无刷双馈电机(BDFM)工业领域应用研究

无刷双馈电机(BDFM)在连接方式上采用同轴串级连接两台绕线式异步感应电动机,这种连接方式无论在电气还是机械上都使两台电动机能够互相耦合。文中将BDFM在船用轴带发电系统中的应用做了设计,同时对电机空载特性和负载时转速及负载变化对电机系统的影响做了具体实验性研究。

BDFM变频调速系统在泵站中的应用及其可靠性评价

无刷双馈电机(BDFM)是近些年来出现的一种新型电机,它与高压大容量机组配套,可使泵站变频调速系统的成本大为降低。BDFM变频调速系统具有功率因数可调、变频器功率小等特点,且无刷的结构,减少了电机的故障点。根据BDFM变频调速系统的具体情况,分别采用经典和Bayes理论对其可靠性进行评价。电机寿命符合指数分布,且该分布的共轭分布为Г分布,由此可得共轭先验分布,分析样本数据后分别求出小样本数据下BDFM系统的可靠性指标,并验证在该系统中采用Bayes理论评价的优势和合理性。分析BDFM变频调速系统在泵站中应用的特点、优势和推广前景,并着重对用户关心的可靠性进行分析和评价,为其在泵站中的推广应用提供基础和保障。

基于BDFM的小水电机组综合控制系统

绕线式转子无刷双馈电机具有谐波含量低、导体利用率高、效率高等特点,利用其在发电领域变速恒频的优点,将相关技术应用到小水电领域,不但可以实现电机的无刷化,还能够提高机组的效率。对无刷双馈电机的发电原理与控制技术进行简单介绍,然后重点阐述基于无刷双馈电机的小水电机组综合控制系统的构成和工作原理,最后通过实验验证了控制系统设计的正确性。

基于神经网络和模糊逻辑的BDFM直接转矩控制

无刷双馈电机系统具有多变量、高度非线性和时变性、强耦合等特点.文章在传统直接转矩控制基础上,将神经网络引入定子磁链观测器,并利用蝙蝠-粒子群算法优化训练神经网络;设计模糊状态控制器优化输出逆变器开关状态.由仿真与试验结果分析得出,基于神经网络和模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制,速度响应快且平稳,能较好抑制转速波动、转矩脉动、磁链脉动,系统鲁棒性好,控制精度高.仿真和实验均取得较好控制效果.

无刷双馈风力发电机的发展及挑战

随着全球能源需求的持续增长,风力发电作为一种清洁、可再生的能源方式,逐渐成为人们关注的焦点。无刷双馈感应电机(BDFM)现代多兆瓦风力发电机常用的电机类型。本文讨论了级联感应电机向现代BDFM的演变,并对其工作原理进行介绍。同时本文概述了BDFM建模、设计和控制领域的最新发展。在此基础上,对BDFM发展现状以及所面临的研究难题进行分析,总结了BDFM的发展中所面临的挑战。本文研究结果可以为研究BDFM提供参考。

不平衡磁拉力作用下无刷双馈电机的转子振动特性研究

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转子系统的振动微分方程组,并对其自由振动响应进行了计算。以某型号无刷双馈电机的样机尺寸为例,分析气隙动偏心状态下电机气隙长度、转子材料及几何尺寸等对电机振动特性的影响,并利用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行分析,结果表明:当转子动偏心率较小时,利用该转子系统的振动微分方程组计算出的解析解与数值计算结果吻合较好,转子的一阶振幅误差仅为0.2%,二阶振幅误差为2%,具有较高的精度且计算较为简便,为电机的高可靠运行提供理论支撑。

不同槽配比下绕线式无刷双馈电机性能对比研究

无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的电磁力波对比以及槽配合对电机性能的影响,给出3种符合要求的槽配比方案,计算出各方案转子绕组谐波,并进行对比分析;利用有限元法对48/36槽、42/36槽与36/30槽3种方案在相同要求下的负载性能进行研究,导出定子齿部电磁力,对电机进行振动响应分析对比;最后,通过样机试验,验证有限元仿真的正确性,同时试验结果也证明所选槽配合下电机具有振动形变量小、转子电流小、系统输出电压和效率高、饱和程度低等优点。

