作原理,分析了多种运行方式。然后从一维场的角度对直线电机纵向端部作用机理进行了深入的分析,提出了考虑纵向端部影响的直线电机绕组分析方法,并据此计算了电机的电感系数,分析其在端部影响下随位置变化的基本规律。最后建立了该电机的数学模型,通过与等效同心笼转子无刷双馈电机的对比,并结合有限元软件,分析了该电机在异步、同步和双馈运行模式下的运行特性。分析研究表明,同心笼次级直线双馈电机端部效应将导致功率绕组和控制绕组产生直接耦合,这种直接耦合将使得电机的部分输入功率转化为变压器励磁功率,使其在两套绕组之间直接传递,并引起电机的推力波动,致使电机的性能变差。

关键词：直线双馈电机同心笼结构端部效应绕组耦合

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