谐波电流最小同步优化脉宽调制策略研究 被引量：21

1

作者 马逊 李耀华 +3 位作者 葛琼璇 任晋旗 赵鲁 赵震 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1211-1220,共10页

在许多大功率交流传动领域,由于开关损耗较大,功率半导体器件的开关频率不能过高,通常在1 kH z以下,逆变器工作在较低的载频比下,因此对逆变器相电流谐波抑制就变得十分紧迫。为达到相电流谐波最优化的目的,需要依靠一定的数学约束条件... 在许多大功率交流传动领域,由于开关损耗较大,功率半导体器件的开关频率不能过高,通常在1 kH z以下,逆变器工作在较低的载频比下,因此对逆变器相电流谐波抑制就变得十分紧迫。为达到相电流谐波最优化的目的,需要依靠一定的数学约束条件对调制波形进行精确控制,因此可编程优化调制策略得到广泛应用。其中将谐波电流最小作为约束条件的优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)是一种非常具有吸引力的解决方案。该文以谐波抑制能力较弱的两电平三相三桥臂电压型逆变器为研究对象,给出使得输出电流谐波最小的优化脉宽调制较为精确的约束条件,并且完成全调制范围、多种波形发生条件下的优化函数多解的比较,并最终给出最优的优化开关角组合。比较该调制技术与其他传统的脉宽调制技术在谐波抑制能力方面的性能,并经过仿真与实验进行验证。 展开更多

关键词 谐波电流抑制 谐波电流最小脉宽调制 同步调制

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架空输电线路雷击跳闸率影响因素研究现状 被引量：15

2

作者 孙鹞鸿 任晋旗 +4 位作者 严萍 崔吉峰 刘亚新 周远翔 李震宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期12-14,共3页

分析对比了电气几何理论和先导发展模型等各种雷电屏蔽理论的特点 ;介绍了雷击导线时过电压波阻抗分析计算模型以及雷击杆塔波阻抗计算模型和杆塔冲击接地电阻的参数计算公式。认为雷击档间避雷线的情形和线路电压在雷击跳闸率的计算中... 分析对比了电气几何理论和先导发展模型等各种雷电屏蔽理论的特点 ;介绍了雷击导线时过电压波阻抗分析计算模型以及雷击杆塔波阻抗计算模型和杆塔冲击接地电阻的参数计算公式。认为雷击档间避雷线的情形和线路电压在雷击跳闸率的计算中不能忽视 ,建议开展绝缘子类型和安装形式对雷电闪络特性的影响以及双回线路相关影响因素的研究。 展开更多

关键词 雷电参数 雷电定位系统 电气屏蔽理论 杆塔冲击阻抗

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动态边端效应补偿的直线感应电机磁场定向控制 被引量：16

3

作者 任晋旗 李耀华 王珂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期61-65,共5页

研究直线感应电动机动态边端效应特性可知,电机次级涡流是产生动态边端效应的主要原因。建立包含电机动态边端效应的同步坐标模型,实现直线感应电机间接磁场定向控制。为消除边端效应对推力和动态过程的影响,随着电机速度增加,对励磁电... 研究直线感应电动机动态边端效应特性可知,电机次级涡流是产生动态边端效应的主要原因。建立包含电机动态边端效应的同步坐标模型,实现直线感应电机间接磁场定向控制。为消除边端效应对推力和动态过程的影响,随着电机速度增加,对励磁电流分量进行动态补偿,获得了较快的动态响应速度,稳态精度高、超调量小。试验结果表明,进行励磁电流补偿的间接磁场定向控制能够实现高性能的直线感应电动机控制。 展开更多

关键词 直线感应电机 磁场定向控制 边端效应 动态电机模型 励磁补偿

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特定谐波消除及优化脉宽调制单相整流器的研究 被引量：14

4

作者 赵鲁 李耀华 +2 位作者 葛琼璇 任晋旗 马逊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期57-64,共8页

特定谐波消除(SHEPWM)及优化脉宽调制(OPTPWM)通过开关时刻的优化选择,具有输出波形谐波含量小、效率高、直流电压利用率高等优点。本文提出了在单相电压型PWM整流器中采用SHEPWM或OPTPWM调制策略,并与SPWM调制进行比较。首先对单相整流... 特定谐波消除(SHEPWM)及优化脉宽调制(OPTPWM)通过开关时刻的优化选择,具有输出波形谐波含量小、效率高、直流电压利用率高等优点。本文提出了在单相电压型PWM整流器中采用SHEPWM或OPTPWM调制策略,并与SPWM调制进行比较。首先对单相整流器SHEPWM、OPTPWM调制策略的原理及控制策略进行了分析,并通过50k V·A单相整流器进行仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,采用SHEPWM或OPTPWM调制策略网侧输入电流总谐波畸变率、整流变压器绕组谐波损耗及铁心损耗都要低于SPWM调制策略。 展开更多

