无刷同步发电机稳态短路电流控制

过载运行能力和突然短路时稳定的短路电流输出能力是无刷同步发电机的重要性能要求。在发电机发生突然短路时,发电机控制器需要配合无刷同步发电机进行短路电流控制,在保证足够的短路电流输出能力的同时也要避免短路电流过大损坏电机。针对无刷同步发电机可能发生的5种短路类型进行了分析,提出梯形电压电流的控制目标曲线,利用无模型自适应控制算法进行短路电流控制,使发电机能在发生各种类型的突然短路故障时输出符合要求的短路电流。建立了发电机和控制器的仿真模型,进行无模型自适应控制方案的仿真验证,同时搭建了实验平台进行实验验证。经过验证无模型自适应算法可以将无刷同步发电机的短路电流很好地控制在目标值,验证了该控制算法在发电机短路电流控制方面的有效性。

同步坐标下的无刷双馈风力发电机控制系统

从转子参考轴d-q模型出发,研究同步坐标下的无刷双馈电机(BDFM)的数学模型,根据BDFM的特性,采用磁链定向的矢量变换控制技术,设计了一种新型的功率控制系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁,实现变速恒频发电机有功、无功的解耦控制。同时,考虑到电机结构的复杂性以及电机参数随环境的可改变性,对功率环采用模糊控制,可以更好地增强系统的鲁棒性,从而实现最大风能捕获和高效发电运行。计算机仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。

三级式同步电机转子初始位置在线检测方法

三级式同步电机的主发电机有一定的凸极性,不同的转子位置会影响气隙磁场的饱和程度,导致定子电感产生变化。基于这个原理,该文研究了采用注入脉冲电压矢量实现主发电机转子初始位置检测的方法,根据其转子励磁电流的变化特性,制定了电压矢量脉冲的注入方案,研究了不同转子位置与d轴电流之间的关系。由于主发电机转子励磁电流包含的脉动成分会影响转子位置的检测精度,文中分别采用傅里叶分析法和α-β-γ滤波法分析d轴响应电流的差值数据。实验结果表明,该文所提方法简化了传统电压脉冲注入法先确定转子位置再确定正方向的两步检测方案,多次实验结果表明该方法的检测稳定性较好,能够有效降低主发电机转子励磁脉动对检测精度的影响。

基于支持向量机广义逆的永磁同步电机模型参考自适应控制

针对永磁同步电机多变量、非线性、强耦合的特点,提出了基于支持向量机广义逆的模型参考自适应控制策略.在分析永磁同步电机广义可逆性的基础上,利用支持向量机回归理论辨识出系统逆模型并引入线性环节构造其广义逆系统,进而与原系统串联构成广义伪线性复合系统,实现被控对象的线性化重构,简化系统结构和外围控制器的设计难度.结合模型参考自适应控制策略,将支持向量机广义逆作为主控制器,设计出新型可调增益的闭环自适应控制器,提高了系统的鲁棒性.仿真与实验表明,该方法不依赖于被控对象的数学模型,系统抗干扰能力强,减小超调的同时提高了响应速度,实现了转速的高精度跟踪控制.

电磁式无刷交流同步发电机的MATLAB/PSB建模

针对电磁式无刷交流同步发电机建模分析的困难 ,提出一种在MATLAB环境中为此类电机构造PSB模型的方法 ,即利用PSB中的测量元件模块和受控电源模块沟通电机的数学模型与电路拓扑模型 ,从而实现了高效率、高质量的“电路—电机—控制”系统的混合仿真。这一建模方法有效地解决了带电力电子装置的复杂电机控制仿真问题 。

航空无刷同步电机起动发电系统电动运行励磁特性

对航空无刷同步电机起动发电系统电动运行的励磁特性进行了理论分析,提出了交直流混合励磁方案,建立了系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型。仿真结果表明,主发电机励磁电流平均值随励磁机励磁频率的升高而减小,且主发电机励磁电流脉动率随转速升高有唯一极小值点,该点可作为交直流励磁的切换点。

