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永磁电机及其驱动系统容错技术综述 被引量：27
1
作者 王宇 张成糕 郝雯娟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期351-371,共21页
永磁电机具有效率高、功率密度高、控制灵活的特点,研究永磁电机及其驱动系统的容错技术有利于提升其在电动汽车、新能源发电和航空电力作动系统等领域的应用潜力。对近年来永磁电机驱动系统容错技术领域的研究成果和最新进展进行归纳... 永磁电机具有效率高、功率密度高、控制灵活的特点,研究永磁电机及其驱动系统的容错技术有利于提升其在电动汽车、新能源发电和航空电力作动系统等领域的应用潜力。对近年来永磁电机驱动系统容错技术领域的研究成果和最新进展进行归纳和总结:系统地将容错电机本体分为"冗余拓扑"设计和"结构优化"设计来进行归纳总结;将容错算法归纳为"基于电流矢量重构技术"和"基于电压矢量重构技术"来进行类比分析;三相和多相逆变器系统容错技术;位置/速度传感器和电流传感器故障容错方案,包括冗余传感器和无传感观测器技术。最后,指出目前容错技术存在的主要问题以及未来发展方向,为永磁电机及其驱动系统容错技术研究工作的进一步开展提供了参考。 展开更多
关键词 永磁电机 容错 可靠性 重构 冗余
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三相电压型PWM整流器的虚拟转矩冲量平衡控制策略
2
作者 张成糕 王宇 +2 位作者 张艺 郝雯娟 夏宇航 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期150-160,共11页
模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制... 模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制策略,从而使直流侧电压仅经过1次调节即可实现快速收敛。为了实现此策略,首先,根据数学模型推导得到了虚拟转矩的表达式;其次,根据负载突变前、后直流侧输出电压保持不变,同时结合功率守恒原则,分析建立了负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制方程,求得零矢量与前进矢量的作用时间;最后,通过仿真和实验实现了三相电压型PWM整流器系统负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制,验证了所提算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 三相电压型PWM整流器 模型预测控制 动态性能 虚拟转矩冲量平衡控制策略 负载突变
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基于霍尔负序解调法的无轴承永磁薄片电机径向位移检测方法 被引量：1
3
作者 张艺 王宇 张成糕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期7659-7668,共10页
传统的无轴承薄片电机系统由于存在位移传感器,难以满足心脏泵等医疗器械高精度、高集成的需求,已有基频位移自检测算法采用传统幅值解调法,对于低极对数电机难以实现两方向位移的解耦,同时需要低通滤波器滤除无效信号,存在延迟长以及... 传统的无轴承薄片电机系统由于存在位移传感器,难以满足心脏泵等医疗器械高精度、高集成的需求,已有基频位移自检测算法采用传统幅值解调法,对于低极对数电机难以实现两方向位移的解耦,同时需要低通滤波器滤除无效信号,存在延迟长以及误差大的缺陷;高频注入法利用的是电枢磁链之间的互感,并没有利用永磁体磁链,信噪比不高,难以实现稳定悬浮。基于此,该文提出基于霍尔负序解调法的位移检测方法,利用基频永磁磁链与检测霍尔的互感获取位移信息,通过特殊的负序正弦调制霍尔信号并求和的方式,直接解除转角在霍尔信号中的耦合,瞬时解算位移信息,位移解算精度高且无延迟,适用的转速范围宽。该文首先建立磁路模型,通过理论及仿真分析霍尔感应磁链和位移的关系;其次,给出负序解调法的详细数学推导过程并推广至其他极对数电机;最后,在平台上完成已有的两种位移检测算法与所提算法的实验,实验验证所提算法在宽速度范围内的有效性。 展开更多
关键词 无轴承永磁薄片电机 悬浮控制 径向位移检测 霍尔传感器 负序解调法 信噪比
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基于旋转综合矢量脉振高频电压注入的永磁磁通切换电机无位置传感器技术 被引量：4
4
作者 王宇 邢凯玲 张成糕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期7224-7235,共12页