关键词 特定谐波消除 单相整流器 优化脉宽 整流变压器

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短初级单边直线感应电机新型等效电路 被引量：12

5

作者 徐伟 李耀华 +3 位作者 孙广生 任晋旗 王江波 谈龙成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期80-86,共7页

基于直线感应电机一维电磁场分析,考虑直线电机端部效应、初级端部半填充槽、磁路饱和、次级背铁电阻等影响,认为端部效应将影响电机的互感和次级电阻,对此采用系数K′x(s)和C′x(s)、Kr(s)和Cr(s)进行修正,给出计入修正系数的直线电机... 基于直线感应电机一维电磁场分析,考虑直线电机端部效应、初级端部半填充槽、磁路饱和、次级背铁电阻等影响,认为端部效应将影响电机的互感和次级电阻,对此采用系数K′x(s)和C′x(s)、Kr(s)和Cr(s)进行修正,给出计入修正系数的直线电机单相T型等效电路模型。根据功率守恒原则,对电机三相电压、磁链和电流进行派克变换,得到两相同步坐标系下的数学方程和等值电路,其形式与旋转电机相统一,有利于此类电机运行控制的实现。对电机起动点的4个校正系数、互感和次级电阻进行分析计算,并对不同工况下的推力分别进行理论研究和实验测试。测试结果与理论分析吻合较好,表明所得模型可行,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 直线感应电机 等效电路 端部效应 特性分析 间接磁场定向控制

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基于绕组函数法的大功率单边直线感应电机牵引特性研究 被引量：12

6

作者 徐伟 李耀华 +5 位作者 孙广生 任晋旗 谈龙成 何晋伟 韩俊飞 王珂 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第33期54-60,共7页

将麦克斯韦方程和绕组函数法相结合,得到单边直线感应电机(single linear induction motor,SLIM)的初级、次级基波和边端效应波绕组函数。由绕组函数理论计算出电感、运动电势系数,建立电压和磁链方程。由初、次级能量关系得到推力方程... 将麦克斯韦方程和绕组函数法相结合,得到单边直线感应电机(single linear induction motor,SLIM)的初级、次级基波和边端效应波绕组函数。由绕组函数理论计算出电感、运动电势系数,建立电压和磁链方程。由初、次级能量关系得到推力方程并进一步求解相关特性量。对不同工况的暂态和稳态特性进行分析。将大功率电机全过程中相电流、推力、效率的计算值与测量值进行比较。试验结果表明,绕组函数法能较合理地描述SLIM特性,具有一定实用性。 展开更多

关键词 直线感应电机 绕组函数 边端效应 暂态过程 稳态过程

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合成绝缘子悬挂方式对雷电冲击特性影响 被引量：11

7

作者 任晋旗 崔吉峰 +4 位作者 李震宇 刘亚新 孙鹞鸿 严萍 周远翔 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期29-31,共3页

试验研究了合成绝缘子并联和V型悬挂方式对耐雷电冲击特性的影响并运用有限元软件计算了绝缘子串周围电场分布,结果表明并联绝缘子串间击穿电压较单串时低,而型串的影响很小。认为绝缘子串悬挂方式对绝缘子串之间电场分布变化的影响是... 试验研究了合成绝缘子并联和V型悬挂方式对耐雷电冲击特性的影响并运用有限元软件计算了绝缘子串周围电场分布,结果表明并联绝缘子串间击穿电压较单串时低,而型串的影响很小。认为绝缘子串悬挂方式对绝缘子串之间电场分布变化的影响是造成击穿电压变化的原因。 展开更多

关键词 合成绝缘子 雷电闪络 电场分布 悬挂方式

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单相PWM整流器死区补偿方法 被引量：11

8

作者 赵鲁 李耀华 +2 位作者 葛琼璇 任晋旗 马逊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期6-13,21,共9页

