基于d-q变换及WOA-LSTM的异步电机定子匝间短路故障诊断方法

为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断,提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法。通过理论推导可知,d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据。采用鲸鱼优化算法对长短期记忆网络中的3个关键参数进行优化,建立WOA-LSTM故障分类模型。为了验证基于d-q变换和WOA-LSTM故障诊断方法的有效性,分别以小波变换、快速傅里叶变换及d-q变换提取电流频谱数据作为输入数据集,以一台YE2-100L1-4型异步电机为实验对象进行实验验证。研究结果表明:相比于小波变换及快速傅里叶变换,采用d-q变换能更准确的提取出定子电流中的故障特征,更精确地反映电机故障状态,有助于提高故障分类准确率;相比于传统的LSTM算法,经WOA优化后的LSTM算法分类准确率可达98.3%,能可靠地实现不同程度匝间短路故障的诊断。

基于d-q理论的双馈异步电机定子匝间短路故障诊断方法

为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断,提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法 .首先,通过分析故障后电机的电磁特性,得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论 .然后,通过对转子单相电流进行特殊的相移构造出三相电流,并对该组电流进行d-q变换,利用理论推导证明d-q变换后的直流分量幅值能够反映特征谐波的大小,将直流分量作为故障特征量进行双馈异步电机匝间短路故障的诊断.最后,依据有限元法建立故障前后电机的仿真模型,对不同工况下故障特征量的变化进行研究.结果表明:基于d-q理论提取的故障特征量与定子绕组的短路匝数呈正相关,且在转速变化和电压不平衡时也可有效诊断出匝间短路故障;通过设置合理的故障阈值可实现对双馈异步电机定子绕组匝间短路故障的精确辨识.研究结果可以为电机绕组匝间短路故障诊断提供参考.

基于d-q坐标系的单相链式STATCOM直流电压平衡控制策略

直流侧电压平衡是单相链式STATCOM能够安全、可靠运行的前提,而各H桥之间有功功率损耗的差异是造成直流侧电压不平衡的根本原因。建立了单相链式STATCOM在d-q旋转坐标系下的数学模型,基于瞬时功率理论分析了引起直流电压不平衡的原因,并设计了由前馈解耦电流内环、电压均值外环和电压平衡外环组成的三环控制策略。与在a-b-c静止坐标系下的控制策略相比,该方法不仅实现了网侧电流的无静差控制,同时更便于直流侧电压平衡环节的实现。仿真与实验均验证了该方法的有效性。

无锁相环d-q谐波电流检测法的实现

电力有源滤波器是补偿电力系统中谐波及无功功率的重要装置,其关键环节是实时准确的检测出谐波电流。基于d-q坐标变换的谐波电流检测方法不受电压影响,并能应用于负荷电流不对称的情况。文中介绍了d-q坐标变换的谐波电流检测的基本原理,在此基础上提出了一种无锁相环的实现方法。分析指出,d-q变换过程中的频率偏差对检测结果不构成影响。该方法用PSCAD/EMTDC软件进行了仿真,并应用于电力有源滤波器样机。实验结果表明,该检测方法是准确可行的。

基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平NPC整流器控制方法

首先建立了基于开关函数的三电平中点钳位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。提出了一种基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点钳位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节的优点,并且通过设计中点电位控制器,能够有效抑制由外部扰动和调制方法造成的中点电位的直流和低频脉动。通过系统的仿真和实验,验证了该数学模型的正确性,以及该控制方法的优异性能。

基于双d-q坐标系的并网逆变器控制策略

根据三相并网逆变器的数学模型分析了直接电流控制策略和间接电流控制策略的控制机理。忽略线路电阻时,在单位功率因数情况下,逆变器输出电压d轴分量总等于电网电压峰值,据这一特征提出对逆变器d轴电流分量id单闭环的间接电流控制策略。分析了新方法的并网功率因数受线路阻抗与电网电压检测精度的影响程度,并根据造成功率因数低的原因提出了一种在双d-q坐标下的并网控制策略,将不同的量设定在不同的坐标系中,但双坐标中所有的量仍满足平行四边形法则,实现了单位功率因数并网运行。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的控制效果。

