检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2025年第4期40卷 1129-1144页

作者：丁四宝王盼宝王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了... 详细信息

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了更简单高效地生成SiC/Si HyS的SiC MOSFET和Si IGBT驱动信号,该文提出一种针对最小SiC导通模式的信号调制电路,通过配置对应的RC缓冲电路中的电阻、电容值即可调节控制模式中的四个时间尺度,该方法具有灵活简单等优点。首先,理论分析最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS结构损耗分布特性;其次,给出信号调制电路原理并介绍信号调制电路的工作原理,建立RC缓冲电路参数和时间尺度之间的函数方程;最后,基于搭建的SiC/Si HyS硬件平台,在双脉冲测试电路中验证最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS损耗特性和所提信号调制电路的有效性,并在1.5 kW两电平逆变器中检验所提信号调制电路的动态运行特性。

关键词： SiC MOSFET Si IGBT 混合开关开关损耗信号调制

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基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 439-451页

作者：王奇维李斌兴潘冠丞王高林徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差... 详细信息

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法。根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型。进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识。为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析。所提出的方法在2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性。

关键词：永磁同步电机电感在线辨识高频信号注入等效阻抗模型转子位置误差解耦

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基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2449-2458页

作者：张国强赵新茹张恒王高林徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对P... 详细信息

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对PMLSM推力波动进行建模与分析,针对推力波动中占比较大的定位力分量,根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器(IMESO),并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后,在一台750 W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。

关键词：永磁同步直线电机定位力比例谐振内模扩张状态观测器推力波动抑制

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复杂工况下的永磁同步电机典型绕组故障在线诊断

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1764-1776页

作者：刘蔚李万铨王明峤郑萍赵志衡哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

绕组故障作为永磁同步电机常见的故障之一,严重影响电机正常运行。但由于电机运行工况复杂,故障特征波动严重,基于故障特征的诊断精度较低。为提高复杂工况下绕组故障的诊断精度,该文提出一种复杂工况下基于控制器信号的在线诊断方法。... 详细信息

绕组故障作为永磁同步电机常见的故障之一,严重影响电机正常运行。但由于电机运行工况复杂,故障特征波动严重,基于故障特征的诊断精度较低。为提高复杂工况下绕组故障的诊断精度,该文提出一种复杂工况下基于控制器信号的在线诊断方法。首先,对典型绕组故障进行故障机理分析,并通过基于自适应随机窗的快速傅里叶变换(FFT),提取控制器信号的相应故障特征;其次,通过研究单一工况和复杂工况下的各故障特征分布,揭示部分故障特征会在低转速工况下失效;再次,定义了复杂工况下故障特征性能指标,用于筛选故障特征;最后,在人工神经网络的基础上,提出了深度优化人工神经网络,引入批量归一化(BN)算法,并对深度网络结构残差化,提高网络泛化能力和诊断准确性。实验结果表明,通过计算故障特征性能指标,能够在诊断前对故障特征进行有效筛选,且深度优化人工神经网络的诊断准确性高、泛化能力强,在复杂工况下能够实现电机典型绕组故障的精确在线诊断。

关键词：永磁同步电机绕组故障在线故障诊断特征提取深度优化人工神经网络

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切割和过盈配合对双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机性能影响的研究

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电机与控制学报 2025年第2期29卷 1-13页

作者：刘国鹏白金刚郎杰文王于涛隋义郑萍哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域... 详细信息

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域电磁性能受损更严重的特性,研究基于受损区域与未受损区域划分的电机模型,分析切割单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。其次,通过基于亥姆霍兹自由能密度的磁应力耦合模型,实现考虑过盈配合应力影响的电机性能计算,分析过盈配合单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。再次,通过不同因素作用区域划分和拟合硅钢片磁化曲线,分析两种因素共同作用时的影响。最后,样机实验结果表明,在考虑切割和过盈配合的影响能够降低实测性能与仿真结果间的误差。

关键词：切割过盈配合复合结构电机磁-应力耦合模型拟合磁化曲线电磁性能

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基于扩张状态观测器的并联直流变换器增强控制策略

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电机与控制学报 2024年第6期28卷 1-12页

作者：段鸣航段建东王露霄孙力哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为进一步改善并联直流变换器在多种内外部扰动下的动态性能,提出一种基于双闭环扩张状态观测器(ESO)的增强控制策略。该策略将比例调节器与ESO相结合,然后分别应用于公共电压外环和各个电流内环,实现各功率单元的动态均流,也强化对输入... 详细信息

