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基于转速信号的电机首次安装角度不对中故障检测

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电工技术学报 2021年第15期36卷 3191-3199页

作者：杨明黄旭任博阳柴娜徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

为了提高电机运行的安全性和可靠性,减少电机首次安装中存在的角度不对中现象,提出一种基于电机转速信号的电机首次安装角度不对中故障检测方法。该方法不需要任何健康数据及历史数据信息,更不需要额外安装振动传感器。该文首先分析了... 详细信息

为了提高电机运行的安全性和可靠性,减少电机首次安装中存在的角度不对中现象,提出一种基于电机转速信号的电机首次安装角度不对中故障检测方法。该方法不需要任何健康数据及历史数据信息,更不需要额外安装振动传感器。该文首先分析了角度不对中故障影响转速信号的机理;然后利用快速傅里叶变换及最小二乘法对转速信号进行处理,根据其二倍转频幅值随转速变化所拟合曲线的二次项系数,并结合S型分布隶属度函数,综合评判电机的首次安装不对中程度;最后搭建了永磁同步电机角度不对中故障的仿真模型和实验平台,仿真及实验结果证明了该方法用于永磁同步电机首次安装角度不对中故障检测的可行性与有效性,具有广阔的应用前景。

关键词：永磁同步电机首次安装不对中转速信号

针对GaN器件的非对称双路同步谐振栅极驱动电路

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电工技术学报 2021年第20期36卷 4185-4193页

作者：高珊珊王懿杰刘怡宁徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

近年来,氮化镓(GaN)器件凭借其开关速度快、导通电阻小等优点被广泛应用于电力电子变换器中,与此同时,谐振栅极驱动电路也受到广泛的关注,特别是在高开关频率、小功率的应用场合中,用以降低驱动电路的损耗。然而,与硅器件不同的是,GaN... 详细信息

近年来,氮化镓(GaN)器件凭借其开关速度快、导通电阻小等优点被广泛应用于电力电子变换器中,与此同时,谐振栅极驱动电路也受到广泛的关注,特别是在高开关频率、小功率的应用场合中,用以降低驱动电路的损耗。然而,与硅器件不同的是,GaN器件的开通阈值电压相对较低,且没有体二极管,反向导通压降较大,因此传统的谐振栅极驱动电路不适使用GaN器件。该文针对高频应用场合中寄生参数易引起驱动信号振荡的问题,结合GaN器件特点,提出一种非对称电压的谐振栅极驱动电路。此外,对于需要两个同步开关的应用场合,如开关电感变换器等,采用具有两个二次侧的变压器实现两路隔离同相驱动信号的输出。该文介绍了谐振栅极驱动电路的工作原理,并以效率最优的原则设计电路参数,设计一台开关频率为1MHz的驱动电路样机,并进行实验验证,实验结果与理论分析结果吻合较好。

关键词：氮化镓谐振驱动电路谐振电感损耗分析

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一种高频高升压比改进型Sepic变换器

电工技术学报 2019年第16期34卷 3366-3372页

作者：高珊珊王懿杰徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系

随着对高电压增益特性需求的不断增长,传统Boost电路由于过大的占空比已不再适用。该文在传统Sepic电路的基础上,通过两个二极管、三个电容和一个变压器的集成,提出了一种改进型Sepic变换器。通过采用平面磁性元件,磁心的体积不会增加,... 详细信息

随着对高电压增益特性需求的不断增长,传统Boost电路由于过大的占空比已不再适用。该文在传统Sepic电路的基础上,通过两个二极管、三个电容和一个变压器的集成,提出了一种改进型Sepic变换器。通过采用平面磁性元件,磁心的体积不会增加,同时获得了较高的电压增益和较低的电压应力。此外,实现了开关管的零电压开通(ZVS),有效降低了由开关频率的增加而带来的开关损耗。详细介绍所提变换器的工作原理和参数设计过程,并制作了80W的样机,验证理论分析的准确性,满载时效率可达到92.6%。

关键词：高频高升压比低电压应力软开关 Sepic

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一族具有直流链电压尖峰抑制的T源逆变器

太阳能学报 2023年第9期44卷 151-159页

作者：刘鸿鹏黄照阳周冰王卫东北电力大学电气工程学院吉林132012 哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

针对于T源逆变器因漏感导致的直流链电压尖峰问题,通过对T源阻抗网络进行优化并调整各元件的位置,提出低直流链电压尖峰T源逆变器拓扑族。该文对新提出拓扑的工作模态进行详细分析,进而推导出各元件的电压、电流应力。此外,通过与传统T... 详细信息

针对于T源逆变器因漏感导致的直流链电压尖峰问题,通过对T源阻抗网络进行优化并调整各元件的位置,提出低直流链电压尖峰T源逆变器拓扑族。该文对新提出拓扑的工作模态进行详细分析,进而推导出各元件的电压、电流应力。此外,通过与传统T源逆变器在升压比方面进行对比,证明出在相同的直通占空比和耦合电感匝数比情况下,低直流链电压尖峰T源逆变器拥有更好的升压能力。最后,研制一套180 W的低直流链电压尖峰T源逆变器实验装置,实验结果验证了理论分析的正确性及所提拓扑结构在拥有高电压增益的同时能够提高输入电源利用率、抑制直流链电压尖峰的有效性。

关键词： T源逆变器阻抗网络优化尖峰抑制电压增益元件应力

基于霍尔位置传感器的PMSM转速观测器状态估算误差抑制方法

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电工技术学报 2017年第17期32卷 189-198页

作者：倪启南杨明董翔刘晓胜徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

霍尔位置传感器成本低,同时能够提供相对精确的位置信息,但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。龙伯格全阶转速观测器是一种闭环调节器,有效地利用了电机系统模型,能够为矢量控制提供较好的转速和角度反馈信号... 详细信息