同步发电机d-q轴饱和特性曲线族

该文针对同步发电机的非正常运行条件 ,以理论分析和有限元计算相结合的方法 ,系统研究了合成磁场在空间的位置及励磁电流的大小对饱和特性的影响 ,提出了以功角和励磁电流标幺值为参数的饱和特性曲线族 ,并以 30 0MW汽轮发电机和 6 40MW水轮发电机为例 ,求出了相应的曲线族。按照所求得的曲线族 ,当功角较大或功角一定而励磁电流标幺值较大时 ,为产生一定大小的气隙电势Eδ 所需的合成电流IΣ 的值 ,比按空载特性确定的值在极限情况下有可能要大 40 %。与实测对比表明 ,采用该文提出的新的饱和特性曲线族 。

基于d-q变换的三相不对称系统任意次谐波电流的检测方法

基于传统d q理论的谐波检测方法只能检测出三相对称系统中的谐波分量,但在电力系统故障检测和保护中,往往需要检测出对应于故障的特征次谐波电流。提出了一种改进的d q检测法,它能检测出三相不对称系统的任意次谐波电流。针对实际检测环节中,高次谐波通过加设在检测环节前端的低通滤波器时产生较大的相角误差,给出了一种切实可行的相位误差校正方法。理论分析和仿真结果证明了所提方法的正确性。

基于d-q坐标的谐波与无功电流检测方法及仿真分析

通过对abc三相坐标进行d-q坐标变换的方法,提出了一种新型的基于d-q坐标变换的谐波与无功电流的检测方法。该方法通过对三相电压与电流进行d-q变换后对相应的分量进行分离的方法实现对谐波与无功电流的检测。详细地说明了基于d-q坐标变换的谐波与无功电流检测算法的流程,给出了具体的框图并其特点进行了总结;同时利用PSCAD/EMTDC软件对基于d-q坐标变换的谐波与无功电流检测方法进行仿真分析。仿真结果表明,所提方法可以准确及时地实现电网中谐波与无功电流的检测。

单相电流型逆变器的d-q控制及仿真研究

提出了一种基于小型风力发电系统的单相电流型并网逆变器d-q控制算法。该方法将常应用于三相逆变器中的d-q算法应用于单相电流型并网逆变器。一般来说,应用d-q算法至少需要独立的两相。依据正交虚拟电路的概念建立单相电流型逆变器的第二相,获得独立的两相。这种算法应用于本系统,理论上,逆变器的输出电流可以达到无穷大的开环增益,从而消除了逆变器输出电流基波分量的稳态误差。在Matlab-Smulink中对该系统的控制器进行了设计和仿真验证,结果表明:采用上述方法设计的控制器具有较好的稳态及动态性能。

笼型转子无刷双馈电机d-q模型与控制特性仿真

无刷双馈电机是一种新型的适于变频调速系统使用的电机,其结构型式和工作原理与传统交流电机相比具有较大的区别.针对转子结构为笼型短路绕组的无刷双馈电机,建立了其在转子旋转坐标轴下的d-q数学模型,导出了电磁转矩表达式,并应用该模型对该类电机的控制特性进行了仿真研究,仿真结果验证了模型的正确性.

基于d-q变换的谐波检测方法研究

在瞬时无功功率理论的基础上,提出一种基于改进型谐波电流检测方法的有源滤波器。这种有源滤波器不受电压畸变影响,并能应用于具有不对称负荷的情况,不受频率偏移约束,检测电流基波分量更加灵活,能获取正确的基波正序有功和无功电流。能够实时、有效地补偿系统的谐波和无功电流,最后通过仿真与实验验证了该算法的有效性。

绕线转子无刷双馈电机的d-q轴数学模型

在阐述绕线转子无刷双馈电机的定子绕组、转子绕组结构和静止a-b-c轴数学模型的基础上,推导出电机的d-q轴数学模型。这种电机模型建立在一个任意d-q轴坐标系下,使用起来方便,消除定子绕组和转子绕组之间互感矩阵的时变系数,缩短计算时间,有利于控制方法的实现,适用于绕线转子无刷双馈电机动态和稳态性能的分析研究。d-q轴数学模型的参数能根据电机的设计几何尺寸和经验公式得到。通过仿真分析结果和实验数据的对比,验证了任意d-q轴数学模型的正确性。绕线转子无刷双馈电机任意d-q轴数学模型的建立为电机性能分析和控制策略的研究奠定基础。

