磁罗经补偿装置对消磁绕组绝缘故障诊断的影响及改进

磁罗经补偿装置是校正船舶磁罗经误差的重要设备。文章分析了磁罗经补偿装置的工作原理和其绝缘性能对消磁绕组绝缘故障诊断的影响,提出通过非接触式直流电流传感器采集电流,能够消除磁罗经补偿装置绝缘性能对消磁绕组绝缘故障诊断的影响,提高了故障诊断准确率。

舰船消磁绕组优化调整算法研究

舰船消磁绕组调整是消磁工作的重要内容。为提高消磁绕组对舰船磁场的补偿质量与作业效率,提出了一种消磁绕组调整优化算法。该算法综合考虑了不同绕组的补偿特点,确立了舰船消绕组调整的优化目标和约束条件,并结合自适应遗传算法提高了算法的有效性。实验结果表明:所提算法具有显著的优化效果和鲁棒性,极大地提高了消磁绕组调整的精度和速度,能够实现消磁绕组调整的计算机算法替代,为舰船消磁智能化提供可靠支持。

基于多目标的消磁绕组优化调整方法

针对目前舰船消磁绕组优化调整方法中只考虑舰艇磁场信号幅值而较少考虑磁场梯度信号幅值的不足,提出同时以磁场幅值和磁场梯度幅值削减为目标的优化调整方法.为此,首先以线圈等效电流值为优化对象,磁场和梯度峰值为优化目标,建立了消磁绕组优化调整的多目标数学模型;随后采用多目标微粒群算法求解得到了该优化问题的Pareto解集;最后通过一个计算实例验证了方法的有效性.实例结果表明该方法能够同时处理磁场和磁场梯度幅值,并能给出多种不同等效电流组合以供选择使用.

消磁绕组磁场与钢板磁化的关系分析

基于毕奥—沙伐定律和铁磁理论,结合舰载消磁绕组敷设状态,分析通电消磁绕组产生的磁场特性,研究消磁绕组的通电电流及其与钢板的距离对钢板磁场的影响。结果表明,通电绕组产生的磁场随距离的减小而递增,随电流的变大而直线增大,且存在两个临界值:电流Ic和距离Dc,一旦绕组电流或与钢板的距离超过临界值,其产生的磁场将超过钢板矫顽力,导致船体钢板固定磁化。另外,结合工程实践情况,对消磁绕组磁场的不同简化方法进行对比,发现各误差均不大于0.2%,即可以将绕组等效成无限长的直通电导线,以快速计算判断其磁场大小。

一种虑及频率影响的缩比船模垂向消磁绕组电感计算方法

当前,在舰船消磁系统设计过程中,消磁绕组的电感一直被视为一个不变的常数,而没有考虑交流激励信号产生的涡流作用将影响消磁系统绕组的配置,进而影响消磁性能。针对此问题,提出了一种基于有限元方法虑及频率影响的缩比船模垂向消磁绕组电感计算方法,通过开展缩比船模的三维涡流场仿真提取了缩比船模垂向消磁绕组的交流电感,给出了其实现步骤,并通过与实测值对比验证了其有效性。

基于遗传算法的消磁绕组优化设计

介绍遗传算法在消磁绕组优化设计中的应用,并结合有限元数学仿真对算法进行试验验证。该算法优化精度高,求解收敛性好,不仅能够对消磁绕组安匝量进行优化,而且能够对消磁绕组布置位置进行优化。

基于最小二乘法的消磁绕组重构技术研究

通过建立消磁绕组磁场的数学模型,运用最小二乘法实现分布式消磁系统绕组重构。试验验证了在已知消磁绕组布置位置和区段数的情况下,基于最小二乘法的消磁绕组重构技术的可行性。仿真结果表明,该算法可以利用剩余完好的绕组良好的补偿舰船的磁场值,维持磁场防护效果。

船用消磁绕组绝缘故障诊断方法分析

消磁绕组是船用消磁系统的重要组成部分,其绝缘性能优劣决定船舶的磁隐身性能。文章通过分析船舶消磁绕组绝缘故障成因,给出绕组绝缘故障检测方法,提炼总结消磁绕组绝缘故障诊断基本流程,希望能够给相关工作人员提供指导。