为进一步改善并联直流变换器在多种内外部扰动下的动态性能,提出一种基于双闭环扩张状态观测器(ESO)的增强控制策略。该策略将比例调节器与ESO相结合,然后分别应用于公共电压外环和各个电流内环,实现各功率单元的动态均流,也强化对输入电压扰动的抑制能力,且无需额外传感器。首先,根据并联变换器的状态方程,推导内环电流ESO控制的表达式。然后,根据电流闭环极点的分布情况,从理论上分析ESO型电流内环在输入电压扰动抑制方面强于比例积分型电流内环的原因。此外,借助伯德图,给出ESO型电流内环对电感失配的鲁棒性更强并能有效消除动态电流偏差的理论依据。最后,使用三相buck变换器进行不同方案的对比验证,实验结果证明了所提策略在改进动态性能方面的有效性和先进性。

关键词：并联直流变换器扩张状态观测器双闭环控制参数鲁棒性扰动抑制动态均流

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基于PI-Lead控制的永磁同步电机双环位置伺服系统

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电工技术学报 2023年第8期38卷 2060-2072页

作者：杨明刘铠源陈扬洋徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

为提高位置伺服系统轨迹跟踪精度及极限带宽,该文研究了一种位置-电流双环伺服结构,其位置控制采用结合相位超前环节的比例积分控制器(PI-Lead)。首先,探讨了P-PI-PI和PI-P-PI两种传统三环位置控制结构在轨迹跟踪精度上存在的局限,研究... 详细信息

为提高位置伺服系统轨迹跟踪精度及极限带宽,该文研究了一种位置-电流双环伺服结构,其位置控制采用结合相位超前环节的比例积分控制器(PI-Lead)。首先,探讨了P-PI-PI和PI-P-PI两种传统三环位置控制结构在轨迹跟踪精度上存在的局限,研究了速度前馈提升精度的机理及问题;然后,证明了PI-Lead双环结构相位超前环节对维持系统稳定的意义,详细分析了低通滤波器对系统性能的影响及其参数设计方法,给出了PI-Lead双环位置伺服系统基于闭环频域指标的参数整定策略;最后,对比分析了双环结构与传统三环结构的特点,推导了三种结构的位置极限带宽。实验结果表明,PI-Lead双环结构无需任何前馈补偿即可基本消除系统动态跟踪误差,并具有更高的位置环极限带宽。此外,由于减少了速度控制环节,其无需速度测量且参数整定更加简单。

关键词：永磁同步电机无速度环位置伺服动态跟踪误差参数整定策略

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一种改进型高转换比两相串联电容变换器

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电工技术学报 2023年第S01期38卷 114-123页

作者：刘桂花王博鑫王卫焦文渤哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

传统两相串联电容降压变换器具有自动相电流平衡、稳态开关电压应力小等优点,该文在传统两相串联电容降压变换器的基础上,增加两个电容和一个开关,提出一种改进型高转换比的两相串联电容变换器。该变换器具有传统两相串联电容降压变换... 详细信息

传统两相串联电容降压变换器具有自动相电流平衡、稳态开关电压应力小等优点,该文在传统两相串联电容降压变换器的基础上,增加两个电容和一个开关,提出一种改进型高转换比的两相串联电容变换器。该变换器具有传统两相串联电容降压变换器优点,同时还具有更高的电压转换比和更低的输出电流纹波,可以有效降低输入滤波电容值和变换器启动过程中开关的电压应力。该文在详细分析该变换器工作原理的基础上,搭建了110 W的实验样机,实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词： DC-DC变换器高转换比串联电容电压应力

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提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

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电工技术学报 2023年第6期38卷 1541-1552页

作者：孙瀛周天宋凯朱春波魏国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻... 详细信息

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。

关键词：金属异物检测无线电能传输电动汽车高阶复合谐振拓扑检测灵敏度

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串联型12脉波整流器无源脉波倍增策略

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电工技术学报 2023年第S01期38卷 136-146,186页

作者：李泉慧李峰殷昕羽吴晋蒙孟凡刚哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

多脉波整流器作为交流发电机与直流母线的通用接口,在航空航天、船舶电推进等领域有着广泛的应用。为了提高串联型多脉波整流器的电能质量,并增强其可靠性,提出一种无源脉波倍增策略。根据整流器的拓扑结构,分析整流器的工作模态,并根... 详细信息

多脉波整流器作为交流发电机与直流母线的通用接口,在航空航天、船舶电推进等领域有着广泛的应用。为了提高串联型多脉波整流器的电能质量,并增强其可靠性,提出一种无源脉波倍增策略。根据整流器的拓扑结构,分析整流器的工作模态,并根据工作模态研究整流器的工作波形;根据整流器的拓扑结构以及工作波形,得到输入电压与注入变压器匝数比的定量关系,并根据定量关系获得最优匝比,完成无源脉波倍增电路的设计。实验结果表明,使用脉波倍增策略后,整流器输入电压的总谐波畸变率(THD)由8.6%降至4.4%,输入电流的THD由6.5%降至2.6%,注入变压器容量仅为负载功率的2%。所提出的无源脉波倍增策略成本低、损耗小,且具有良好的谐波抑制能力。

关键词：串联型多脉波整流器无源脉波倍增策略电能质量

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