基于d-q变换的时栅位移传感器补偿算法研究

时栅位移传感器是一种新型的栅式位移传感器,它不依赖于空间等分性,通过对时间脉冲进行计数而间接实现位移测量,从而达到高精度测量。介绍了传感器信号变形的原因,将非理想信号分为幅度不均、相位偏移、谐波叠加、波形变形四大类;针对幅度不均的情况,将电机学中的d-q变换引入误差分析,推导出其对寄生式时栅位移传感的误差影响;同时在d-q变换原理的视角下重新审视了时栅传感器的测量过程。提出了一种基于变换空间下的误差补偿算法,d轴的差分项与q轴误差项变化趋势一致,利用变化规律对测量误差进行实时修正。在安装有寄生式时栅位移传感器的实验台上进行了实验并获取到不同情况下的误差曲线,实验结果表明,该补偿算法可以消除幅度不均带来的二次误差,误差压制量达到90%。这种算法完全利用信号本身的特性,无需复杂的运算,将误差部分进行了补偿达到了比较理想的效果,对于寄生式时栅位移传感器的实际应用具有重要意义。

基于数学形态学复合滤波和无时延d-q变换的电压暂态扰动识别

暂态电压扰动的识别是当前电能质量领域研究的热点,采用了无时延d-q变换进行暂态电压扰动识别,从而解决了延时60°构造对称三相电压的d-q变换的镜像扰动问题,针对无时延d-q变换易受谐波及高频噪声干扰的缺点,研究了数学形态学结合离散积分的滤波方案,用以取代传统的数字低通滤波器。在LabVIEW中的将该方案与传统数字低通滤波器进行对比,结果表明该滤波方案响应速度快,适应能力强,检测精度高,具有非常优越的综合性能。

考虑频率波动的改进瞬时电压d-q分解算法

电压有效值的准确检测是分析电压暂降、波动和偏差的基础,是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要问题.以单相电源为参考电压,采用60°延时方法构造虚拟的三相系统,借助d-q坐标变换可以对电压瞬时有效值进行计算.本文在该方法基本原理的基础上,分析了检测信号的频率波动对计算结果的影响,推导了频率波动误差公式,并在Matlab/Simulink平台下对推导结论进行了仿真验证,同时提出了基于u2d+u2q项滤波和局部均值计算的改进算法.通过仿真对比改进算法与传统算法,结果表明,改进算法对频率波动信号电压有效值的计算更准确.

基于车队D-Q模型的交通信号控制算法

用D-Q模型对单交叉口的车队形成、消散进行了描述,D(discharging)代表车队的消散过程、Q(queuing)代表车队的形成过程.在交通信号控制中,设计了一种以车队总延误时间为优化目标的实时的onestep控制算法.编制交通仿真系统平台,对该方法的控制效果与定时控制进行了模拟比较,仿真试验的结果说明该方法的控制效果明显优于传统的控制方式.

多相异步电动机在广义d-q-0参照系中的仿真分析

选择合适参照系变换是多相电机分析中的重要内容,文中介绍了广义d-q-0变换的原理和这种变换矩阵的推导过程,阐述了这种变换的物理意义。以双Y移30°异步电动机为对象,在广义d-q-0参照系中建立数学模型并进行仿真,结果验证了这种变换在动态问题和谐波问题分析中的有效性。

D-Q电网络全阶模型构建方法与潮流计算

文中提出D-Q电网络全阶模型构建方法,从RLC电路属性出发建立了dq坐标系下电网络元件动态模型,通过代数图论对电网络进行数学模型构建,即建立dq坐标系下包含耦合项、微分项及同轴代数项的D-Q电网络全阶模型,为电力系统潮流计算、动态数值仿真等问题的分析提供了新的思路和参考。以潮流计算为例,忽略网络动态特性,基于D-Q电网络的节点电压方程,构建D-Q电网络潮流模型,并用牛顿–拉夫逊法(Newton–Raphson,NR)迭代求解。在迭代过程中,PQ节点及PV节点电压幅值不平衡量对应的雅克比矩阵非对角线元素保持常数,提高了运算速度。通过IEEE 118、300等多个算例对应不同场景对所提潮流方法进行测试分析,结果表明,该潮流方法具有运算速度快,对迭代初值和负载水平不敏感的优点。

无刷双馈电机的d-q数学模型

从无刷双馈电机的基本方程式出发 ,通过坐标变换 ,建立了无刷双馈电机在转子速旋转坐标系下的d -q模型 ,并从矩阵变换的角度出发得出了转矩公式 。