曲线拟合在消磁绕组设计中的应用

介绍了最小二乘多项式曲线拟合的方法在消磁绕组电磁设计中的应用及拟合的步骤,结合船模对拟合的结果进行了试验验证。结果表明,拟合精度高,相比逐步试凑法能够大幅提高设计效率。

共母线开绕组永磁同步牵引电机级联模型预测电流控制

为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢量使得q轴电流减小,这一新的筛选组合规则将2个有效矢量根据对q轴电流作用效果分组寻优和作用时间分配;其次,在第2级对第1级所选有效电压矢量的零轴分量局部寻优,在第3级对第1级和第2级优化后系统产生的零轴电流分量采用极性相反的零矢量进行矢量分类寻优抑制,并精确分配作用时间;然后,在第4级对前3级所选电压矢量进行开关状态局部寻优,确定最优电压矢量的低开关频率状态组合作用于逆变器。最后,引入自抗扰控制减少电机启动加速过程中的调速超调,并对所提策略和双矢量模型预测电流控制进行稳态和动态仿真对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率和调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步对共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统弱磁控制进行究,以及将驱动控制系统应用于机车牵引提供参考。

开绕组永磁同步电机最小铜耗控制策略研究

开绕组永磁同步电机由两组逆变器驱动,具有大功率、大扭矩的特点,应用于电动汽车。由于能耗对电动汽车极其重要,因此对降低开绕组永磁同步电机铜耗进行了研究,提出基于该系统的变解耦角度调制策略。该策略以两组逆变器输出电压矢量之间的夹角(解耦角)为控制变量,利用树种优化算法根据电机不同负载状态选择最佳解耦角,以减少开绕组永磁同步电机铜耗。通过仿真验证,在轻载工况下,可减少25%的铜耗,证明了该策略的优越性,为控制电动汽车运行损耗提供了理论支撑。

大型异步电机定子端部绕组电磁力的研究

针对大型异步电机定子端部绕组受电磁力作用容易发生故障的实际工程问题,提出了一种通过改变端部绕组锥度角进而改善定子端部绕组力学性能的方法。利用MAXWELL方程结合分离变量法推导出了端部绕组磁场的表达式,通过时步有限元方法建立端部绕组模型,进而分析绕组端部磁场的分布情况。最后结合洛伦兹法则,利用局部坐标变换得到端部绕组斜线段电磁力的计算公式,运用数值分析方法对其仿真分析,在此基础上结合具体算例,对比分析了端部绕组在不同锥度角下电磁力的分布情况。分析结果表明,该方法能够改善端部绕组的力学性能,延长电机使用寿命,为干式潜水电机定子端部绕组的优化设计提供理论依据。

双绕组永磁容错电机不同故障容错控制策略的比较研究

在分析双绕组三相永磁容错电机基本结构的基础上,讨论了电机在开路和短路故障情况下的转矩脉动和铜耗。详细论述了加倍增加对应相电流容错控制策略、最优转矩容错控制策略和电流矢量容错控制策略的实现方法。通过数学计算和仿真比较分析了3种容错控制策略的性能和优缺点。硬件实验结果验证了所提出的电流矢量容错控制策略的正确性和可行性。

双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统研究

针对现有容错电机驱动系统的不足,提出一种针对直升机绞车用双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统,具有可靠性高、功率密度高、提升索降工况双向控制等优点。设计了容错提升系统的系统拓扑结构和双绕组永磁容错电机结构。分析了系统的工作原理,并分别对系统的提升工况和索降工况进行了数学模型的建立。为提高系统的缺相运行特性,提出了基于转速、电流、电压双向控制(电动制动)的热备份余度容错控制策略,以及开路故障诊断与余度通信策略。通过系统试验平台的搭建,对双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统分别进行了提升工况正常态、绕组开路故障态和索降工况正常态、绕组开路故障态的试验验证。试验结果表明,当系统无论是工作在提升工况,还是索降工况,其发生绕组开路故障时,系统的输出性能仍可保持不变,实现了系统开路故障容错,证明了容错提升系统结构设计的合理性及容错控制策略的正确性。

