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基于超扭曲滑模的双定子绕组感应电机转速磁通控制会员

期刊论文

作者：贺银平 , 田密 , 郑田娟 , 李密

页码： 328 - 339

摘要

2024/01/01

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针对双定子绕组感应电机DSWIMs( dual-stator winding induction machines)在传统直接转矩和磁通控制下转矩、磁通和电流纹波大，在低速下控制磁通难度大、噪声大等问题，提出1种基于超扭曲滑模控制器STSMC( super twisting sliding mode controller)的DSWIMs新型转速和磁通直接控制方法。通过设计满足李雅普诺夫稳定条件的有限时间收敛误差为0的非线性控制器，提出1种DSWIMs新型转矩分配算法，可使DSWIMs在较宽的转速范围内运行，并包括零转速，所需电磁转矩由2组绕组根据其额定功率提供。此外，针对DSWIMs设计了1种基于滑模控制的全阶观测器，能够高精度地估计绕组磁通、磁通角和转子转速，以实现最优磁通状态。最后，在1个3.3 kW DSWIM驱动系统上进行实验测试，评估所提DSWIM控制方案的性能，实验结果证明了所提控制方法、转矩分配算法和全阶观测器在不同速度区域的有效性。
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五相感应电机变采样周期模型预测控制策略会员

期刊论文

作者：陈会鸽 , 王双岭

页码： 318 - 327

摘要

2024/01/01

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针对无调制模块的模型预测控制器MPC( model predictive controller)存在的谐波含量高问题，提出1种新型基于模型的变采样周期MPC策略，并将其应用于五相感应电机驱动系统。分析了MPC对时间固定离散化所带来的问题，而引入调制或调制替代来解决此问题将使控制系统复杂度增加，故遵循更简单、自然的思路，基于追击算法来改变采样间隔，结合MPC确定最优控制动作和实施时间，实现变采样周期MPC方案。利用五相感应电机驱动系统开展实验，实验结果验证了新型变采样周期MPC优良的参考跟踪和电流谐波性能。
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PMSM中滑模控制时的混沌机理分析会员

期刊论文

作者：谭舒丹 , 马家庆

页码： 309 - 317

摘要

2024/01/01

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在一定参数条件下永磁同步电机会出现非线性混沌行为，主要表现为转矩、转速振荡等，导致系统性能不稳定。为此，在实际电机平台上进行滑模控制SMC( slide model control)实验，通过合理的方法处理数据后，绘制相应的系统相图并与无滑模控制作对比，从另一角度验证了混沌现象。在永磁同步电机混沌运动分析模型的基础上，利用稳定性理论和平衡点性质在理论上研究永磁同步电机的混沌动态行为。实验结果与数值仿真一致，验证了混沌现象的存在性及此理论分析的正确性，同时，表明滑模控制对混沌现象具有较优的抑制作用。
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基于磁场分割法的EE型电感器磁路参数计算会员

期刊论文

作者：陈庚 , 黄思仲 , 杨玉岗 , 林金城

页码： 301 - 308

摘要

2024/01/01

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开关电源电感器设计中，磁路参数的计算具有重要意义。首先，针对EE型磁芯中柱开气隙的电感器，结合有限元仿真，通过理论分析，利用磁场分割的方法将总磁通量分为7个等效磁通，提出无效匝数的概念，在充分考虑扩散磁通、旁路磁通及磁芯磁通分布不均匀影响的基础上，求得主气隙磁导等效面积的解析表达式，根据等效磁路模型，从而求得电感系数AL的解析表达式。提出磁密分布不均匀系数的概念，根据单位电流最大磁通密度，求得饱和电流IA的解析表达式。然后，采用编制Excel表的方式对磁路参数进行精确计算。最后，通过实验测量，验证了所建公式的准确性，可为设计人员提供有益参考。
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计及磁链和电流的PMSM DTC系统中功率器件键合线老化监测方法会员

期刊论文

作者：赵相睿 , 董超 , 姚婉荣 , 杜明星

页码： 292 - 310

摘要

2024/01/01

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在闭环控制系统中，基于电参数的功率器件老化监测方法是电力电子可靠性领域的难点之一。以永磁同步电机直接转矩控制系统为例，研究基于磁链相图和电流的功率逆变器中功率器件老化状态的在线监测方法。首先，分析功率器件老化的特征，得到键合线老化引起通态电阻增加的结论；其次，研究得到功率器件键合线老化与磁链相图、直轴电流和三相电流峰值变化的关系，进而提出功率器件键合线老化的监测方法；最后，通过多组仿真实验验证了基于磁链相图和电流的在线监测方法均可实现功率逆变器中功率器件键合线老化状态的在线监测。其中，基于磁链相图的在线监测方法需要系统磁链出现一些波动时才易观测，此时功率器件处于失效状态，该方法并不可取；而基于三相电流的监测方法能够更为精确地监测功率器件老化状况，效果更为优越。
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一种用于改善IGBT开关过冲的主动栅极控制技术会员