基于线性自抗扰的无刷双馈电机功率解耦控制策略研究

针对抽水蓄能机组工作环境复杂、温度等扰动较为突出、传统矢量控制对于无刷双馈电机控制精度不足的问题,研究了一种基于线性自抗扰控制的无刷双馈电机功率解耦控制策略,用来降低电机扰动并提高控制精度,提升其运行特性,进而提高其在抽水蓄能系统中的能量转换效率。建立了无刷双馈电机统一坐标系下两相旋转坐标系的数学模型,采用功率绕组定向的方法确定坐标系,推导了功率绕组定向下的电流关系并据此使用控制绕组控制功率绕组的有功和无功,从而实现了功率解耦控制。为提高控制性能,重写转速环和电流环,分析扰动,列写状态方程,设计扩张状态观测器,采用自抗扰技术提升了电机控制性能。进行谐波分析,基于控制绕组电流在同步坐标系下主要谐波为6次谐波的结论,采用重复控制器进行特定频次谐波的抑制。通过Simulink仿真,观察动态响应和d轴绕组电流傅里叶分析,并在电网电压阶跃变化和系统存在白噪声两种状态下与传统PI控制的效果进行对比,验证了所提自抗扰功率解耦控制方法及谐波抑制方法的有效性。

绕线式无刷双馈电机伺服系统的双同步转差型解耦控制研究

针对无刷双馈电机在解耦控制以及整体性能分析方面的不足,首先提出了一种双同步坐标系下无刷双馈电机的转差型解耦控制方案,并分析了该控制实现的必要条件。其次,通过对双同步坐标系下的静态方程求解得到该闭环控制下无刷双馈电机的带载特性。当电机转速和控制电机转子磁链一定时,可求解该工况下电机所能达到的带载边界,通过在负载转矩边界内部取值保证整个伺服系统的稳定运行。最后,通过仿真和实验验证了该控制方案的解耦性能和动态性能,同时也验证了该控制下带载性能分析的正确性和有效性。

无刷双馈电机直接转矩控制失控分析

根据无刷双馈电机统一坐标系下的数学模型,推导电磁转矩和控制绕组磁链的导数方程,由导数方程得到在不忽略转子磁链条件下的磁链和转矩关于基本电压矢量的曲线图,作为直接转矩控制开关表选择的依据。根据曲线图分析无刷双馈电机在高转矩条件下的失控问题,并从转矩、控制绕组磁链及直流母线电压大小变化对于失控问题存在的影响进行理论分析及仿真验证,提出动态调节电压矢量的方法给以解决,改善系统的控制性能,仿真结果证明所提方法的有效性。

无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统研究

针对传统直接转矩控制方法控制无刷双馈电机(BDFM)存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种基于DSP的模糊直接转矩控制策略。利用模糊控制系统设计软件Win FACT进行了模糊控制器设计,并将其转换为C程序代码后移植到DSP中,实现了无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统的软、硬件设计。试验结果表明,该控制方法在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能够有效减小转矩脉动,改善直接转矩控制的性能。

鲜切香瓜片上鼠伤寒沙门氏菌的控制方法

本文对化学(H2O2)、生物(蛭弧菌BDFM05)方法对香瓜片鼠伤寒沙门氏菌消除和控制效果进行了比较,并进行了感官评定,结果表明,与对照组相比,两种方法均能很好控制香瓜片鼠伤寒沙门氏菌的生长;且蛭弧菌控制方法优于化学方法;两种浓度蛭弧菌方法比较,则高浓度组优于低浓度组。通过蛭弧菌BDFM05和H2O2对比分析,前者能更好的保持鲜切香瓜的感官品质,具有一定的应用价值。

基于MATLAB的无刷双馈电机建模与仿真

从无刷双馈电机(BDFM)的基本原理出发,利用电机的状态方程组,用MATLAB/SINULINK中的S-Function函数模块,构造了无刷双馈电机数学仿真模型.仿真的结果分析表明了无刷双馈电机原理分析和数学仿真模型的正确性.

