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考虑磁链变化率的永磁同步电机失磁故障复合容错控制

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 1-11页

作者：何静李希宇贾林湖南工业大学电气与信息工程学院株洲412007 湖南工业大学轨道交通学院株洲412007

针对永磁同步电机(PMSM)失磁故障中磁链变化较快,近似认为磁链变化率为0会导致传统PMSM失磁容错控制方法性能受限的问题,本文提出一种基于智能比例积分微分的无模型超螺旋滑模复合容错控制(iPID-MFSTSMC)方法。首先,构建考虑永磁体磁链... 详细信息

针对永磁同步电机(PMSM)失磁故障中磁链变化较快,近似认为磁链变化率为0会导致传统PMSM失磁容错控制方法性能受限的问题,本文提出一种基于智能比例积分微分的无模型超螺旋滑模复合容错控制(iPID-MFSTSMC)方法。首先,构建考虑永磁体磁链变化量的PMSM失磁故障数学模型,根据这一模型设计了磁链滑模观测器,实现了对于磁链及其变化率的观测。此外,针对快速变化的负载转矩设计了负载转矩导数滑模观测器。然后,基于磁链及其变化率、负载转矩导数的观测,设计了iPID无模型容错控制方法,该方法采用超螺旋滑模算法对观测误差及其他扰动进行抑制,改善了动态性能且降低了控制器参数的设计难度。利用Lyapunov稳定性定理证明了所设计容错控制方法的稳定性,并给出了参数的设计条件。最后,在磁链以及负载转矩快速变化工况下,通过仿真和实验分析表明,该方法可以有效减少系统抖振并降低超调量。

关键词：永磁同步电机无模型超螺旋滑模控制磁链观测器

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热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性及其机理

化工进展 2021年第8期40卷 4428-4437页

作者：杨广鑫潘家保周陆俊高洪王晓雷安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 南京航空航天大学直升机传动技术国家重点实验室江苏南京210016 汽车新技术安徽省工程技术研究中心安徽芜湖241000

磁流变器件内部介质均面临热磁耦合、频繁剪切等复杂工况,剪切稳定性是磁流变介质实现持久服役的重要指标。本文以实验室制备的磁流变脂为研究对象,基于流变学、磁学性能分析结果探究了热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性变化规律及其机... 详细信息

磁流变器件内部介质均面临热磁耦合、频繁剪切等复杂工况,剪切稳定性是磁流变介质实现持久服役的重要指标。本文以实验室制备的磁流变脂为研究对象,基于流变学、磁学性能分析结果探究了热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性变化规律及其机理。研究结果表明,温度和磁场强度发生变化时,磁流变脂流变性能也发生了较为显著的变化。触变性分析与连续剪切结果显示热磁耦合作用下磁流变脂总体保持着较好的剪切稳定性,基载液润滑脂皂纤维结构和磁链的交互作用将会对磁流变脂剪切稳定性产生影响。在较低温度、较弱磁场强度下,皂纤维结构是磁流变脂流变学性能影响的主导因素,剪切稳定性良好;在较高温度、较强磁场强度下,皂纤维缠结程度降低而磁链强度增强,磁链结构在磁流变脂流变学性能影响中占主导因素,剪切稳定性良好;在从皂纤维影响占主导变化为磁链影响占主导过程中,皂纤维剪切破坏时磁性颗粒被释放出来,因磁场的影响,磁性颗粒无法及时分散至皂纤维内部,最终致使磁流变脂剪切稳定性变弱。

关键词：磁流变脂热磁耦合皂纤维磁链剪切稳定性

计及阻容式撬棒动作时间的双馈风机短路电流分析

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电工技术学报 2021年第22期36卷 4716-4725页

作者：杨兴雄束洪春单节杉孙士云王春又昆明理工大学电力工程学院昆明650500

首先从机理和磁链角度出发,分析机端电压跌落时双馈式感应发电机短路电流特性。在此基础上,研究电阻串联电容的阻容式撬棒电路对短路电流的影响,并综合考虑撬棒动作时间,将故障过程分为两个阶段。以转子暂态磁链作为连接两个阶段的纽带... 详细信息

