基于CRT解耦工作模式的电压控制系统

基于顺次单支路工作模式的变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)具有良好的电压控制能力,但是CRT各控制绕组间耦合严重.在分析CRT解耦工作模式基本原理的基础上,提出基于CRT解耦工作模式的高压长距离输电线末端电压控制系统,并给出了控制器参数计算公式;采用查表法对工作绕组电流与各控制绕组晶闸管触发角之间的非线性关系进行线性化处理.仿真结果表明,提出的CRT电压控制系统可以实现CRT各控制绕组的解耦,并维持输电线路末端电压稳定.     

磁集成变压器式可控电抗器结构及其磁路与电路分析

为满足变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计要求,利用磁集成技术提出了一种CRT本体结构.首先,通过在工作绕组与控制绕组之间设置漏磁铁芯,使变压器与限流电抗集成在一起,构成一个具有"高阻抗"的基本独立单元,再将多个基本独立单元并联构成CRT本体,实现"弱耦合"的设计要求;其次,在构成的结构基础上建立了其等效磁路和等效电路模型,详细分析了不同工况下主磁通与漏磁通的分布情况,推导了揭示电流变化与磁通变化之间内在联系的电流计算公式;最后,在此基础上,针对一个控制绕组额定电流分别为10、15、20 A的单相3级CRT进行了仿真计算.仿真结果表明:当各控制绕组依次单独短路时,工作绕组电流分别为9.997、24.540、43.900 A,与其额定电流值基本相同;已工作的控制绕组短路电流未因后续投入工作的控制绕组而改变,说明了该结构能够满足CRT"高阻抗、弱耦合"的设计要求.     

变压器式可控电抗器的电磁暂态建模与仿真分析

为研究变压器式可控电抗器CRT(controllable reactor of transformer type)的暂态特性,将CRT的工作过程分为接入过程和换级过程,并根据等值电路图分别建立了暂态数学模型.以包含4个控制绕组的CRT为例,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了仿真模型.通过对不同电压初相位的仿真计算,得出了最理想的接入过程工作方式,以及在最严重情况下的激磁电流;通过对不同晶闸管投入时刻下换级过程的仿真分析,得出了最理想的换级过程工作方式.仿真结果与分析结果一致,可以为CRT后续的控制系统设计提供可靠的暂态性能数据.     

温度变化对磁饱和式可控电抗器特性的影响

磁饱和式可控电抗器运行中,损耗或工作环境造成的温度变化会导致其本体结构材料特性变化,从而改变其工作特性.基于磁饱和度计算理论,提出分析温度变化对磁饱和度和工作电流影响的方法.首先,根据磁饱和度的计算公式以及磁饱和度与工作电流之间的关系,分析磁饱和度、工作电流随饱和磁密和绕组电阻变化的趋势;然后,根据材料的温度特性,得到饱和磁通密度和绕组电阻关于温度的表达式;最终获得温度变化对磁饱和度和工作电流影响的基本规律.理论分析和计算结果表明:饱和磁密和绕组电阻随温度变化的趋势相反;并且相同的温度变化对绕组电阻的影响程度较大,同样其对磁饱和度和工作电流的影响程度也不同.因此,在设计计算和运行性能评估中,要充分考虑温度变化的影响.     

初级级联直线感应电机的无速度传感器矢量控制

为了研究磁浮系统中的恒速驱动及适时速度调节性能,根据Maxwell方程及电机的矢量控制原理,以磁浮系统中的直线感应电动机为研究对象,在其推力与初级绕组中电流矢量关系的基础上,设计了无速度传感器矢量控制器,并利用Matlab/Simulink软件验证控制器的正确性.研究结果表明:当速度在小范围内受扰动时,控制器运用电流内环、电压外环控制方式自动调节整流器的直流母线电压,调节时间小于10 ms;当控制器接收到指令速度时,改变逆变器的频率,该频率改变电机同步速,达到调速的目的,调节时间小于50 ms,表明在工频小于3个周期时,满足磁浮系统的控制要求.      