为解决单相整流器死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流钳位效应等问题,分析死区和零电流钳位效应,提出一种基于网侧电压谐振控制器锁相环的观测值进行判断,对单相PWM整流器死区时间进行补偿的新方法。该方法避免了电流检测中的噪声... 为解决单相整流器死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流钳位效应等问题,分析死区和零电流钳位效应,提出一种基于网侧电压谐振控制器锁相环的观测值进行判断,对单相PWM整流器死区时间进行补偿的新方法。该方法避免了电流检测中的噪声,使得过零点检测更加精确,不会引起相位延迟,并与根据电流值进行直接补偿的方法进行对比分析。所提出的方案能够有效地改善电流波形的正弦程度,且消除了传统方案需要检测电流方向的弊端,同时算法实现简单,具有工程实用价值。仿真和实验结果表明基于网侧电压观测值进行死区补偿方法使网侧输入电流总谐波畸变率更小、补偿效果更明显。 展开更多

关键词 死区补偿 单相整流器 死区效应 锁相环 谐振控制器

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单相整流变压器场路耦合分析 被引量：11

9

作者 赵鲁 李耀华 +2 位作者 葛琼璇 任晋旗 马逊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期223-229,共7页

为精确地计算单相整流变压器参数及不同工况下铁心损耗、绕组铜耗,提出一种基于变压器有限元模型与整流器电路场路耦合联合仿真的方法。该方法既可考虑变压器磁路饱和、集肤效应、端部效应的影响,又可考虑整流器脉宽调制(pulse width mo... 为精确地计算单相整流变压器参数及不同工况下铁心损耗、绕组铜耗,提出一种基于变压器有限元模型与整流器电路场路耦合联合仿真的方法。该方法既可考虑变压器磁路饱和、集肤效应、端部效应的影响,又可考虑整流器脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波带来的高次谐波影响。通过仿真与实验对比分析,场路耦合联合仿真结果与50 kVA单相PWM整流器实验结果的偏差在5%左右。在机车大功率牵引变压器优化设计中,场路耦合联合仿真的应用可以缩减开发时间和研发成本。 展开更多

关键词 场路耦合法 单相PWM整流器 有限元 整流变压器

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直线异步电动机的损耗模型与效率优化控制 被引量：8

10

作者 任晋旗 李耀华 王珂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期68-73,共6页

直线异步电动机具有良好的直接驱动特性,但与旋转电动机相比,其效率较低。本文建立了包含铁损电阻的电动机同步坐标模型,铁损电阻并联在初级励磁回路旁,而不是并联在互感支路旁,因此包含了初级漏感对电动机铁心损耗的影响,推导损耗方程... 直线异步电动机具有良好的直接驱动特性,但与旋转电动机相比,其效率较低。本文建立了包含铁损电阻的电动机同步坐标模型,铁损电阻并联在初级励磁回路旁,而不是并联在互感支路旁,因此包含了初级漏感对电动机铁心损耗的影响,推导损耗方程并提出了基于模型法的效率优化控制算法。通过仿真和实验验证,结果表明本文提出的效率优化控制方法能够提高直线异步电动机轻载时的运行效率,而且优化算法对电动机动态特性没有产生明显的影响。 展开更多

关键词 直线异步电动机 铁损 初级漏感 损耗模型 效率优化控制

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同轴电极内电极直径变化的边缘效应仿真研究 被引量：8

11

作者 黄文力 孙广生 +1 位作者 严萍 任晋旗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期117-121,共5页

应用ANSYS数值计算软件包对同轴结构电极同轴电场的边缘效应进行较详尽的仿真研究。当内电极直径变化,保持内外电极半径差值相等,分析内电极直径变化时同轴电场边缘效应的变化,指出边缘效应沿径向呈倒U形分布,随着内电极直径的增加,不... 应用ANSYS数值计算软件包对同轴结构电极同轴电场的边缘效应进行较详尽的仿真研究。当内电极直径变化,保持内外电极半径差值相等,分析内电极直径变化时同轴电场边缘效应的变化,指出边缘效应沿径向呈倒U形分布,随着内电极直径的增加,不同电极空间相应位置上电场受边缘效应的影响减弱。这些结论对于固液体交接面闪络特性研究实验电极的设计具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 同轴电极 边缘效应 仿真研究

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直线感应电机在线参数辨识 被引量：8

12

作者 任晋旗 李耀华 +1 位作者 徐伟 王珂 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第24期113-117,共5页