首先从机理和磁链角度出发,分析机端电压跌落时双馈式感应发电机短路电流特性。在此基础上,研究电阻串联电容的阻容式撬棒电路对短路电流的影响,并综合考虑撬棒动作时间,将故障过程分为两个阶段。以转子暂态磁链作为连接两个阶段的纽带,对计及阻容式撬棒投入时间的定转子短路电流解析式进行推导,结合解析式并从消除转子短路电流暂态直流分量角度考虑推出电容的表达式。最后,在Matlab/Simulink平台上搭建1.5MW双馈风机动态模型,对短路电流解析式的正确性以及阻容式撬棒在抑制转子浪涌电流、改善无功功率吸收、滤除转子侧故障电流直流分量等方面的有效性进行验证。

关键词：双馈感应风力发电机三相对称故障动作时间磁链阻容式撬棒

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基于磁链反馈的智能交流接触器串级控制策略

中国电机工程学报 2020年第4期40卷 1329-1338,1424页

作者：张长坤许志红福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建省福州市350108

为降低智能交流接触器频繁操作下的线圈温升,该文提出基于磁链反馈的串级控制策略,在智能接触器吸合过程中根据磁链调节线圈电流,实现吸合过程线圈电流的自调节。在串级控制策略中,通过平均励磁电压、线圈电流和线圈电阻反演接触器电磁... 详细信息

为降低智能交流接触器频繁操作下的线圈温升,该文提出基于磁链反馈的串级控制策略,在智能接触器吸合过程中根据磁链调节线圈电流,实现吸合过程线圈电流的自调节。在串级控制策略中,通过平均励磁电压、线圈电流和线圈电阻反演接触器电磁机构的磁链,根据磁链调整接触器吸合过程的线圈电流参考值,使线圈电流在动静铁心闭合过程中逐渐减小,直到动静铁心稳定闭合。利用3种不同规格的双E型交流接触器验证控制策略的有效性并以其中一种为例与恒流控制策略进行实验比对,实验结果表明串级控制策略可在保证接触器快速合闸的同时实现接触器吸合过程线圈电流的自调节,有效的降低频繁操作下的线圈温升。

关键词：智能交流接触器磁链串级控制恒流控制

基于磁链变量的宽电压智能交流接触器触头弹跳抑制策略

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电工技术学报 2018年第21期33卷 4998-5006页

作者：张长坤许志红福州大学电气工程与自动化学院福州350116

为推进智能交流接触器小型化进程,建立无电容线圈驱动拓扑,并结合接触器电流闭环控制技术,在吸合过程中引入磁链变量,提出在宽范围控制电源电压下智能交流接触器触头弹跳抑制策略,实现宽电压下的触头弹跳抑制。利用两种不同规格的双E型... 详细信息

为推进智能交流接触器小型化进程,建立无电容线圈驱动拓扑,并结合接触器电流闭环控制技术,在吸合过程中引入磁链变量,提出在宽范围控制电源电压下智能交流接触器触头弹跳抑制策略,实现宽电压下的触头弹跳抑制。利用两种不同规格的双E型直动式接触器验证了通过磁链判别触头是否即将闭合方案的可行性,并以其中一种规格为例探究控制电源电压和励磁相位对磁链变化的影响,建立宽电压触头弹跳抑制策略控制流程并进行实验。实验结果表明,触头弹跳抑制策略能够明显减小宽电压智能交流接触器的触头弹跳时间。

关键词：智能交流接触器无电容宽电压磁链触头弹跳

Geldart-C类颗粒磁场流化床流化特性及细粒煤分选研究

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Geldart-C类颗粒磁场流化床流化特性及细粒煤分选研究

作者：田亚坤中国矿业大学

学位级别：硕士

煤炭资源的干法高效分选与利用是成为当今社会的研究重点,特别是对细颗粒煤炭的干法分选是煤炭分选领域的热点问题。本文基于新研发的气固干扰流化床,将磁场能量引入到气固流化床中,以Geldart-C类磁铁矿粉作为加重质形成磁场空气重介质... 详细信息