霍尔位置传感器成本低,同时能够提供相对精确的位置信息,但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。龙伯格全阶转速观测器是一种闭环调节器,有效地利用了电机系统模型,能够为矢量控制提供较好的转速和角度反馈信号。但在数字控制系统的应用中,受霍尔信号采样周期远大于控制周期的影响,常规观测器的参数和结构设计方法在实际应用中仍无法得到理想的观测结果。该文在分析转速观测器在实际应用中存在问题的基础上,通过结合降阶观测器和多采样理论,提出了一种可有效从低分辨率霍尔位置信号中估算转速、转角的方法。多采样降阶观测器在最大程度上利用了霍尔信号的真实信息,在每个数字控制周期内都能产生转速和转角的估计值,具有理想的估算效果。通过仿真和实验验证了所提方法的有效性,控制效果能够很好地满足中低端伺服应用需求。

关键词：霍尔位置传感器转速估计观测器永磁同步电机

直驱风机故障穿越全过程的通用电磁暂态建模方法

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中国电机工程学报 2022年第4期42卷 1428-1442页

作者：齐金玲李卫星晁璞璞李志民哈尔滨工业大学电气工程系黑龙江省哈尔滨市150001

开发有效的风机电磁暂态模型是进行风电并网研究的基础。然而,风机厂家对其关键策略保密使得风机建模十分困难。为了解决此难题,该文对实际直驱风机进行大量故障穿越测试,利用实测数据解析风机的故障响应特性,提出适用于对称和不对称电... 详细信息

开发有效的风机电磁暂态模型是进行风电并网研究的基础。然而,风机厂家对其关键策略保密使得风机建模十分困难。为了解决此难题,该文对实际直驱风机进行大量故障穿越测试,利用实测数据解析风机的故障响应特性,提出适用于对称和不对称电压跌落的通用故障穿越响应曲线。然后,推导不同故障阶段下有功和无功功率响应的表达式,包括故障期间的穿越控制过程、故障清除后的恢复控制过程及不同过程间的暂态切换。据此该文设计一个通用的有功和无功电流参考值发生器,形成直驱风机故障穿越全过程的通用电磁暂态建模方法。最后,利用实际风机的测试数据验证所提方法的有效性。

关键词：直驱风机动态建模故障穿越对称故障不对称故障

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集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法

电工技术学报 2016年第9期31卷 197-202页

作者：李深旺郭志忠张国庆于文斌申岩哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

为解决集磁环式光学电流互感器存在的线性度和准确度差的问题,提出了一种集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法。该方法在常规集磁环式光学电流互感器的基础上增加基准电流源、自校正线圈和远端采集单元,并采用自校正算法进行数据处... 详细信息

为解决集磁环式光学电流互感器存在的线性度和准确度差的问题,提出了一种集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法。该方法在常规集磁环式光学电流互感器的基础上增加基准电流源、自校正线圈和远端采集单元,并采用自校正算法进行数据处理,使常规的集磁环式光学电流互感器成为一个完整的自校正测量系统。实验结果表明,所设计的集磁环式光学电流互感器测量准确度等级满足IEC 0.2级的测量要求,可以有效提高集磁环式光学电流互感器的线性度和准确度,证明了自校正测量方法的正确性与实用性。同时为集磁环式光学电流互感器的实用化设计提供了新的思路。

关键词：光学电流互感器集磁环线性度准确度自校正测量

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超高频功率变换器研究综述

电工技术学报 2016年第19期31卷 26-36页

作者：徐殿国管乐诗王懿杰张相军王卫哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

随着电力电子技术的不断发展，超高频（30～300MHz）功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积，极大地提高系统的功率密度。但是极高的开关频率对系统的开关特性、拓扑特性以及控制特性均提出... 详细信息

随着电力电子技术的不断发展，超高频（30～300MHz）功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积，极大地提高系统的功率密度。但是极高的开关频率对系统的开关特性、拓扑特性以及控制特性均提出了更高的要求。该文从超高频功率变换器的发展背景入手，概述了超高频功率变换器的发展现状。介绍并比较了目前超高频功率变换器的主要拓扑，同时讨论分析了适用于超高频功率变换器的谐振驱动方式以及控制方法。为超高频功率变换器的后续研究提供了参考。

关键词：超高频功率变换器拓扑结构谐振驱动控制方法

基于磁饱和效应的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法

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电工技术学报 2016年第1期31卷 155-164页

作者：田兵安群涛孙东阳孙力赵克哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

根据表贴式永磁同步电机磁饱和效应模型检测转子初始位置,并通过有限元分析验证了其有效性;在位置检测算法上采用旋转电压注入法,通过高通与谐振滤波器显著放大微弱的高频电流响应,并高效衰减直流成分;结合改进的解调算法,准确提取出负... 详细信息

根据表贴式永磁同步电机磁饱和效应模型检测转子初始位置,并通过有限元分析验证了其有效性;在位置检测算法上采用旋转电压注入法,通过高通与谐振滤波器显著放大微弱的高频电流响应,并高效衰减直流成分;结合改进的解调算法,准确提取出负序直流分量和铁心饱和度评价函数;转子位置检测结果由锁相环估算的转子方向结合基于饱和度评价函数的磁极极性判定方法来确定。通过Matlab/Simulink搭建了表贴式永磁同步电机零速下磁饱和仿真平台,验证了该文所提算法的有效性,同时硬件平台实验进一步验证了该方法具有简单可靠、准确度较高等特点。

关键词：表贴式永磁同步电机初始位置检测磁饱和效应高通与谐振滤波器锁相环