三相异步电动机工作绕组温升的单片机检测

三相异步电动机工作时,电动机各相工作绕组中流过电流,电流的热效应使工作绕组发热,对应于电动机工作前工作绕组的温度,电动机工作一段时间后,各相工作绕组的温度升高.要使电动机正常工作,其工作绕组温升应在一定范围之内,若工作绕组的温升过高,就会影响到电动机的正常工作.因此,电动机工作绕组的温升是电动机出厂前检验的一项重要参数.一般的方法是用惠斯通电桥或者开尔文双臂电桥检测出三相电动机工作前工作绕组的冷态电阻和电动机工作一段时间后的热态电阻,然后换算出工作绕组温升.既不方便测量,精度也不高.     

三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统仿真

根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构,在三相静止坐标系以及同步旋转dq坐标系下建立三相电压型PWM整流器的数学模型,并进行耦合分析,通过电压前馈解耦控制解决控制器的耦合问题.PWM整流器控制系统采用电压外环电流内环的双闭环控制进行分析和设计,调节器采用PI调节,开关的调制方式选用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM).在Matlab下搭建了该控制系统的仿真模型,仿真实验证明了所设计的控制系统可以保持恒定的电压输出,具有很好的抗扰性能.     

V/X接线牵引变压器短路电抗在线监测方法

为有效判断变压器绕组的变形与否,根据V/X接线牵引变压器的等效电路,利用变压器高压侧各相电压、电流及各供电臂馈线对地电压、电流的监测数据,推导建立了变压器短路电抗的计算模型,并以多次监测值的相对标准偏差为依据,提出了测试结果的精度控制方法. 测试结果表明,虽然提出的方法没有在绕组上安装附加传感器,但测试得到的一台V/X接线牵引变压器A、B和C、B相间的短路电抗分别为67.31和61.18 Ω,与离线数据67.40和61.27 Ω非常吻合,该在线监测方法有效且极具实用性.      

斜拉桥索无损检测驱动系统内模解耦控制方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测,且检测信号受外界干扰较大的特点,为保持机器人平稳运动,设计了基于内模解耦空间矢量脉宽控制方法的驱动系统。仿真结果表明,驱动系统采用内模解耦空间矢量脉宽调制方法,可有效抑制电磁惯量扰动与参数模型不相匹配对输出激励电流的影响,克服传统的PI控制不能动态解耦以及对电机参数敏感的问题,可为桥梁斜拉索检测机器人提供稳定动力。     

三相异步电动机工作绕组温升的单片机检测

三相异步电动机工作时，电动机各相工作绕组中流过电流，电流的热效应使工作绕组发热，对应于电动机工作前工作绕组的温度，电动机工作一段时间后，各相工作绕组的温度升高．要使电动机正常工作，其工作绕组温升应在一定范围之内，若工作绕组的温升过高，就会影响到电动机的正常工作．因此，电动机工作绕组的温升是电动机出厂前检验的一项重要参数．一般的方法是用惠斯通电桥或者开尔文双臂电桥检测出三相电动机工作前工作绕组的冷态电阻和电动机工作一段时间后的热态电阻，然后换算出工作绕组温升．既不方便测量，精度也不高．     

虚槽短距波绕组转子槽漏感的计算

为了计算虚槽短距转子绕组的槽漏感,依据虚槽短距波绕组结构原理,分析了一个相带绕组在发动机转子槽内的分布情况. 在此基础上应用导线间的自感及互感特性,采用微分算法研究了虚槽短距转子绕组槽内的漏磁链的分布,推导了虚槽奇数槽短距及虚槽偶数槽短距绕组的槽漏感计算方法.通过实例验证了该方法的正确性.计算结果表明:采用虚槽结构的槽漏感无论是虚槽偶数短距还是虚槽奇数短距在其节距相近时漏感值接近;采用等效实槽的转子槽漏感为虚槽漏感的2倍.      

