一种三级式电机转子初始位置估计技术

随着多电飞机、全电飞机的高速发展,三级式航空无刷同步电机因兼顾高功率密度及功率因数可调等优势得到广泛应用。由于三级式电机中主发电机的凸极特性,转子磁场位置的变化会影响定子铁芯的饱和程度,从而造成定子电感值的变化。该文分析了三级电机饱和状态下电感值的变化规律,并在此基础上利用主发电机的凸极特性,采用脉冲式电压注入法进行转子位置的检测。在实际应用中,三级式电机在起动时采用单相交流励磁方式产生励磁电流,导致主发电机励磁电流产生较大脉动,该脉动信号的干扰使传统的定位方法难以准确估计出转子初始位置。该文通过对励磁机输出特性的分析,建立集励磁机和主发电机的一体化数学模型,提出采用傅里叶算法对响应电流数据进行分析,以获取转子初始位置的方法。实验结果表明,该文方法能够有效消除励磁机脉动干扰,实现转子位置的精确定位,同时该文算法计算量较低,易于在嵌入式系统中实现。

一种三级式同步电机起动过程励磁控制方法

为解决三级式同步电机在起动过程中所面临的主发电机转子励磁问题,分析励磁机分别采用单相交流励磁方式和直流励磁方式时,主发电机励磁电流随转速的变化特性,并根据Matlab的仿真结果,结合电机实验数据,提出一种应用于三级式同步电机起动过程的励磁机控制策略;为实现该控制策略中提出的交/直流励磁的过渡切换方法,分析了励磁机控制器逆变回路的开关状态及输出电压矢量的合成方式,提出一种单相交流/直流励磁一体化调制算法,解决了励磁机在起动过程中的励磁方式平稳切换问题。实验结果表明了所提出的励磁控制策略和调制算法的有效性。

基于方波电压信号注入的表贴式永磁同步电机饱和凸极性响应分析及转子位置估计

提出一种基于方波电压信号注入的表贴式永磁同步电机(SPMSM)无位置传感器控制方法。利用持续方波电压变角度励磁的方式,在电机静止时提取αβ坐标系下高频响应电流的峰值包络线,通过包络线的正弦程度来反映饱和凸极性响应;并针对传统的方波电压注入法,设计了一种简化的信号处理方法,避免在基波电流和高频响应电流提取时滤波器的使用,并消除滤波器所带来的时间延迟问题,提高位置估计精度。通过基于RTLAB的SPMSM硬件在环系统进行仿真和实验验证,结果表明:简化后的方波信号注入法能有效实现转子位置估计,适用于较低开关频率下的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制。

三级式同步电机转子初始位置在线检测方法

三级式同步电机的主发电机有一定的凸极性,不同的转子位置会影响气隙磁场的饱和程度,导致定子电感产生变化。基于这个原理,该文研究了采用注入脉冲电压矢量实现主发电机转子初始位置检测的方法,根据其转子励磁电流的变化特性,制定了电压矢量脉冲的注入方案,研究了不同转子位置与d轴电流之间的关系。由于主发电机转子励磁电流包含的脉动成分会影响转子位置的检测精度,文中分别采用傅里叶分析法和α-β-γ滤波法分析d轴响应电流的差值数据。实验结果表明,该文所提方法简化了传统电压脉冲注入法先确定转子位置再确定正方向的两步检测方案,多次实验结果表明该方法的检测稳定性较好,能够有效降低主发电机转子励磁脉动对检测精度的影响。

三级式同步电机的自抗扰起动控制

受环境的随机性以及气动效应的影响,航空发动机在起动的过程中会表现出不同的负载特性,采用现有的基于PID调节的起动控制策略,难以获得稳定的起动加速性能.针对该问题,本文分析了三级式同步电机的起动控制数学模型,分别研究了转速环、电流环以及角度环的自抗扰控制器,用以处理电流及电磁转矩方程中的未知外扰和模型耦合项,并通过仿真及实验与现有的起动控制策略进行了对比分析.结果表明,新设计的起动控制策略具有较强的扰动抑制能力,在不同的发动机状态下可以达到较为一致的起动加速性能,相比采用PID调节的控制方法具有较大优势.

三级式同步电机单相交流励磁死区补偿方法

采用一种三参数正弦曲线拟合的方法,通过实时拟合电流采样值所在的正弦曲线修正当前的电流采样值,以获取励磁电流的极性,实现死区补偿。同时,采用移动窗迭代法对三参数正弦曲线拟合的计算过程进行优化。研究结果表明:结合移动窗迭代方法,三参数正弦拟合法能够较好地实现在电流畸变情况下的电流极性判断,解决三级式同步电机在单相交流励磁时的死区补偿问题。

基于LabVIEW的航空无刷同步电机监控系统设计

针对航空无刷同步电机起动控制过程复杂,需要监测的状态与控制的参数过多,造成调试困难及存在安全隐患的问题,利用LabVIEW开发环境设计了航空无刷同步电机起动运行监控系统。该监控系统基于Modbus通信协议编写,具有很好的通用性。通过在航空无刷同步电机起动控制实验中的应用,验证了该监控系统具有良好的实用性和可扩展性。