煤炭资源的干法高效分选与利用是成为当今社会的研究重点,特别是对细颗粒煤炭的干法分选是煤炭分选领域的热点问题。本文基于新研发的气固干扰流化床,将磁场能量引入到气固流化床中,以Geldart-C类磁铁矿粉作为加重质形成磁场空气重介质流化床,用于对细颗粒煤炭的分选研究。利用微压差传感器进行流化特性试验研究,探究磁场能量对床层流化状态的影响机制,发现磁场能量可以改善颗粒的沟流问题,增强加重质的流化活性,提高床层膨胀率以及气固接触的效率。利用微压差传感器进行床层密度分布及调控研究。利用0.5-3mm、3-6mm以及-0.5mm三种粒度级细粒煤炭进行分选研究,发现磁场流化床能够强化细粒煤炭的重力分层过程,实现磁场流化床对细粒煤的有效连续分选。Geldart-C类颗粒的流化试验结果表明,磁场的引入可以改变颗粒的流化状态,颗粒的最小流化气速由4.42cm/s增大到10.32cm/s。磁场强度对颗粒流化有两种作用形式,当H磁链的流动性和填充性差,床层颗粒排列相对无序,床层透气性差;当H>3.4KA/m时,床层受磁场的主导作用。颗粒排列更加有序,床层透气性好。磁场的加入顺序会影响Geldart-C颗粒的流化状态,“后加磁场”时床层中的颗粒会经历“压降突变”过程,且“后加磁场”条件下“压降突变”的时间随磁场强度的增大而减小。“先加磁场”的颗粒流化状态因不会经历“压降突变”过程,表现出更加稳定的流化状态。在稳定流化阶段,床层膨胀率随磁场的增大而增大,流化床层膨胀率最高可达112.5%.基于对Geldart-C类磁铁矿粉作为加重质的床层密度分布以及调控研究,结果表明,磁场可以有效降低床层密度,在外加磁场强度H=0～5KA/m时,轴向密度分布在1.22～2.0g/cm之间,轴向密度变化范围在0.05～0.1g/cm之间,轴向密度分布比较稳定。随着外加磁场强度的增加,径向密度分布逐渐趋于稳定。磁场的存在可以有效改善床层边壁效应对流化状态的影响,磁链的存在限制了气泡的生长和运动,使床层中气泡以小气泡的形式存在,小气泡有助于颗粒的混合,使床层密度稳定性好。床层密度时域研究结果表明,床层密度随时间的变化规律较为稳定,上下波动的极差值也很小。基于试验数据分析建立了床层密度预测模型并进行修正,修正后的模型预测值误差控制在了0.025 g/cm以内,准确性提高了75%以上。基于对细粒煤(0.5-3mm,3-6mm以及-0.5mm粒度级)的磁场气固流化床分选试验研究,结果表明以Geldart-C类磁铁矿粉作为加重质的磁场气固流化床可以细粒煤进行有效分选。间歇试验结果表明在H=3KA/m、N=1.1～1.3时,-6+3mm粒度级煤炭的可能偏差E值为0.0375～0.055 g/cm,-3+0.5mm粒级煤炭的E值为0.0475～0.0875 g/cm。细粒级煤炭的分选流动特性试验表明,气流速度越大颗粒的流动性就越好;但外加磁场的增大会使加重质颗粒的流动性变差。在H=3KA/m、N=1.2时,对-6+3mm、-3+0.5mm粒级煤的连续性分选E值分别为0.047g/cm、0.079g/cm。对-0.5+0.25mm粒度级煤炭的分选后的灰分离析度达到22.78,证明以Geldart-C类磁铁矿粉作为加重质的磁场气固流化床可以实现对-0.5mm煤炭的分选。该论文有图56幅,表8个,参考文献95篇。

