检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2024年第15期39卷 4682-4696页

作者：王惠民许智亮丁菊霞葛兴来王轶西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031

准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下... 详细信息

准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法,首先,基于功率器件的等效电路模型,对功率器件开通瞬态进行详细分析。在此基础上,对器件结温与开通集射极电压下降平台的关系进行探究,并提出一种基于杂散电感两端最大电压的开通集射极电压下降平台定位方法。进一步地,利用双脉冲实验对所研究结温监测方法的适用性进行分析验证;最后,搭建单相脉冲整流器实验平台,对所研究结温监测方法的可行性进行实验验证,该方法能够有效降低负载电流变化的影响且具有较高的灵敏度。

关键词：结温监测开通集射极电压下降平台功率器件可靠性评估

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功率基准型脉冲序列控制三相逆变器分析

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 75-86页

作者：王志福杨平王一帆许建平西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都610031

针对宽负载范围工况脉冲序列(PT)控制三相离网逆变器存在输出电压低频振荡问题,提出一种三相离网逆变器功率基准型脉冲序列(PRM-PT)控制技术。针对不同的输出电压和输出功率,PRM-PT控制在不同功率基准的多个高功率脉冲和低功率脉冲中选... 详细信息

针对宽负载范围工况脉冲序列(PT)控制三相离网逆变器存在输出电压低频振荡问题,提出一种三相离网逆变器功率基准型脉冲序列(PRM-PT)控制技术。针对不同的输出电压和输出功率,PRM-PT控制在不同功率基准的多个高功率脉冲和低功率脉冲中选择合适的控制脉冲对输出电压进行控制,减小不同输出功率时高、低功率脉冲差异,有效抑制了输出电压低频振荡现象。PRM-PT控制器以离散化方式拟合占空比函数,不需要误差放大器及相应补偿网络,具有环路设计简单、控制运算量低的优点。仿真分析和实验结果表明PRM-PT控制相比PT控制输出电压纹波小、动态响应速度更快,有效抑制了输出电压的低频振荡问题。

关键词：功率基准脉冲序列控制脉冲系数低频振荡三相离网逆变器

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一种低输入电流总谐波畸变率的三相Buck整流器不对称调制策略

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2541-2552页

作者：曹海彬许建平谢飞周琛力陈欣西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031

传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相Buck整流器没有考虑直流链电流纹波对输入电流的影响,且在扇区切换点处输入电流存在严重畸变,导致输入电流总谐波畸变率(THD)升高。该文分析直流链电流纹波对三相Buck整流器输入电流的影响,分析输入电... 详细信息

传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相Buck整流器没有考虑直流链电流纹波对输入电流的影响,且在扇区切换点处输入电流存在严重畸变,导致输入电流总谐波畸变率(THD)升高。该文分析直流链电流纹波对三相Buck整流器输入电流的影响,分析输入电流扇区切换点畸变产生的原因,提出一种新型不对称SVPWM策略,显著降低了三相Buck整流器的输入电流THD。最后,通过仿真和1 kW的实验样机验证了理论分析的正确性以及所提调制策略的有效性。

关键词：三相Buck整流器直流链电流纹波输入电流畸变不对称调制策略

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基于高阶扩展状态观测器的感应电机驱动系统逆变器死区效应在线补偿方法

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中国电机工程学报 2025年第5期45卷 1946-1957,I0028页

作者：张士强葛兴来左运王惠民常玉林春旭磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学) 四川省成都市610031

逆变器中死区时间会带来电流谐波和转矩脉动,从而导致感应电机出现明显振动并增加额外损耗。为减少逆变器死区效应带来的不利影响,提出一种基于高阶扩展状态观测器(high-order extended state observer,HO-ESO)的逆变器死区效应在线补... 详细信息

逆变器中死区时间会带来电流谐波和转矩脉动,从而导致感应电机出现明显振动并增加额外损耗。为减少逆变器死区效应带来的不利影响,提出一种基于高阶扩展状态观测器(high-order extended state observer,HO-ESO)的逆变器死区效应在线补偿方法。首先,对逆变器死区效应进行分析,推导出因死区效应而产生的d、q轴误差电压方程。接着,对传统的基于二阶ESO的死区效应补偿方法进行介绍和分析,由分析结果可知,该方法难以准确估计误差电压,从而导致补偿效果欠佳。进一步,设计一种HO-ESO对误差电压进行估计,并将其补偿到感应电机矢量控制系统中。最后,利用仿真和实验测试对所研究的死区效应补偿方法进行验证,并与传统的基于二阶ESO的死区效应补偿法进行对比。测试结果表明,相较于传统基于二阶ESO的死区效应补偿方法,所研究方法表现出更好的死区效应补偿性能。此外,所研究方法无需检测电流极性,易于实施。