无刷双馈电机有功和无功功率控制研究

无刷双馈电机(BDFM)在变速恒频恒压发电方面有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于能否对其有功功率和无功功率进行有效的控制。该文基于 BDFM 的有功和无功功率数学模型提出一种新型的功率控制系统方案,该方案能实现对 BDFM 有功功率和无功功率的独立控制。为了验证所提方案的正确性,文章最后以 BDFM 作为变速恒频恒压发电机运行为例,设计了一套功率控制系统,并对该系统进行了计算机仿真及实验,计算机仿真结果和实验结果表明功率控制系统能实现对 BDFM 的有功功率和无功功率的独立控制,充分证明了该文所提方案的可行性。

无刷双馈电机能量传递关系和功率因数特性的实验研究

在不同的运行方式下,无刷双馈电机控制绕组具有能量双向流动的特点。目前对该课题已有的研究成果中定性分析多、实验数据少,且没有正确反映能量传递关系。提出对应于一定的频率和负载转矩,无刷双馈电机在亚同步电动(或超同步发电)状态下控制绕组的能量并非总是回馈到逆变器,而是与其端电压、相应频率下的开路电压以及逆变器的直流侧电压有关。在此基础上,将电机的功率因数、运行效率以及稳定性与能量传递关系结合起来进行研究。样机实验结果表明,双馈运行状态下对应于某一确定的转速和负载,在满足系统稳定运行的条件下,调节控制绕组电压使其约为对应的开路电压,可以提高电机的运行效率。

静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制

提出了一种静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制策略,推导了电磁转矩的计算方法,即分别在控制绕组和功率绕组各自静止的坐标系观测其磁链、电流,进而计算转矩,以避免旋转坐标变换,减少对电机参数的依赖。构建了同时适用于亚同步及超同步电动运行状态的开关表。除了需要多观测一个定子绕组的电压、电流之外,系统结构和异步电机直接转矩控制系统一样简洁明了。样机的稳态及动态实验结果表明,在亚同步、超同步及同步等较宽的转速范围内转矩观测稳定、准确;在速度给定阶跃变化及负载扰动的动态过程中,系统运行稳定。

不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机研究

无刷双馈电机转子谐波含量大,导致电机损耗大、效率低,制约了其工业应用。为了解决这个问题,运用绕组齿谐波原理和正弦绕组原理,提出一种采用不等匝线圈设计转子结构的无刷双馈电机,并结合设计实例进行了详细分析。这种新结构能有效提高转子绕组在两种不同极对数下的导体利用率,并减少其它谐波含量。通过建模仿真和样机实验验证了结构设计的正确性。样机实验结果表明,不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机能克服传统无刷双馈电机存在导体利用率低、谐波含量大的问题,具有良好的性能指标。

无刷双馈电机的研究现状与最新进展

无刷双馈电机以其无滑环电刷、运行可靠、功率因数可调、变频器容量小等优点受到了广泛关注,学者们就其磁场调制机理、定转子结构、控制策略等进行了深入研究,结果表明,此类电机适用于变频调速和变速恒频等领域。该文分析了它们的磁场调制机理及工作特点,总结了一般定转子结构以及若干特殊结构,并对多种控制策略进行综述。另外,还讨论了无刷双馈电机在不同领域的研究和应用,总结并展望了相关理论与技术研究的发展方向。

不同转子结构无刷双馈电动机转子耦合能力与运行性能的对比分析与实验研究

无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元分析软件进行电动机特性仿真,提出并研制了新型混合转子和磁障转子共用同一定子的两台无刷双馈电动机实验样机,并进行了对比实验研究。结果表明:与磁障转子相比,混合转子的磁场能力获得了进一步提高,运行性能进一步改善。研究结论为新型混合转子无刷双馈电动机的推广应用提供了理论和实验基础。

考虑饱和影响的绕线转子无刷双馈电机性能

无刷双馈电机的磁路中同时存在两种不同极对数且不同转速的磁场。由于磁场分布的不对称性及时变性,传统的分析方法很难考虑饱和对电机带来的影响。本文建立了无刷双馈电机的有限元模型,并利用瞬态分析法分析了其相关运行性能,研究了功率在两套绕组中的分配规律。由于有限元模型考虑了磁场的饱和效应,故其计算结果相比传统方法更接近实测值,相关实验证实了该模型的有效性。