摘要：永磁容错(FTPM)电机不仅具有容错和故障隔离能力,还继承了一般永磁电机功率密度大、转矩脉动小的优点,故在航空用电力作动系统中得到大力发展。最优转矩控制(OTC)算法可以实现电机在正常和故障时(一相断路或短路)输出电磁转矩脉动最小化。本文设计了750 W六相十极FTPM电机最优转矩控制系统平台,提出了两种简单实用的绕组故障诊断方法,对最优转矩控制算法进行了实验研究。实验结果表明,该算法能够实现故障前后转矩转速性能基本不变,且转矩脉动均小于20%,故障时动态响应快。

摘要：风轮大转动惯量导致最优转矩最大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)控制方法暂态时间过长,效率降低。通过研究风力发电系统(wind turbine generator system,WTGS)工作机理,对问题及原因作具体分析,并设计基于梯度估计的最优转矩补偿器,对电磁转矩给定值进行补偿,以减小大转动惯量对风轮转速变化的影响。通过建立兆瓦级双馈WTGS小信号模型及系统闭环传递函数,分析系统闭环极点、阶跃响应曲线及频率特性。小信号模型分析及仿真结果表明,改进后的方法具有良好的系统稳定性及动态特性,暂态过程时间小,兼有经典最优转矩法稳定性和叶尖速比法快速性等部分优点,风能转化率较高。

摘要：为了改善传统永磁顶驱钻井系统体积大、能耗高等问题,在顶驱钻井系统中引入混合永磁游标电机(hybrid permanent magnet vernier machine,HPMVM)构成新型直驱式顶驱系统。文章针对该电机磁链观测与驱动协调控制展开研究。首先,在两相旋转坐标下实现了永磁磁链的解耦,设计了一种超螺旋(Super Twisting Algorithm,STA)滑模永磁磁链观测器,实现了永磁磁链的准确观测。然后,建立不同速度区间与低矫顽力永磁体充/去磁状态的映射关系,提出了结合分区控制的最优转矩控制策略。在低速区内,饱和磁化状态使电机获得最优转矩;高速区内为了减少电机连续调节永磁体磁化状态带来的励磁损耗,采用分段调磁控制,并在定子电压、电流限制下,构建Lagrange辅助函数,通过对该函数求取极值获得最优转矩。最后,通过与传统弱磁控制进行仿真对比分析,表明STA滑模磁链观测器能够快速且准确辨识永磁磁链,并在全速域内实现最大转矩的输出,且降低了电机的铜耗,从而提高了整个电机系统的效率。