A Device for Measuring 3-Phase Alternating Current at a Distance

We have made a preliminary study on a possibility to build a device, which could measure three-phase alternating current at a distance. This report gives a brief look at the theoretical background related with such a device and derives several mathematical results associated with the theory and the structure of the device. Our results suggest that such a device can be built, assuming the distances between the three current-carrying wires and the two sensors of the device are known accurately enough. There are ways to measure these distances, but this article does not concentrate on them.

三电平变频调速系统中直流预励磁试验研究

在交流电机变频调速系统中,电机起动时往往输出转矩不足却经常出现较大的冲击电流,严重时甚至可能造成变频器中开关器件的损坏,尤其在二极管钳位的三电平变频器中,起动时的瞬时冲击电流往往造成中性点偏移而使得变频器无法正常起动。该文在探究上述情况产生原因的同时,提出了一种应用于三电平变频器—电机系统的直流预励磁方案,在电机起动前预先建立起电机磁场,有效地遏制过大的起动电流。通过系统性试验对比,结果表明此方法在380V/160kW三电平变频调速系统中取得了良好的应用效果,同时探讨了此直流预励磁方案在中高压三电平变频器中应用的可能性。

异步电机斜槽转子三维涡流场计算

本文根据异步电机转子结构的周期性和电磁场变化的规律，提出了一种计算斜槽转子横向电流的三维场模型。这种模型既保持了较高的计算精度，又简化了计算工作量。其求解区域仅为一个齿距。采用有限元法，成功地处理了媒质的各向异性、接触电阻及齿距边界条件，计算了横向电流的分布以及由此引起的附加损耗。附加损耗的计算结果与实测结果相符，精度符合工程要求。

基于dSPACE的交流电机V/f控制平台的研究

针对交流电机调速系统中普遍采用传统的开发方法所带来开发周期长、直观性差的问题,研究了以V/f算法开发为例,开发了基于dSPACE的电机控制通用开发平台。简要分析了V/f控制原理,在MATLAB上进行了V/f电机控制算法的建模与仿真,设计了基于dSPACE的V/f电机快速控制算法模型,提出了控制平台框架,搭建了实际的基于dSPACE的电机控制系统运用平台,并进行了实验。研究表明基于dSPACE的V/f电机控制平台能够快速地验证算法的性能,显著缩短开发周期,具有应用价值。

具有升压和容错功能的开绕组感应电机驱动系统

为了提高电机驱动系统的可靠性和安全性,提出一种具有单级升压和容错功能的开绕组感应电机驱动系统。驱动系统运行的拓扑由阻抗源网络和3-H桥逆变器结合而成,既能实现单级升压又能在变流器发生故障下容错运行。根据直通零矢量插入原则以及3-H桥逆变器的调制策略,详细分析了单级升压3-H桥逆变器正常运行以及容错运行时的空间矢量脉宽调制方法。最后通过搭建的开绕组感应电机实验平台,验证了单级升压3-H桥逆变器调制策略的正确性以及开绕组感应电机驱动系统具有升压和容错功能。

高压变频驱动系统脉冲封锁保护策略

基于异步电动机三相输入开路及三相输入短路的电磁暂态过程,结合大容量异步电动机的特点,数学上计算了定子短路反馈电流。通过Park变换,计算出因电机能量回馈而引起的功率单元最大电压泵升值;根据计算所得定子短路反馈电流和电机能量回馈引起的功率单元电压泵升,分别指出了级联式多电平高压变频驱动系统短路和断路两种脉冲封锁方式下实现严重故障保护的利弊,提出在实现断路脉冲封锁保护方式的同时切断变频驱动系统供电电源为系统保护的可行性方案,同时结合Matlab仿真和工业样机SIGA(systemingatearray)系统对两种脉冲封锁保护策略比较,验证了该保护方案的正确性。

两自由度直驱感应电机电磁场分析和特性计算

能够做直线、旋转或螺旋运动的两自由度驱动器在机械工具和机器人等领域有可观的应用价值。本文提出一种具有新型结构的两自由度直驱感应电机并针对该电机镀铜铁磁空心动子特殊结构及多运动形式加剧转子电磁场分析的复杂性,采用简化三维电磁场分析的等效平板模型,利用Maxwell方程组建立电机三维电磁场约束方程并求解气隙、转子铜层和钢层的电磁场量;利用电磁场计算结果和介质表面阻抗的概念计算电机转子参数,采用等效复数磁导率考虑铁磁材料非线性磁化影响。对比分析电机等效电路模型和有限元模型的特性计算结果,表明所述两自由度电机等效电路的合理性以及采用等效平板模型简化分析的可行性。

一种改进的i_p-i_q谐波与无功电流检测方法

针对有源滤波器工程应用的需要,提出了对ip-iq方法在检测谐波和无功电流应用上的改进,不仅减少了计算量,还能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。仿真结果表明这种改进的方法能更好的适应电网谐波和基波无功电流检测的需要,可以获得良好的检测精度和令人满意的动态响应速度。

基于u-n模型的三电平直接转矩控制系统研究

构建了基于二极管中点钳位式三电平逆变器的直接转矩控制系统。提出了一种基于12区间划分的矢量选择方法,考虑了中点电位平衡和电压跳变问题。系统的磁链观测模型采用了适合于全速度范围的模型,提高了定子磁链观测的精确度。最后通过仿真分析验证了所提算法的有效性。

新型钢次级弧形直线感应电动机法向力研究

提出一种新型钢次级弧形直线感应电动机,采用多层行波电磁场理论建立该电机的区域模型,推导出法向力计算公式,建立该钢次级弧形直线感应电动机三维瞬态有限元仿真模型,仿真结果与解析计算结果相吻合。并与同参数的扁平形钢次级直线感应电动机作比较,结果表明这种钢次级弧形直线感应电动机在不改变推力的前提下能够减少法向吸力,提高推力与吸力比值,为该类电机的性能计算、优化设计奠定理论基础。