期刊论文

作者：谢海超 , 王学梅

页码： 280 - 291

摘要

2024/01/01

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绝缘栅双极型晶体管IGBT( insulated gate bipolar transistor)的广泛应用对其开关性能提出了很高的要求，传统的栅极驱动CGD( conventional gate drive)对IGBT开关过程中的电压和电流过冲调节效果有限，主要因其降低过冲总是以牺牲开关时间和开关损耗为代价。基于此，提出1种新的主动栅极驱动AGD( active gate drive)控制方法，用于抑制IGBT开关过程中产生的电流和电压过冲，其原理是在IGBT高di/dt和dv/dt阶段主动调节驱动电压，减小电流和电压的变化率，从而抑制电流和电压过冲。实验结果表明，相比传统驱动方法，所提方法可在基本不降低开关速度和不增加开关损耗的同时，显著降低IGBT开关过程中的电流和电压过冲。
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高增益和多路输出均衡的高效LED驱动拓扑研究会员

期刊论文

作者：徐石开 , 曾君 , 刘俊峰

页码： 270 - 279

摘要

2024/01/01

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驱动多路并联的发光二极管LED( light-emitting diode)容易导致各路电流不平衡，为了实现各路LED之间的均流并提高电路效率，提出1种具有多路输出能力的高效率LED驱动电源。采用Boost级联串联谐振变换器的结构实现各路LED之间的均流，并获得较高的电压增益；变压器的漏感抑制了开关管导通时的电流上升速度，实现了开关管的ZCS导通；增加了1个无损缓冲电路减缓开关管关断时的电压上升速度，极大地降低了开关损耗；将变压器的励磁电感设计得足够大，使变压器的损耗降低；在实现软开关的同时，仅需1个开关管，从而降低了电路成本并简化了控制。因此，所提方案在实现均流的同时还能够实现较高的效率和电压增益，且成本较低。详细分析了所提方案电路的工作原理和工作特性,并给出了参数设计的具体流程。最后，搭建了1台输入电压为12 V、两路输出功率为7.9 W的样机，证明了所提方案的可行性。
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一种新型两开关无电解电容LED驱动电路会员

期刊论文

作者：张经纬 , 林国庆

页码： 260 - 269

摘要

2024/01/01

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LED驱动电源通常需要大电解电容来减少低频电流纹波，电解电容的短寿命是制约LED驱动电源寿命的重要因素，消除电解电容是LED驱动电源长寿命的关键。为此，提出了一种基于反激变换器的两开关无电解电容LED驱动电路拓扑，将辅助功率平衡电路与反激变换器集成，通过2个开关管实现瞬时输入功率与输出功率的平衡，消除电解电容，抑制输出电流低频纹波，实现高功率因数。详细分析了该拓扑的工作原理，并提出了一种适用于该电路拓扑的控制策略。最后搭建了1台30 W的原理样机，实验结果验证了该拓扑的可行性。
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基于VMD和Bat-KELM的仿真变电站蓄电池剩余寿命预测会员

期刊论文

作者：任罡 , 季宁 , 胡晓丽 , 李世倩 , 张洁华 , 吴祎

页码： 251 - 259

摘要

2024/01/01

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仿真变电站蓄电池的工作模式呈现间歇非连续性，导致电池性能在退化过程中存在容量再生现象，退化规律具有非平稳性和随机性，增大了蓄电池精确剩余寿命RUL( remaining useful life)的难度。针对存在容量再生现象的蓄电池剩余寿命预测问题，提出了变分模态分解VMD( variational mode decomposition)和蝙蝠( Bat) 优化核极限学习机KELM( kernel extreme learning machine)组合的预测方法。基于VMD将蓄电池健康状态SOH( state of health)时间序列分解为整体退化分量和容量再生分量；利用Bat优化KELM构建各分量预测模型，以提高分量趋势预测精度；通过各分量独立预测结果的叠加，得到精确的蓄电池健康状态及剩余寿命预测值。将该方法应用于蓄电池退化数据实例分析中，结果表明该方法相较于KELM模型及VMD-KELM模型，预测精度更高，验证了该方法的优越性。
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基于卡尔曼滤波算法的电池状态估计会员

期刊论文

作者：王语园 , 安盼龙 , 惠亮亮

页码： 243 - 250

摘要

2024/01/01

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为更好地获得锂离子电池荷电状态SOC( state-of-charge)估计值，选用二阶等效电路模型作为研究对象，针对带有遗忘因子的递推最小二乘法在参数辨识中易受到噪声等环境因素干扰的缺点，提出偏差补偿最小二乘法来实现模型参数的准确辨识，并结合无迹卡尔曼滤波算法对SOC进行估计。针对无迹卡尔曼滤波算法稳定性差等缺点，提出利用权重向量更新滤波算法中的卡尔曼滤波增益。实验结果表明，所提算法估计SOC的总误差可控制在2.7%以内，验证了算法的鲁棒性和有效性。
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2024年第4期