关键词：逆变器死区效应感应电机电流谐波死区效应补偿高阶扩展状态观测器

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基于虚拟阻抗的三相Buck整流器输入不平衡控制策略

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4456-4466页

作者：谢飞许建平郭夏曹海彬陈欣西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031

三相输入电压不平衡时,传统双环控制三相Buck整流器的输出电压存在二倍频脉动,输入电流发生明显畸变,严重影响整流器的性能和可靠性。为抑制输出电压脉动和输入电流畸变,该文通过建立三相Buck整流器在两相静止坐标系下的等效电路模型及... 详细信息

三相输入电压不平衡时,传统双环控制三相Buck整流器的输出电压存在二倍频脉动,输入电流发生明显畸变,严重影响整流器的性能和可靠性。为抑制输出电压脉动和输入电流畸变,该文通过建立三相Buck整流器在两相静止坐标系下的等效电路模型及功率传输数学模型,分析输出电压二倍频脉动及输入电流畸变产生的机理,在此基础上提出一种基于虚拟阻抗的输入不平衡控制策略,最后通过仿真和1 kW的实验样机验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。

关键词：三相Buck整流器电网电压不平衡输入电流畸变虚拟阻抗

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永磁同步电机无位置传感器控制系统退磁故障建模及影响机理分析

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电工技术学报 2025年

作者：王惠民郭高利左运万斯波葛兴来磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学)

受大功率持续输出与系统有限散热能力之间不匹配的影响，加之在非平稳工况的长期作用下，退磁故障成为永磁同步电机无位置传感器控制系统安全可靠运行的主要挑战之一。对此，本文提出了一种适用于永磁同步电机无位置传感器控制系统的退... 详细信息

受大功率持续输出与系统有限散热能力之间不匹配的影响，加之在非平稳工况的长期作用下，退磁故障成为永磁同步电机无位置传感器控制系统安全可靠运行的主要挑战之一。对此，本文提出了一种适用于永磁同步电机无位置传感器控制系统的退磁故障建模方法。首先，建立健康状态下永磁同步电机有限元模型。在此基础上，对不同退磁故障进行模拟，建立表征不同退磁故障的永磁同步电机有限元模型，全面分析不同退磁故障对电机运行性能的影响，并对永磁体磁链进行解析刻画。进一步，结合已有的永磁同步电机数学模型，得到计及退磁故障的永磁同步电机数学模型，探究退磁故障对系统运行性能的影响。最后，利用硬件在环测试探究不同类型退磁故障对永磁同步电机无位置传感器控制系统性能的影响。

关键词：退磁故障建模影响机理分析有限元模型永磁同步电机无位置传感器控制系统

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基于钳位电路的LCC-S补偿型感应电能传输系统抗偏移方法

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2388-2399页

作者：张滨山张泽恒杨斌麦瑞坤陈阳西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都611756 西南交通大学电气工程学院成都611756

在感应电能传输(IPT)系统中,线圈错位难以避免,造成的耦合变化会导致系统的传输功率不稳定。为了保证IPT系统的供电灵活性,系统需具有容忍线圈宽范围偏移的能力。为此,该文借鉴模态切换的思想,提出一种基于钳位电路的LCC-S补偿型IPT系统... 详细信息

在感应电能传输(IPT)系统中,线圈错位难以避免,造成的耦合变化会导致系统的传输功率不稳定。为了保证IPT系统的供电灵活性,系统需具有容忍线圈宽范围偏移的能力。为此,该文借鉴模态切换的思想,提出一种基于钳位电路的LCC-S补偿型IPT系统,用于增强系统抗偏移性。与传统多模态切换的IPT系统相比,该系统中的钳位电路可根据耦合变化自适应地导通或关断,以调节工作模态,从而实现近乎恒定的功率输出,该方法无需耦合识别、输出检测及反馈通信等辅助手段。该文对系统不同工作模态的功率传输特性进行了推导和分析,并结合系统设计相关约束条件,提供一套参数化设计方法。最后设计并搭建一套500 W的实验装置,验证了理论分析的正确性与可行性。实验结果表明,该方法在耦合度为0.205~0.42的情况下,输出功率稳定在470~505 W之间,效率为83.29%~90.21%。

关键词：感应电能传输(IPT) 钳位电路耦合变化参数化设计恒功率输出

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基于k值调制三电平Boost PFC变换器的变占空比控制

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高电压技术 2024年第11期50卷 4886-4901页

作者：马兰明燕妮吕霄曹晓琦宋照波舒泽亮西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学电气工程学院成都611756