盘式开关磁阻电机两条关键位置处磁化曲线的解析计算

轴向磁场盘式开关磁阻电机综合了轴向磁场盘式电机和开关磁阻电机的优点,具有重要的应用价值,对这种电机性能的分析和设计是基于其不同转子位置处的磁化曲线。本文以三相6/4极轴向磁场盘式开关磁阻电机为例,采用解析方法,推导得出了该电机定、转子齿中心线对齐位置和定子齿中心线与转子槽中心线对齐位置两个关键位置处的磁化曲线,通过三维有限元方法及实验样机测试,验证了本文给出的解析计算方法的精确性。

高速磁浮动车直线电机（LIM）三维法的特性计算

介绍一种计算误差较小的，新型的三维空间谐波分析法。着重阐述其特性计算公式的导出以及气隙磁密的空间分布、实例计算的分析等。

初级横向偏移时帽型次级直线感应电机特性分析

帽型次级直线感应电机被广泛应用于城轨交通系统中.当列车经过弯道时,帽型直线电机的初、次级之间会发生横向偏移,次级板涡流和气隙磁密的横向分布将会发生畸变,导致初级所受的侧向力不再为零.针对帽型直线电机横向偏移的特殊工况,研究了其电磁特性和力特性.首先,给出了帽型直线电机初级推力、法向力和侧向力的有限元求解公式.其次,通过建立帽型直线电机3-D有限元模型,分析了电机在不同偏移量下次级板涡流和气隙磁密的分布,计算了磁密横向分布的畸变率.最后,得到了不同偏移量下三维力随转差频率的变化曲线,对比了平板型电机和帽型次级直线电机的力学特性.研究结果表明,初级横向偏移时帽型直线电机能够提供更大的牵引力和法向吸引力及更小的侧向排斥力,提升电机的效率,增加车辆的稳定性.

基于三相旋转变换与极坐标变换的电机矢量控制

就异步电机旋转变换和实现方案进行了分析,采用了3相同步旋转与极坐标变换的方法,建立了新的电机旋转变换和极坐标矢量电压控制模型。由于这个模型具有直流电流调节器提供的矢量电压模和旋转角,显然方便SVPWM进行变频变压控制。分析变换使得电流跟随控制器为直流调节器,可在直流线性电压电流模型条件下设计电流反馈环,为交流异步电机矢量控制的实现,提供了新方法和新途径。

新型三滑环绕线转子变极绕组接法研究

对具有三滑环的绕线型变极感应电动机，分析比较了常规的反向法和共轭法的特点和设计方法，指出在既要求所有极数均保持可串电阻调速性质不变又要求有好的性能条件下，可在转子电路中采用交－直变换的方法，将原来的交流输出变为直流输出。

初级横向偏移时帽型次级直线感应电动机制动特性分析

在考虑直线电动机横向偏移、制动、横向边端效应、纵向边端效应的影响下,针对帽型次级直线电动机弯道制动的工况,建立了帽型直线电动机的三维有限元模型,分析了次级板涡流分布,得到了不同偏移量下帽型直线电动机初级所受的制动力、法向力和侧向力随转差率的变化规律。结果表明,帽型次级直线电动机弯道制动时,会使次级板涡流的分布区域发生横向畸变,从而使得初级所受的制动力减小,法向力变化趋势增大,侧向力变化剧烈。三维力的改变增加弯道制动时轮对间的磨损,且影响车辆的稳定运行。

双三相感应电动机SVPWM系统的研究

电压源型逆变器供电的双三相感应电动机有64个电压空间矢量,选择d、q子空间12个最大矢量进行合成,得到12个中间矢量。利用这12个中间矢量,优化设计出一种新型双三相SVPWM系统,使z1z2,o1o2子空间的定子谐波电流小,从而有效控制定子损耗。在S imu link环境下建立该系统的仿真模型,仿真结果验证了控制策略的有效性。

双三相感应电动机直接转矩控制技术的研究

针对传统双三相感应电动机直接转矩控制系统的定子谐波电流较大这一问题,在基本SVPWM算法、基本DTC技术的基础上,设计出一种基于十二中间电压矢量的双三相感应电动机DTC系统。在Simulink环境下建立了该系统的各部分仿真模块和总体仿真模型,结果表明,设计的系统能够有效减小定子谐波电流和转矩脉动,从而验证了所提出控制策略的正确性、有效性。

感应电机定子轭部螺钉孔对三相空载电流平衡度和定子铁耗的影响

本文针对感应电机定子铁心轭部螺钉孔造成的空载三相电流不平衡和定子铁耗增加的问题,探究了铁心轭部螺钉孔对空载电流平衡度的影响,并分析了铁心轭部螺钉孔与电机铁耗之间的关系。理论分析和有限元仿真均表明,螺钉孔的存在所造成的轭部局部磁饱和显著增加了三相电流不平衡度,并且提高了定子的铁心损耗。为了降低轭部螺钉孔对电流平衡度和铁心损耗的影响,本文提出了定子铁心轭部有3个螺钉孔的电机结构。仿真和试验结果表明,当铁心轭部有3个螺钉孔时能够较好地解决电流不平衡的问题,铁心损耗值也较为合理。

几种不同交流电机“自转”的探究

应用磁场理论、高等数学和人机交互软件,对三相异步电动机和单相异步电动机为什么会产生"自转",而与单相异步电动机工作原理非常相似的二相交流伺服电动机却为什么不会产生"自转"的原因进行了详尽的研究。