电磁型高速磁浮列车直线发电机电动势计算

为解决高速电磁型高速磁浮车辆供电问题，推导了直线发电机线圈自感及互感位置函数．用有限元法计算有关参数，并通过模拟列车运行情况下直线发电机线圈、长定子同步电动机绕组和悬浮电磁铁励磁线圈的工作状况分析所得数据，推导出各位置函数的表达式和直线发电机电动势通式．当列车速度为100和150km/h时，计算值与实验结果相比误差小于7％．     

多物理域耦合求解的轮毂电机温度场

为研究温度变化对电动汽车用轮毂电机的工作性能和使用寿命的影响,采用场路耦合法将轮毂电机有限元模型与外电路联合求解,建立了包含轮毂电机本体、外部驱动控制电路的联合仿真模型,充分考虑了外部激励中时间谐波电流对磁场的影响. 然后,将计算得到的绕组铜耗、定子铁芯损耗、永磁体涡流损耗以及杂散损耗等作为热源,采用磁热耦合法将其耦合到各部件进行瞬态温度场研究,综合考虑了电机工作过程中其损耗分布在时间和空间位置上的瞬态变化特性,热源损耗与温度场实时精确耦合. 详细研究了负载运行时轮毂电机各部件温度随时间的变化情况,以及温度的空间分布特性. 多物理域耦合法实现了电磁场与外电路的直接耦合,电磁场与温度场的顺序耦合. 最后,对轮毂电机进行台架试验. 研究结果表明:仿真计算结果与试验结果在额定工况下温度的最大误差为4.96%,峰值工况下最大误差为10.55%.      

农村公路财政资金转移支付方式

分析了现有农村公路财政资金转移支付方式的缺陷,以效率与公平为原则,以运输需求与财政能力为目标,提出了一种新的农村公路财政资金转移支付方式。确定了运输需求量和标准交通量,计算了农村公路的投资金额,根据上级政府与下级政府的支付比例与地方政府财政能力,确定农村公路财政资金转移支付金额。运用SPSS统计分析软件,以咸阳市11个区县为例比较了2种支付方式。研究结果表明:2种支付方式的补助金额排名与财政能力排名的相关系数分别为-0.755与0.309,显著度分别为0.007与0.355;运用现有支付方式计算了11个县区的2个指标相近度,2个值为0.50,4个值在[0.20,0.30)之间,剩下的5个值全部小于0.20;运用新的支付方式计算相近度,有2个值为无穷大,1个值为1.00,2个值为0.50,5个值在[0.20,0.30)之间,只有1个值小于0.20。可见,新的支付方式比较合理,兼顾了效率与公平。     

THE EDDY LOSSES OF A MAGNETIC THRUST BEARING

Accurate calculations of losses associated with the operation of magnetic bearings are particularly important for high speed applications where the rotor losses are expected to be large and for some particular applications where even low power losses will be critical. Power losses in the magnetic thrust bearing is often neglected, but if there is misaligned in the rotor and bearing, the magnetic field in the thrust bearing is no longer axisymmetric one, or the dynamic control current in the winding is time dependent one, eddy currents are caused to flow inside the conducting material, then the power losses are very important for magnetic bearing design. This paper presents an analytical model of a thrust magnetic bearing, and the magnetic fields, forces and losses of thrust magnetic bearing are calculated. In the calculations the frequency of dynamic control current is up to 1 000 Hz, rotating speed is from 60 rpm to 1 200 rpm, and the non-linearity of material is also taken into consideration. The results shows that if the magnetic field is not saturation, the eddy losses is proportional to dynamic control current frequency and a square function of dynamic control current, and also 5/2 power function of shafts speed.     

干摩擦自激振动系统的滑模变结构控制

研究两自由度于摩擦自激振动系统的解耦和主动控制.首先利用平均法计算系统的定常解,分析纯滑动形式的干摩擦自激振动特性,然后采用非线性控制的微分几何方法设计解耦规律,对解耦得到的线性子系统,应用滑模变结构控制理论设计控制器,分析控制器参数和系统参数对控制效果的影响.仿真结果表明该控制器可以有效地抑制系统的摩擦颤振.     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

新型12相多重叠加逆变器的建模与仿真

基于圆形移相变压器的12相多重叠加逆变器的工作原理,分析了在12相方波电压输入情况下,圆形移相变压器中的磁动势将近似为圆形旋转磁动势,因此在三相输出绕组中将得到近似的三相对称正弦电压.文中建立了该逆变器的数学模型,推导了参数计算公式,给出了简单的调压策略,并用Matlab对12相多重叠加的逆变过程进行了仿真.仿真结果表明,这种新型的12相多重叠加逆变器可以有效地减小输出的谐波,改善逆变器的输出性能,同时可以方便地调节输出电压.