传统脉振高频电压注入法的辨识位置中存在着固有的六次谐波;改进的逆二倍频坐标算法虽然可以抑制六次谐波,但是转矩谐波含量丰富,转速波动较大。为了抑制辨识位置中的六次谐波并同时减小转矩脉动,提出一种基于旋转综合矢量脉振高频电压... 传统脉振高频电压注入法的辨识位置中存在着固有的六次谐波;改进的逆二倍频坐标算法虽然可以抑制六次谐波,但是转矩谐波含量丰富,转速波动较大。为了抑制辨识位置中的六次谐波并同时减小转矩脉动,提出一种基于旋转综合矢量脉振高频电压注入的永磁磁通切换电机无位置传感器控制方法,首先,旋转综合矢量对应的估计d轴和估计q轴上的高频电压信号相差90°,使得进入PI调节器的信号中不存在六次谐波,解决了传统脉振高频电压注入方法中存在的六次谐波干扰问题;其次,旋转综合矢量长度固定,且相对于d轴的旋转角频率固定,解决了逆二倍频坐标算法中存在的转矩脉动谐波多、转速波动大的问题。因此,该方法同时提高了系统的位置辨识精度和转速控制精度。在一台磁通切换电机系统平台上进行实验验证,实验结果表明该方法能同时提高转子位置辨识的精度,并减小转速的波动。 展开更多
关键词 磁通切换电机 脉振高频注入 旋转综合矢量 零序电压 位置辨识精度 转速波动
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独立励磁直流发电系统的广义预测电压控制策略 被引量：1
5
作者 夏宇航 王宇 +1 位作者 陈凯 张成糕 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期3199-3207,共9页
车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法,替代传统的电压环PI调节器,以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控... 车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法,替代传统的电压环PI调节器,以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控制结构,经过负载励磁拟合函数得到励磁电流指令值。构建控制系统离散域下的传递函数,进行稳定性与系统抗负载扰动能力分析,考察控制参数与系统参数对控制性能的影响。实验证明,所提控制方案在系统负载突加和突卸情况下能够有效地抑制低电压与过电压,使系统平滑地过渡到稳态,拥有较快的动态响应速度。 展开更多
关键词 独立励磁直流发电系统 广义预测控制 负载扰动 动态性能
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电力作动系统容错电机拓扑结构与控制策略 被引量：3
6
作者 王宇 张成糕 郝雯娟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期53-77,共25页
容错电机以其可靠性高、容错能力强以及恶劣环境工作能力强等优点得到了国内外电机领域广泛关注,其工作原理、拓扑结构、电磁性能和控制策略等已有广泛而深入的研究,研究结果表明该类电机非常适合应用于全电/多电飞机电力作动系统。本... 容错电机以其可靠性高、容错能力强以及恶劣环境工作能力强等优点得到了国内外电机领域广泛关注,其工作原理、拓扑结构、电磁性能和控制策略等已有广泛而深入的研究,研究结果表明该类电机非常适合应用于全电/多电飞机电力作动系统。本文从拓扑结构和控制算法两大方面对电力作动系统用容错电机的关键技术进行分析和总结。在拓扑结构方面,横向比较了每种原型电机引入容错设计后对原有电磁性能的影响,纵向归纳了电机容错设计的通用设计方法和一般规律。在控制策略方面,分析了基于电流矢量重构技术和基于电压矢量重构技术两大类方法的内在联系与优缺点,提出了提高转速动态的容错电机转矩冲量平衡控制,并对代表性拓扑结构和容错算法进行了仿真和实验比较。最后展望了容错电机的研究前景与应用拓展。 展开更多
关键词 容错电机 容错能力 隔离能力 重构技术 补偿控制 转矩冲量平衡
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经皮心室辅助装置在复杂高危冠状动脉介入治疗中的应用进展 被引量：1
7
作者 管翔 王宇 +3 位作者 张成糕 周健 张艺 李庆国 《心血管病学进展》 CAS 2022年第5期394-398,共5页
经皮冠状动脉介入治疗(PCI)技术的进展使得过去无法接受干预的复杂高危冠心病患者能够进行血运重建,但PCI过程可能对患者血流动力学造成不良影响,加重心功能不全。经皮心室辅助装置能在PCI过程中提供稳定的血流动力学保障,提高血运重建... 经皮冠状动脉介入治疗(PCI)技术的进展使得过去无法接受干预的复杂高危冠心病患者能够进行血运重建,但PCI过程可能对患者血流动力学造成不良影响,加重心功能不全。经皮心室辅助装置能在PCI过程中提供稳定的血流动力学保障,提高血运重建的安全性,因此经皮心室辅助装置作为复杂高危PCI的辅助手段可能是改善临床结果的关键。心室内轴流泵(Impella)系统、体外离心泵(TandemHeart)系统和体外膜氧合是当前较为新颖的经皮心室辅助装置,现就上述设备在复杂高危PCI中的应用现状和进展进行综述。 展开更多
关键词 经皮心室辅助装置 经皮冠状动脉介入治疗 IMPELLA TandemHeart 体外膜氧合
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