具有径向补偿永磁系统的高功率法拉第隔离器

基于磁场设计原理及法拉第隔离器对高功率的需求,提出了一种具有径向补偿特性的永磁系统(RCPMS),分析了其磁场分布不均匀度对激光偏振态旋转角度(LPR)的影响,以及LPR的变化对法拉第隔离器性能的影响。研究结果表明,在RCPMS中,LPR的变化量减小至未补偿情况下的20%,FI的退偏度降低了10倍,这对于FI应用在高功率激光系统具有重要意义。

波荡器永磁系统的计算机仿真计算

用Ansys有限元软件对波荡器永磁系统进行仿真计算,仿真对象包括二周期、三周期非渐变结构和简易渐变结构。给出了系统的磁力线分布和磁场分布,结果显示,与非渐变结构相比,在相同的工作间隙和永磁材料用量的前提下,简单渐变结构系统的场强提高了40%左右,而高次谐波及漏场则可显著减小。仿真结果为波荡器的设计提供了有益参考。

智能永磁系统在煤矿胶带输送机中的应用研究

针对胶带输送机采用传统异步电动机驱动装置存在的启动转矩不足、启动电流较大、维护成本高、运行噪声大、电能浪费严重等问题,同煤集团引进了智能永磁直驱系统,对永磁直驱系统与传统驱动系统进行了对比分析,论述了永磁直驱系统的主要组成及其优越的性能。智能永磁直驱系统在同煤集团矿井应用表明,该系统具有运行可靠、维护简单、经济节能、安全性好以及生产效率高等优点。

电控永磁系统的创新应用——访意大利泰磁(Tecnomagels S.p.A.)公司中国区首席代表李黎先生

在上海举行的中国国际模具技术和设备展及中国国际橡胶塑料展上,意大利TECNOMAGNETE(泰磁)公司的电控永磁夹具和电控永磁快速换模与夹模系统,安装在台湾友嘉公司VB-610立式加工中心和宁波海天公司的注塑机上,分别进行了强力切削和注塑机快速换模与夹模表演,引起参观者的极大兴趣.

电控永磁系统在高速切削中的应用

在高速切削中,加工系统的动态刚性和抗振性在很大程度上决定实际切削效果,就目前的技术发展状况而言,机床和刀具都已具有出色的表现,而夹具系统尚未突破传统的工艺方法,本文向读者介绍一种已流行于欧美市场用于高速切削的“电控永磁夹具系统”,如图1所示:

基于VIENNA永磁风电系统的自适应反推控制研究

针对永磁同步电机存在非线性项的不确定性以及系统参数摄动产生的不利影响,提出一种基于VIENNA永磁风电系统的自适应反推控制策略。采用VIENNA整流拓扑实现整机功率密度的最大化,降低谐波干扰,提升系统的可靠性。通过自适应反推控制得到系统控制律和参数自适应律,解决了系统的非线性,实现了对定子电阻和负载转矩的参数自适应,从而提高了系统的抗干扰能力。仿真结果表明,该控制系统具有较强的鲁棒性。

永磁伺服系统转速跟踪控制与数据驱动的参数设计方法

在永磁伺服控制系统中,传统的转速控制策略在低频段存在幅值与相位偏差问题,降低了转速跟踪控制精度。为解决该问题,该文提出了一种高精度的转速跟踪控制策略与数据驱动的参数设计方法。主要思路是在转速控制环节串联一个滞后-超前补偿器,用以校正低频段的幅值与相位;以低频段补偿后的幅值及相位误差最小为优化目标,同时约束补偿器在全频带范围内的最大幅值增益和相移,设计了一种数据驱动的补偿器参数优化方法,并对补偿后控制系统的性能进行了分析评估。实验结果表明,基于实验数据所设计的补偿器在转速指令频率小于1 rad/s的低频段区间内,转速跟踪误差小于2 r/min,相较于传统方法控制精度显著提升;在跟踪转速阶跃指令时,该文方法和传统方法的控制效果相当,这说明该文方法在改善低频段跟踪性能的同时,保持了控制系统在中高频段原有的幅频和相频特性。