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机不同运行工况变化较大,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致运行中电机控制特性变差。推导直线感应电机状态空间方程,建立可调动态数学模型,采用模型参考自适应系统进行直线... 直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机不同运行工况变化较大,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致运行中电机控制特性变差。推导直线感应电机状态空间方程,建立可调动态数学模型,采用模型参考自适应系统进行直线感应电机在线参数辨识,提出直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。所建立的电机状态观测器能够准确估算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好。实验和仿真结果表明电机运行状态下的励磁电感参数计算准确。参数辨识实验结果能够正确反映边端效应影响电机励磁参数的物理特性,即励磁电感随电机速度增加而减小。 展开更多

关键词 模型参考自适应 直线感应电机 参数辨识 励磁电感 边缘效应

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75kVA三电平背靠背变流器的散热分析及优化 被引量：7

13

作者 朱艺锋 葛琼璇 +1 位作者 刘育红 任晋旗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期103-108,共6页

以75kVA三电平背靠背变流器为对象,先对包括功率母线在内的热源进行分析计算,而后给出了系统的等效热阻网络,并根据热阻网络为变流器设计了基于强迫风冷的散热系统。接着在建立该变流器三维几何模型的基础上用计算流体动力学有限元软件... 以75kVA三电平背靠背变流器为对象,先对包括功率母线在内的热源进行分析计算,而后给出了系统的等效热阻网络,并根据热阻网络为变流器设计了基于强迫风冷的散热系统。接着在建立该变流器三维几何模型的基础上用计算流体动力学有限元软件对其进行模拟仿真,分析了母线功耗、器件功耗和风机风量对变流器内热分布的影响规律,并提出了通过配置进风口开孔率和活动挡风板改进散热的措施。最后结合变流器实验装置,利用红外测温仪对带载稳定运行的变流器测试,进行实验验证。实验结果和仿真结果的对比表明,所设计的散热系统可以满足变流器的散热要求,同时各半导体器件散热均匀。所提出的散热设计方法和优化措施,对其他变流器的散热设计有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 背靠背变流器 热源计算 热阻网络 强迫风冷 散热模拟

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交流传动系统牵引控制单元的研究与设计 被引量：5

14

作者 赵震 任晋旗 +1 位作者 王苏敬 王鹏 《铁道机车车辆》 2014年第3期5-9,共5页

介绍了交流传动系统牵引控制单元的结构、功能与特点。通过对交流传动牵引控制系统的功能分析,明确了牵引控制单元的设计要求。设计实现了集中式、模块化的牵引控制单元硬件平台。介绍了系统总体结构、各单元板卡的功能及实现方法。

关键词 交流传动 牵引系统 牵引控制单元

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单边直线感应电机转子磁场定向矢量控制方法研究 被引量：4

15

作者 徐伟 孙广生 +3 位作者 李耀华 金能强 任晋旗 王珂 《电气传动》 北大核心 2007年第4期12-15,47,共5页

单边直线感应电机运行中因次级板产生涡流而存在第二类纵向边缘效应,造成气隙有效磁通和牵引力系数降低。建立了电机d-q轴等效电路,通过d轴互感和电阻变化来反应边缘效应的影响。采用转子磁链、速度和电流3个调节器,对uds,uqs,iqs进行... 单边直线感应电机运行中因次级板产生涡流而存在第二类纵向边缘效应,造成气隙有效磁通和牵引力系数降低。建立了电机d-q轴等效电路,通过d轴互感和电阻变化来反应边缘效应的影响。采用转子磁链、速度和电流3个调节器,对uds,uqs,iqs进行在线解耦补偿控制。结果表明,该方法在电机速度突变时减小了力矩脉动,定子电流过渡平滑,速度平稳,较好地改善了电机的运行性能,对实际分析提供了理论依据。 展开更多

关键词 单边直线感应电机 转子磁场定向控制 边缘效应 解耦 补偿

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直线异步电机在线搜索法效率优化控制 被引量：4

16

作者 任晋旗 李耀华 王珂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期34-39,共6页

直线异步电机具有较好的直接传动特性,但是由于气隙较大以及边端效应的存在,运行效率较低。本文提出了一种在线搜索效率优化方法,能够提高电机轻载运行时的效率,降低电机能耗。该方法采用黄金分割法进行全局寻优,搜索确定励磁电流分量... 直线异步电机具有较好的直接传动特性,但是由于气隙较大以及边端效应的存在,运行效率较低。本文提出了一种在线搜索效率优化方法,能够提高电机轻载运行时的效率,降低电机能耗。该方法采用黄金分割法进行全局寻优,搜索确定励磁电流分量与推力分量之间的最优比率。算法收敛速度较快,不依赖电机模型参数,而且不需要随电机负载力变化而重新启动搜索。实验结果验证了算法的正确性与电机效率优化效果。 展开更多