基于神经网络的航空三级式起动发电机简化一体化模型

航空三级式无刷同步起动发电机(简称三级式起发电机)因其可靠性高、发电技术成熟等优势而在多电飞机起动发电一体化技术研究中受到青睐。针对该电机的详细分析与起动控制研究需要准确而又高效的仿真模型。针对三级式起发电机多级结构特点,本文将其励磁系统视为具有非线性传递特性的特殊"电刷滑环系统",并通过BP-神经网络拟合获取其传递特性。以励磁系统神经网络简化模型为基础,将包含多级结构的三级式起发电机简化为传统单级式电励磁同步电机,并建立三级式起发电机简化一体化模型。计算机仿真对比分析结果表明,本文所建立的简化一体化模型具有模型简单、仿真精度高、仿真速度快的优势。

航空无刷同步电机起动/发电系统动态特性研究

分析了航空无刷同步电机实现起动/发电的可行性和实现方法。将频率自控式矢量控制方法应用于二级式无刷同步电机电动运行,给出了系统的数学模型,建立了系统的MATLAB/Simulink模型,对动态过程进行仿真研究,分析了动态运行的电磁关系和动态特性。结果表明,采用频率自控式矢量控制可实现航空无刷同步电机的平稳快速起动,并能实现起动到发电过程的快速、平稳及安全的转换。

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

针对多机并联系统的稳定性控制问题,在构建同步发电机双机并联运行系统暂态仿真模型的基础上,将基于模糊理论的PID自适应控制方法用于双机并联运行系统的励磁调节自适应控制器的设计;该方法以电压的偏差和变化率作为控制器的输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行自适应实时调整;在不同运行模式下对双机并联运行系统进行了仿真与动态性能分析,结果表明所设计的模糊PID自适应控制算法较传统的PID励磁控制具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。

组合励磁稀土永磁同步发电机和旋转整流器无刷交流发电机的比较

分析了飞机上恒速恒频和变速恒频两种电源系统的特点 ,以及电源对所采用的交流发电机的技术要求 ,经过具体的样机实例计算 ,定量比较了组合励磁发电机 (简称 HEPMSG)和旋转整流器式无刷交流发电机(简称 EESG)的各项技术指标 ,得出组合励磁发电机在恒速恒频电源系统中应用具有较好前景的结论 ,对于将稀土永磁发电机应用于飞机电源系统提供了理论依据 .

航空三级式起动/发电系统两相励磁机九段式SVPWM调制方法

本文针对基于两相励磁机的航空三级式起动发电系统中的两相逆变电路,提出一种能够降低电流谐波含量的九段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。详细分析了四桥臂两相逆变电路的基本矢量及其特性,开展了不同扇区基本矢量作用时间的计算,并基于基本矢量特性给出了九段式SVPWM调制方式下功率管在各扇区的开关序列。在Matlab/Simulink软件中开展了九段式SVPWM的仿真分析,并针对一台三级式起动/发电机样机进行了实验测试。仿真和实验结果验证了九段式SVPWM调制方法的优势和有效性。

基于32位数字信号处理器和16位同步串行模数转换器的配用电监控终端设计

采用32位控制型数字信号处理器、32位嵌入式先进精简指令集处理器和具有16位精度的同步采样串行接口模数转换器,设计并实现了全隔离的配用电监控终端。在设计中使用多重软硬件抗干扰措施,提高了装置的可靠性;应用软硬件缓冲技术和优化的历史数据查询算法提高了系统效率。采用GPRS作为通信手段,并对其应用可靠性进行了深入研究和实践。在定点数字信号处理器中采用C语言编程,提高了系统的可靠性和可维护性。

应用故障树分析无刷同步电机的可靠性

为了评估无刷同步发电机的平均寿命、失效率和一年以后的可靠度等可靠性指标,根据1FC5系列无刷同步发电机的组成结构和工作原理,绘制出发电机系统及其自动电压调节器的功能框图,把系统转化为信号流图,求出各边的放大系数,用关联矩阵法求出各条路经的传递函数和图行列式值,应用Mason公式,得出各输入量与输出量的关系,建立系统的故障树,定义系统失效和输入量的极限值,估算发电机可靠度和系统中各部件的结构和概率重要度。从故障树分析法所得的结果可知,国产1FC5系列无刷同步发电机的可靠性指标较好,符合美国军用标准的要求。