双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统

提出一种基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统,其电机本体采用转子磁钢离心式对称六相十极永磁容错电机,定子中包含两套相互独立的三相绕组。系统采用了基于矢量控制的热备份余度容错控制策略,同时采取故障诊断与余度通信策略。对基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统进行了一相绕组断路和一相绕组短路故障态的仿真验证,并搭建了系统试验平台对其进行了试验验证。仿真和试验表明,当系统发生断路或短路故障后,电机输出性能仍可保持不变,实现了系统断路或短路故障容错,证明了电机设计的合理性及余度容错控制策略的正确性。

共直流母线开绕组永磁同步电机系统零序电流抑制策略

由于变流器调制产生的共模电压和永磁电机反电动势三次谐波的存在,开绕组永磁同步电机两端共直流母线情况下会在电机绕组产生零序电流,影响了电机运行效率和稳定性。由此提出了共直流母线开绕组永磁同步电机系统零序电流抑制策略,通过建立开绕组永磁同步电机数学模型,分析了零序回路的工作特性,并通过对零序电流的闭环调节控制变流器产生共模电压以抵消反电动势三次谐波分量,达到抑制零序电流的目的;同时深入分析和对比了所提零序电流抑制策略和传统共模电压抑制策略的调制能力和最大调制度;最后,通过构建开绕组永磁同步电机实验机组,对所提零序电流抑制策略的可行性和有效性进行了实验验证。

基于比例谐振控制的共直流母线开绕组永磁同步电机零序电流抑制技术

由于共直流母线的开绕组永磁同步电机系统存在零序电流回路,变流器调制产生的共模电压和永磁体自身反电动势零序分量构成的零序电压源会在电机绕组内产生零序电流,影响开绕组永磁同步电机的运行效率和稳定性。因此,提出一种基于比例谐振控制的零序电流抑制方法,在建立开绕组永磁同步电机及其零序回路数学模型基础上,通过设计基于比例谐振控制的零序电流闭环系统来控制变流器输出电压的零序分量,达到对零序电流的抑制目的。同时深入分析了所提零序电流抑制策略在开绕组永磁同步电机不同运行工况下的稳定运行能力。最后,通过构建开绕组永磁同步电机实验系统,验证了所提出零序电流抑制策略的有效性。

非晶丝单磁芯双绕组闭环系统新型磁场传感器研究

本文研究了利用具有近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金丝研制的新型磁场传感器。提出了采用单非晶丝磁芯双绕组结构的磁敏探头 ,改善了多谐振荡桥路的对称性 ,并通过引入负反馈形成的闭环测量系统 ,使非晶磁芯工作于零场附近的线性区域 ,从而使传感器的线性测量范围、线性度、温度稳定性及动态特性指标得以提高。对传感器的工作原理进行了分析 ,并设计了该传感器的信号处理电路 ,对研制中的关键技术作了介绍 。

HEV用开绕组永磁同步电机双逆变器协同控制

针对传统多能源混合动力汽车(HEV),采取了一种可同时使用两种能源的开绕组(OW)永磁同步电机(PMSM)双逆变器驱动系统。利用开绕组系统的结构灵活性,研究了双逆变器在三种不同电压分配方式下的协同控制方法,通过分别控制两逆变器的输出电压,管理两逆变器与电机的功率流向,满足HEV不同运行工况的性能要求。同时采用了结合最大转矩电流比算法的空间矢量调制直接转矩控制策略,以获得系统更好可控性。实验结果验证了所提出的HEV用OW-PMSM双逆变器系统的协同控制策略的可行性和有效性。

开绕组永磁同步发电机的容错控制

为实现开绕组永磁同步发电机(PMSG)在变流器故障下的容错运行,本文通过分析开绕组PMSG系统变流器存在的故障类型,建立容错故障状态下开绕组PMSG的数学模型,通过研究不同故障状态下两个变流器的电压矢量分布,给出了开绕组PMSG变流器容错运行所需的电压空间矢量分配机制,进而提出每种故障状态下的开绕组PMSG控制策略。最后通过搭建的开绕组永磁电机实验平台,验证了所提出容错运行方案的可行性。