关键词 直线异步电机 在线搜索法 效率最优 黄金分割算法 电流分量比值

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CRH_2型动车组牵引系统电机控制策略研究 被引量：3

17

作者 任晋旗 葛琼璇 李耀华 《铁道机车车辆》 2008年第B12期109-114,共6页

本文阐述了高速列车牵引电机控制的原理和策略,介绍了CRH_2型动车组电机牵引控制系统中功能模块的作用与工作原理,进行了部分仿真研究,验证了相关结论。本文对高速动车电机牵引控制技术研究具有一定的参考意义。

关键词 CRH2动车组 牵引系统 电机控制 磁场定向控制

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交通用大功率直线异步电动机牵引特性 被引量：3

18

作者 徐伟 李耀华 +7 位作者 孙广生 何晋伟 杜玉梅 谈龙成 任晋旗 王珂 韩俊飞 金能强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期14-20,共7页

从直线异步电动机二维电磁场角度入手,采用虚拟电动势法求出相电流和励磁电压表达式,接着把Maxwell电磁场方程、复功率法、保角变换法结合起来,充分考虑端部半填充槽、铁轭磁饱和、次级背铁电阻的影响,对气隙磁链方程进行推导。利用场... 从直线异步电动机二维电磁场角度入手,采用虚拟电动势法求出相电流和励磁电压表达式,接着把Maxwell电磁场方程、复功率法、保角变换法结合起来,充分考虑端部半填充槽、铁轭磁饱和、次级背铁电阻的影响,对气隙磁链方程进行推导。利用场路复量功率相等关系,本文分别求解出励磁电抗xm0、次级等效电阻r′2、次级漏抗x2、纵向边缘效应校正系数Kr(s)和Kx(s)、横向边端效应校正系数Cr(s)和Cx(s)、集肤效应校正系数Kf。在旋转异步电机T型模型基础上,利用叠加原理,本文提出一种改进的直线电动机T型等效模型。用该模型对日本12000型直线异步电动机牵引特性进行了详细分析,将其中推力、相电流、功率因数、效率变化量与日本著名学者Nonaka的空间谐波法和电机特性试验数据进行比较。结果表明,该模型真实可信,较好地满足工程应用要求,对交通用大功率直线异步电动机的设计和优化奠定了基础,具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 直线异步电动机 特性分析 等效电路 边缘效应 集肤效应 涡流

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动态电压恢复器的复合数字多变量状态空间反馈控制 被引量：3

19

作者 郭文勇 肖立业 +2 位作者 任晋旗 张志丰 欧阳羿 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第18期55-58,66,共5页

在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应... 在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应速度。为此,文中提出了一种复合数字多变量状态空间反馈控制的方法。在检测到暂降发生并在之后的一段时间内采用单数字多变量状态空间反馈法进行控制,进入稳态时通过控制量的分解无缝地切换到双数字多变量状态空间反馈法,检测到暂降结束时再无缝地切换到单数字多变量状态空间反馈法。该方法同时实现了较快的动态响应速度和较高的稳态精度。实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 动态电压恢复器 复合数字多变量状态空间反馈控制 电压暂降

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高速列车异步牵引电机直接磁场定向控制研究

20

作者 任晋旗 葛琼璇 +1 位作者 马逊 赵鲁 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第2期82-86,共5页

对高速列车异步牵引电机的直接磁场定向控制技术进行研究。针对某型动车牵引电机,对电压型、电流型以及混合闭环磁链观测器的工作特性进行频率响应函数分析对比,并且仿真实现了基于混合型磁链观测器的牵引电机直接磁场定向控制。结果表... 对高速列车异步牵引电机的直接磁场定向控制技术进行研究。针对某型动车牵引电机,对电压型、电流型以及混合闭环磁链观测器的工作特性进行频率响应函数分析对比,并且仿真实现了基于混合型磁链观测器的牵引电机直接磁场定向控制。结果表明,电机参数偏差影响观测器对转子磁链的观测效果,混合型的闭环磁链观测器具有较强的参数鲁棒性,适合应用于直接磁场定向控制系统中。 展开更多

关键词 高速列车 异步牵引电机 直接磁场定向控制 磁链观测器

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