随着国家大力发展城市轨道交通,不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统作为关键供电装置,具有重要的研究意义和价值。为了满足相关电能质量法规的要求,集成功率因数校正(power factor correction,PFC)输入级是保证轨道交通... 详细信息

随着国家大力发展城市轨道交通,不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统作为关键供电装置,具有重要的研究意义和价值。为了满足相关电能质量法规的要求,集成功率因数校正(power factor correction,PFC)输入级是保证轨道交通基础设施设备供电的UPS系统的重要要求。三电平Boost PFC在采用传统载波调制时,在一定的输入电压范围内输入电流始终为零,导致变换器功率因数校正效果较差。因此,提出一种基于k值调制的变占空比控制的方法,不仅可以解决高输入电压下传统载波调制存在的问题,且可进一步抑制输入电流的畸变从而提高输入电流波形质量。首先介绍了这种k值调制方法,分析了其原理以及k值对变换器功率因数和电感电流有效值的影响。在此基础上,结合电压平衡策略对k值进行优化,解决直流侧输出电容电压上下不均衡问题。最后,针对高输入电压下输入电流仍然严重畸变的问题,提出一种基于k值调制的可变占空比控制方法,分析了变占空比控制对变换器功率因数、输出功率、电压纹波以及电感电流峰值的影响。最后通过仿真和搭建小功率实验平台,验证了所提控制方法的正确性和有效性。

关键词：三电平Boost PFC变换器断续导通模式 k值调制变占空比控制输入电流畸变电能质量

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考虑逆变器谐波耦合的牵引传动系统机电耦合振动特性研究

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电机与控制学报 2024年第6期28卷 109-119页

作者：葛兴来常玉王帅帅沐俊文左运王惠民西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都611756 西南交通大学唐山研究院河北唐山063000

作为牵引传动系统能量转换的关键部件,牵引电机在电气激励作用下会受到各种冲击载荷和周期激振力的作用,从而产生机电耦合振动,威胁牵引传动系统的可靠运行。对此,基于双惯量模型对牵引传动系统机电耦合振动特性开展研究。首先,建立牵... 详细信息

作为牵引传动系统能量转换的关键部件,牵引电机在电气激励作用下会受到各种冲击载荷和周期激振力的作用,从而产生机电耦合振动,威胁牵引传动系统的可靠运行。对此,基于双惯量模型对牵引传动系统机电耦合振动特性开展研究。首先,建立牵引电机的双惯量模型,依据此模型对其固有频率进行计算,并介绍了机械传动系统的同频受迫振动模态。其次,根据逆变器的开关特性,着重分析了脉宽调制(PWM)导致的边带谐波转矩对机电耦合同频共振的影响,探索逆变器的频率耦合产生的间谐波对机电耦合系统的影响。接着,以传递函数的形式对考虑双惯量负载的牵引传动系统进行建模,从频域角度对系统机电耦合共振特性进行理论分析。最后,利用硬件在环测试对所分析结果进行验证。

关键词：牵引传动系统机电耦合同频共振双惯量系统边带谐波感应电机

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自耦PID控制在磁悬浮系统中的应用

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控制理论与应用 2025年第4期42卷 695-702页

作者：刘腾飞蒋启龙罗雨刘彤西南交通大学电气工程学院四川成都611756 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学四川成都611756

针对轨道不平滑以及负载扰动较大可能导致系统失稳的问题,本文建立了以自耦PID(SC-PID)控制为基础的磁悬浮控制模型,成功应用于磁悬浮系统中进行实物悬浮,并验证了SC-PID控制的优越性.SC-PID控制的方法是将非线性磁悬浮系统映射为等价... 详细信息

针对轨道不平滑以及负载扰动较大可能导致系统失稳的问题,本文建立了以自耦PID(SC-PID)控制为基础的磁悬浮控制模型,成功应用于磁悬浮系统中进行实物悬浮,并验证了SC-PID控制的优越性.SC-PID控制的方法是将非线性磁悬浮系统映射为等价的线性系统,然后引入速度因子zc把比例–积分–微分环节耦合在一起,使得SCPID控制各增益间具有相同的物理量纲,最后用模糊规则对SC-PID控制参数进行整定.通过Simulink仿真和实验表明:SC-PID控制相对于传统的PID控制、分数阶PID控制(FOPID)具有更好的抗干扰能力,在负载扰动较大的情况下仍能保持较小的调节误差;对轨道不平滑的适应性强,在轨道不平滑的恶劣情况下依然保持快而准确的跟踪性能.

关键词：自耦PID 磁悬浮系统速度因子 Simulink

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