关键词： Geldart-C类颗粒细颗粒煤炭磁场流化床密度调控磁链

同方学位论文库评论

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钢轨内自感的计算及影响因素分析

中国铁道科学 2016年第5期37卷 108-113页

作者：朱峰李朋真李嘉成李鑫沈迪西南交通大学电气工程学院四川成都610031 长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062

根据电流与磁链相互作用的机理,给出磁链的计算公式;利用涡流方程,推导出钢轨任意等效半径处的牵引电流密度。在此基础上,充分考虑牵引电流的密度沿径向衰减及其相位变化对钢轨内自感的影响,推导出用级数表示的钢轨内自感的解析式。分... 详细信息

根据电流与磁链相互作用的机理,给出磁链的计算公式;利用涡流方程,推导出钢轨任意等效半径处的牵引电流密度。在此基础上,充分考虑牵引电流的密度沿径向衰减及其相位变化对钢轨内自感的影响,推导出用级数表示的钢轨内自感的解析式。分析影响钢轨内自感的因素可知:钢轨内自感与牵引电流、牵引电流密度相位、牵引电流频率和钢轨等效半径这4个因素成非线性关系;当钢轨磁通没有达到饱和时,钢轨内自感随着牵引电流的增大而增大,当钢轨磁通达到饱和时,钢轨内自感随着牵引电流的增大而略有减小;钢轨内自感随着牵引电流频率、钢轨等效半径的增加而减小。

关键词：钢轨内自感磁链涡流方程牵引电流牵引电流密度相位牵引电流频率钢轨等效半径

各相对称的五相电励磁双凸极发电机电磁特性分析

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中国电机工程学报 2016年第10期36卷 2800-2807页

作者：史立伟周波魏佳丹赵星江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

针对传统五相电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)各相磁路的磁阻不完全相等的问题,提出一种解决传统五相WFDSG存在的各相电感不对称问题的方法。将励磁绕组跨3个定子极绕制,实现了五相WFDSG各相电感幅值... 详细信息

针对传统五相电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)各相磁路的磁阻不完全相等的问题,提出一种解决传统五相WFDSG存在的各相电感不对称问题的方法。将励磁绕组跨3个定子极绕制,实现了五相WFDSG各相电感幅值的相等。建立了包含气隙、定子槽气隙和转子槽气隙的空气磁路长度模型,并利用该模型求解了WFDSG的气隙径向磁密。对新型30/24极五相WFDSG进行了静态电磁特性仿真,验证了上述等效气隙模型可以用来计算径向磁密。对新型五相WFDSG绕组电感、电动势等瞬态电磁特性进行了仿真和实验,仿真结果和实验结果显示该WFDSG电动势幅值大小相等,验证了该文设计方法和理论分析的正确性。

关键词：电励磁双凸极发电机五相高可靠性磁链电磁特性

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电主轴上改善性直接转矩控制的振动实验

哈尔滨工业大学学报 2016年第11期48卷 174-177页

作者：吴玉厚潘振宁张丽秀张云龙大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168

针对电主轴控制性能改善的迫切需求,在经典的直接转矩控制（direct torque control,DTC）中融入空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）控制技术,给出其改善性的控制算法.定子磁链空间位置与Park逆变换后的ud... 详细信息

针对电主轴控制性能改善的迫切需求,在经典的直接转矩控制（direct torque control,DTC）中融入空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）控制技术,给出其改善性的控制算法.定子磁链空间位置与Park逆变换后的ud和uq作为输入,利用SVPWM控制技术转换成逆变器的三相电压量,进而有效地控制电主轴;对电主轴上的定子磁链进行近似圆形轨迹的调制,计算出实验所需的离散数据.使用DSP和IGBT模块搭建了硬件实验电路,对电主轴进行电磁振动速度及加速度实验,实验结果表明：3个方向振动速度在不同运行频率、特别是100~450 Hz的转矩脉动明显减小,各向振动加速度的振动幅值明显减小,表明DTC融入SVPWM后,系统的控制性能得到改善,不仅改善了系统的动态性能,也减小了电磁磁链和电磁转矩的脉动.

关键词： DTC SVPWM 振动电主轴 DSP 磁链