感应励磁无刷三相同步发电机转子电流分析

介绍一种感应励磁无刷三相凸极同步发电机的基本原理,着重分析其转子电流的理论解,并讨论漏磁对转子电流的影响。还给出一台3kW样机的转子电流实测波形,实测结果与理论解相符。

电容自励式无刷单相同步发电机的空载电势

介绍一种电容自励式无刷单相同步发电机空载电势的计算方法。其特点是将单相发电机的空载运行视为一相接电容负载而其余两相开路的三相同步发电机,通过对三相发电机不对称运行分析,便可得到其空载电势的计算公式。本方法简便实用,所导公式的规律性强。实测结果与用本方法计算值相符。

稀土永磁无刷直流发电机特性分析

本文讨论了一种新型永磁无刷直流发电机的构成和工作原理,并指出稀土永磁方波电机与工作于方波方式的升压型功率变换器协调工作,是实现最佳配合的一种新方案.文中还详细分析了该电机的特性:输出电压U_0、导通比D_y、输入电流I_i与转速n的关系;输出电压的脉动△u_0、输入电流的脉动△I_i、外特性和效率。样机实验表明,分析是正确的。 电力电子器件的发展,将日益显示这种新型电机的生命力。我国稀土资源丰富,发展稀土电机有广阔的前景,稀土电机的发展与电力电子变换器的发展关系十分密切.本文就是从两者的结合方面进行分析讨论的。为机电一体化电机的开发和设计提供了理论和技术基础。

同步风力发电机无刷励磁系统设计

提出了无刷励磁同步风力发电机励磁系统设计方案,采用可控硅静止励磁装置向交流励磁机定子励磁绕组提供直流电,励磁机发出交流电经过旋转整流器供给风力发电机励磁。只需跟随风速变化,控制励磁机的励磁从而可以控制同步发电机的励磁,使得输出电压恒定。在额定风速以下,获得最大风能利用系数,额定风速以上,保证输出功率恒定。并提出了基于单神经元自适应PID控制算法的控制器设计,该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、硬件简单和系统可扩展性强的特点。

基于SVM的无刷同步发电机故障检测研究

旋转整流器是无刷同步电机中的重要部件,研究其故障检测方法对于提高发电机的整体运行水平十分必要。设计一种基于支持向量机(SVM)的无刷同步发电机旋转整流器故障检测方法,针对正常状态、整流器单个二极管开路状态以及整流器单个二极管短路状态,通过选取发电机三相端电压的多个特征频率,利用SVM进行特征分类,并借鉴Wrapper方法构造分类精度最高的频率特征子集,通过试验对所提方法进行验证。结果表明:由50 Hz(f_(2)特征)和150 Hz(f_(6)特征)构成的特征子集具有最高的分类精度,可用于旋转整流器的故障检测。

基于模型参考自适应的无刷双馈电机独立发电系统转速辨识方法

基于无刷双馈电机的独立发电系统可用于偏远地区的独立供电及舰船轴带发电等场合,但该系统中的测速码盘在一定程度上抵消了电机无刷化带来的好处。引入转速辨识技术,通过辨识算法获得实时转速信息可解决这一问题。该文将模型参考自适应思路引入无刷双馈独立发电控制系统中,构建了一种改进型的模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)用于转速辨识。该MRAS的坐标系依控制绕组电流矢量定向,选取控制绕组电流q轴分量(常数零)作为参考模型,并以需辩识的转子转速为变量构造控制绕组q轴分量的可调模型。该MRAS不但简化了参考模型与可调模型的求解,还使得参考模型与可调模型的矢量叉乘运算简化为标量作差运算。此外,由于该MRAS由可测电压和电流为基础独立构造,因此可与多种控制方案配合使用,具有较好的通用性与灵活性。

基于故障树的无刷励磁发电机可靠性分析

本文介绍了船舶同步无刷励磁发电机系统结构组成及工作原理,利用故障树分析方法对其进行了故障模式分析及定量计算,进行了可靠性评估,为这种类型的船舶同步发电机的维护和故障诊断提供参考。