三级式同步电机的转子初始位置检测方法

针对现有三级式同步起动/发电机转子初始位置检测方法在检测过程中可能会使转子发生转动,对硬件要求高,检测误差大等问题,依据旋转变压器的理论,研究了基于“主电机注入-主励磁机检测”的转子初始位置检测方法,并给出了推导过程。该方法在主电机定子侧注入旋转高频电压信号,检测主励磁机定子侧的高频电流响应信号,通过对电流信号进行滤波,坐标变换与锁相环跟踪等处理,即可获得转子初始位置。实验结果表明,该方法不会使转子发生转动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单。检测误差在2°电角度以内,能够满足三级式同步电机的平稳起动要求。

基于FPGA的多特征融合司机疲劳状态检测系统设计

驾驶员的疲劳驾驶是造成交通事故的重要因素,为了实时有效地检测驾驶员的驾驶状态,设计了一种融合多种疲劳特征进行疲劳状态判定的检测算法,并构建了车载的基于现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式检测平台。该多检测算法融合了眼睛和嘴巴的疲劳特征,当某一特征的检测受到影响时可以使用另外的特征进行疲劳状态的判定,较传统的单一特征疲劳检测算法拥有更高的检测效率。实验结果表明:系统的算法简单、可靠、实时性强。

一种在FPGA上实现的FIR滤波器的资源优化算法

在数字滤波器中,FIR滤波器是一种结构简单且总是稳定的滤波器,同时也只有FIR滤波器拥有线性相位的特性。传统的直接型滤波器运算速度过慢,而改进型的DA结构的滤波器需要过高的芯片面积消耗大量的逻辑资源很难达到运算速度以及逻辑资源节约的整体优化。本文提出了一种基于RAG算法的FIR滤波器,与传统的基于DA算法的滤波器结构的滤波器相比,RAG算法简化了FIR滤波器乘法模块的结构,减少了逻辑资源的消耗和硬件实现面积,提高了计算速度。本文设计的16阶FIR滤波器用VerilogHDL进行描述,并综合到Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA中。仿真实验表明基于RAG算法的FIR滤波器达到了逻辑资源的节约和运算速度的提高的整体优化效果。

三级式无刷同步电机转子初始位置估算方法

提出一种三级式无刷同步电机在无位置传感器并且静止的情况下转子初始位置的估算方法。该方法首先利用三级式无刷同步电机主发电机定子铁心的饱和特性,通过给主发电机定子施加特定方向的电压空间矢量,检测并比较相应的定子电流来预估1个转子的初始位置。然后,利用预估的转子初始位置对主发电机定子电流进行造型,通过高斯曲线拟合估算转子初始位置。实验结果表明:转子初始位置的估算精度在0.5°电角度以内。

基于虚拟仿真技术的储能学科教学新形态

在“双碳”背景下,储能方向科学研究及人才培养迎来了新的发展机遇。南京工程学院2019年获教育部批准建设了储能科学与工程新专业,同时学院是江苏省内首批储能科学与工程建设高校。储能科学与工程专业在全国高校中都属于新开专业,各个学校都缺少好的教学和实践资源。为了完善储能专业课程体系,聚焦及提升注重实践的专业教学能力,学院推进建设了“储能规模化并网运行虚拟仿真”教学资源。虚拟仿真课程利用3D重构技术,一比一建设虚拟储能电站。在实践教学中可利用该虚拟仿真资源学习储能电站关键结构部件,运行特征以及运维检修技术,提升储能专业学生实践动手能力。

三级式电机电流/转速分时段闭环起动控制

针对三级式同步电机起动过程中主发电机与励磁机电磁耦合严重,在现有起动控制策略下存在转矩冲击、动态起动困难的问题,通过分析转速环和电流环的调节特点,结合航空发动机负载大惯量特性,提出一种通过电流/转速分时段独立闭环调节主发电机电压矢量幅值的起动控制方法。在此基础之上,采用一种改进型的二阶线性自抗扰控制器对电流环进行优化改进。实验结果表明,所提出的控制方法可以有效提高电机在电动状态下的运行稳定性,减小了起动过程中的转矩冲击,具有较快的响应速度,适用于电机的动态起动。

碳中和目标下储能发展前景综述

先进储能技术已经成为可再生能源发电并网的重要支撑,随着碳中和目标的明确,可再生能源发电装机规模将进一步提升,而储能技术作为连接电力系统与新能源发电的重要媒介,将有望迎来更为广阔的发展空间。碳达峰目标是指我国承诺在2030年前CO_(2)排放量不再增长,并且达到峰值后逐年降低;碳中和是指在2060年前CO_(2)整体排放量与吸收量相互抵消,实现CO_(2)"零排放"。

锂离子电池低温预热方法研究综述

在冬季低温条件下,锂离子电池的容量和功率特性严重衰减,需要预热以提高锂离子电池的输出功率和可用容量。根据热源的位置,目前锂离子电池在低温下预热的方法主要包括外部加热和内部加热。外部加热方式通常具有系统复杂度低、加热时间长、能量损失大、加热一致性差等缺点;虽然内部加热方法可以实现更短的加热时间、更低的能量损失和更好的温度一致性,但系统复杂度和安全风险更高。通过回顾锂离子电池预热方法的发展,总结目前预热过程中亟待解决的问题,并对未来的低温预热研究进行了展望。