永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪模糊分数阶控制

在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

海上直驱永磁风电系统非对称故障主动识别方法

传统风电系统故障识别方法容易受到线电压误差影响出现误判,导致故障数据识别结果精度不高,因此提出海上直驱永磁风电系统非对称故障主动识别方法。分析非对称故障下风电系统的运行特性。根据连续时间信号,采用主动学习方法消除信号基频。使用逆向扩散法调整主动学习参数,判断故障态、预警态事件。利用电压幅值和时间宽度双重标准分析线电压误差,采用数据互校验方法确认故障事件可信性,完成故障主动识别。实验结果表明,所提方法能够主动发现风电系统中的电流异常情况和谐波畸变程度,直流分量最大误差仅为0.05 A。

刮板输送机永磁直驱系统动态特性及链传动系统张力实验研究

刮板输送机运行环境复杂,且故障率高主要是由于刮板链异常所致,基于此搭建了永磁直驱负载突变模拟实验平台,进行模拟实验,在此基础上进行链传动系统张力实验验证,以期探寻永磁直驱传动系统的动态特性,为工业性试验提供参考,以提高试验水平,保证试验结果的可靠性。

智能永磁直驱系统在带式输送机中的应用

针对带式输送机驱动系统传动效率低、转矩不足、电量耗费大的特点,以挖金湾矿研究试点,将智能永磁直驱系统应用于带式输送机中,论文详细介绍了该系统的基础构造与运行原理;实践表明,该系统能够有效提高带式输送机运行效率与稳定性,经济效益显著,相较于原驱动系统,传动效率提高了约8%,系统能耗降低了10%以上,有效降低了吨煤产出成本,实现了带式输送机系统安全高效运行的目标。

一种永磁同步电机驱动系统效率优化方法

常规永磁同步电机驱动系统效率优化方法中电机功率因素变化值小,搜索时间长。因此,提出了一种工程化的效率优化方法。在低电压穿越工况下,从运行速度和母线电压等多方面考虑构建了一种非线性的载波切换曲线。根据曲线中最高值和最低值来设置调制系数,采用空间矢量脉宽调制方式的控制器在线性区做最大调制。在此基础上调节最优电流角,通过不连续脉宽调制方法将七段式发波规律改为五段式,最终实现永磁同步电机驱动系统效率的优化。通过对比试验发现,与其他两种效率优化方法对比电机驱动系统,提出的工程化的效率优化方法更具优势。

一种多模型融合的风电系统永磁同步发电机数字孪生建模方法

针对当前风电系统永磁同步发电机(PMSG)建模技术存在设备内部参数理想化和系统耦合单一化的不足,无法满足数字孪生技术对设备虚拟模型要求的问题,提出一种面向数字孪生的风电系统永磁同步发电机建模方法。首先,依据实体样机参数,构建2 MW PMSG本体及电磁模型。之后为实现系统对PMSG的控制,基于联合仿真技术利用数字孪生建模平台搭建风电系统PMSG控制电路,实现多系统耦合仿真建模;在此基础上,充分考虑电机传热散热特性等影响,对PMSG热模型进行了构建与计算,并针对温度场计算流程复杂,不具备实时性等问题,引入一种改进的粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)代理模型方法对热模型进行降阶处理并集成;最终完成了基于多模型融合的PMSG数字孪生虚拟模型建模,并采用实体风机运行数据进行验证与测试,结果表明该模型可以有效地反映PMSG真实运行特性。

太赫兹行波管永磁聚焦系统仿真分析与设计

利用Ansoft Maxwell 2D软件建立太赫兹行波管永磁聚焦系统仿真模型,对模型结构尺寸进行参数化分析,研究永磁聚焦系统结构尺寸对聚焦系统轴向磁场分布、均匀区磁通密度(B)、磁场不均匀性(Δ)、磁场0点到均匀区距离(S)、均匀区长度(H)和系统重量(m)等多个指标的影响。在此基础上优化设计出了新的永磁聚焦系统,确定了永磁聚焦系统结构最佳尺寸。对应聚焦系统中心轴线上轴向磁场S=16 mm,H=30 mm,B=0.94 T,Δ=1.7%,m=10 kg。

基于高阶ESO的永磁直驱风电系统快速终端滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统非线性强和风速多变问题,提出一种基于高阶扩张状态观测器HOESO(highorder extended state observer)的最大功率跟踪控制方法。首先利用高阶扩张状态观测器精确估计出由风速突变引起的系统转矩和转速变化,然后将其前馈补偿到快速终端滑模控制器中抵消干扰,增强系统的抗扰能力和鲁棒性。仿真结果表明,该方法能够实时估计风速引起的转矩扰动,转速控制精度高,实现最大程度利用风能。

基于快速控制原型的永磁同步电机控制系统设计及应用

为满足未来社会生产要求,设计了一套基于快速控制原型的永磁同步电机控制系统。在确定快速控制原型开发流程的基础上,提出了最大转矩电流比控制方案,并分别从硬件设计、软件设计以及矢量控制等几个方面入手,对永磁同步电机控制系统设计方案进行阐述。永磁同步电机控制系统设计方案充分彰显了快速控制原型的优势,具有技术可行性。在永磁同步电机控制系统设计中,应考虑到硬件与软件等几方面因素的影响,通过完善设计路径可以增强系统功能,值得关注。

基于旋转高频电压注入的六相串联三相永磁同步电机系统转子初始位置解耦观测

用一台逆变器驱动两台永磁同步电机串联系统,可以通过控制不同平面的电压矢量实现对两台电机的独立解耦控制。该文提出在一台六相逆变器的六相平面和三相平面下同时注入旋转高频电压信号,通过解调静止坐标系下电流响应的负序分量来分别获得两台电机的转子初始位置角。同时为了提高观测精度,利用解调电流响应中正序分量所获得的误差角对解耦获得的转子初始位置角进行补偿。此外,对于六相串联三相永磁同步电机(PMSM)系统,考虑到系统中两台电机的浅磁饱和特性,在极性判断中利用了与传统单台永磁同步电机相反的结果来进行判断。根据该文所设计的旋转高频电压注入法,可以实现两台电机转子初始位置解耦观测。六相PMSM和三相PMSM的估计误差绝对值的平均值分别为3.72°和1.81°。最后,实验验证了所提观测算法的有效性。

基于CPU-FPGA的永磁直驱风机系统多速率实时仿真

在对永磁直驱风机系统进行实时仿真时,传统的基于多核中央处理器(Central processing unit,CPU)的实时仿真平台已无法满足亚微秒级仿真步长的需求。针对该问题,引入现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA),提出了基于FPGA与CPU的永磁直驱风机系统异构多速率实时仿真方法。将永磁直驱风机系统按照仿真步长需求切割为大步长与小步长系统,分别于CPU与FPGA中联立运行;对该方法所产生的异步通信问题进行了优化。搭建仿真平台并进行实时仿真实验,将仿真结果与Simulink离线仿真结果进行对比;实验结果验证了该实时仿真方法的可行性与准确性。

基于三角函数正交性的永磁伺服系统机械参数辨识

为抑制永磁伺服系统机械参数不确定对系统控制性能的影响,提出一种利用三角函数正交性进行机械参数辨识的方法。给电机施加两个不同幅值、相同角频率的机械角速度指令,通过正弦、余弦函数在不同区间内的积分实现系统摩擦系数与转动惯量的解耦,在提高辨识精度的同时消除了不定负载转矩对黏滞摩擦系数、库仑摩擦系数和转动惯量辨识结果的影响。利用辨识得到的机械参数值对负载转矩进行观测,并针对系统的摩擦转矩、负载转矩进行对应的前馈补偿。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性,机械参数辨识误差在1%左右,进行前馈补偿后转速环的控制性能得到一定的提升。