特约综述
2021, 48(7):1-10.
DOI: 10.12177/emca.2021.047
摘要:
采油是典型高耗能行业，由于采油系统存在重载、轻载、空载、发电运行工况，抽油机系统电源侧、驱动环节以及负荷侧均处于低能效运行状态。因此，针对性研究此类负荷的节能技术，是一种实现油田采油系统节能减排的重要途径。对驱动环节应用最为广泛的调压、节能电机、断续供电节能技术的特点与现状进行了系统研究。首先在深入分析抽油机电机（BPM）系统工况与能耗特点的基础上，对不改变BPM运行周期与冲次的非参数型节能技术，按照不同节能机理与实现方法进行了分类；其次，对应用比较广泛的调压、节能电机、断续供电等节能技术的特点进行了系统分析；最后，围绕节能效果明显且应用范围更广的节能技术，提出了系统能效精细化分析、多种节能技术融合、区域性节能综合改造等建议。
采油是典型高耗能行业，由于采油系统存在重载、轻载、空载、发电运行工况，抽油机系统电源侧、驱动环节以及负荷侧均处于低能效运行状态。因此，针对性研究此类负荷的节能技术，是一种实现油田采油系统节能减排的重要途径。对驱动环节应用最为广泛的调压、节能电机、断续供电节能技术的特点与现状进行了系统研究。首先在深入分析抽油机电机（BPM）系统工况与能耗特点的基础上，对不改变BPM运行周期与冲次的非参数型节能技术，按照不同节能机理与实现方法进行了分类；其次，对应用比较广泛的调压、节能电机、断续供电等节能技术的特点进行了系统分析；最后，围绕节能效果明显且应用范围更广的节能技术，提出了系统能效精细化分析、多种节能技术融合、区域性节能综合改造等建议。
2021, 48(6):1-9，23.
DOI: 10.12177/emca.2021.037
摘要:
相较于传统的脉宽调制技术，随机脉宽调制具备有效的谐波频谱分散能力，从而实现机电负载噪声的削弱。随机脉宽调制技术包括起步的随机开关调制、后续的随机脉冲位置与随机开关频率等3个基本方法。随着电力电子技术的整体发展，随机脉宽调制已从传统的载波调制逐渐拓展到空间矢量调制之中，应用范围日趋广泛，谐波频谱分散与功率谱峰值抑制的效果不断提升。同时，新的优化方案不断被提出，对谐波频谱及功率谱的分散效果亦在不断提高。梳理了随机脉宽调制的研究历程，总结了数种典型的随机脉宽调制的基本原理，并对未来随机脉宽调制的研究方向作出展望，为随机脉宽调制技术的深入研究提供参考。
相较于传统的脉宽调制技术，随机脉宽调制具备有效的谐波频谱分散能力，从而实现机电负载噪声的削弱。随机脉宽调制技术包括起步的随机开关调制、后续的随机脉冲位置与随机开关频率等3个基本方法。随着电力电子技术的整体发展，随机脉宽调制已从传统的载波调制逐渐拓展到空间矢量调制之中，应用范围日趋广泛，谐波频谱分散与功率谱峰值抑制的效果不断提升。同时，新的优化方案不断被提出，对谐波频谱及功率谱的分散效果亦在不断提高。梳理了随机脉宽调制的研究历程，总结了数种典型的随机脉宽调制的基本原理，并对未来随机脉宽调制的研究方向作出展望，为随机脉宽调制技术的深入研究提供参考。
2021, 48(4):1-11.
DOI: 10.12177/emca.2020.230
摘要:
多自由度电机可以实现空间中的复杂运动，且具有结构简单、精确度高等优势，在机器人仿生关节、机械手臂及工业制造业上具有广阔的应用前景。对多自由度电机的背景、基本原理及技术优势进行了相关叙述。按照驱动机理的不同将多自由度电机进行分类，并对当前多自由度电机的国内外研究现状进行了总结。此外，基于多自由度电机的运动特点，对电机控制过程中的位置检测技术和运动控制策略进行了相关分析。最后，从多自由度电机的结构、控制体系、材料及制造工艺等方面进行了相关的叙述，对多自由度电机的发展趋势进行预测。通过对多自由度电机的研究与分析，为其未来的发展提供参考。
多自由度电机可以实现空间中的复杂运动，且具有结构简单、精确度高等优势，在机器人仿生关节、机械手臂及工业制造业上具有广阔的应用前景。对多自由度电机的背景、基本原理及技术优势进行了相关叙述。按照驱动机理的不同将多自由度电机进行分类，并对当前多自由度电机的国内外研究现状进行了总结。此外，基于多自由度电机的运动特点，对电机控制过程中的位置检测技术和运动控制策略进行了相关分析。最后，从多自由度电机的结构、控制体系、材料及制造工艺等方面进行了相关的叙述，对多自由度电机的发展趋势进行预测。通过对多自由度电机的研究与分析，为其未来的发展提供参考。
2021, 48(3):1-6.
DOI: 10.12177/emca.2020.213
摘要:
随着电磁发射系统(EMLS)应用场景的多样化发展，单一储能器件无法同时满足不同种类载荷发射过程中高功率密度和高能量密度的储能需求。为此，分析了EMLS短时间歇式运行模式下的储能需求，介绍了EMLS储能技术的研究现状及现有缺陷。在此基础上，对“锂电池-超级电容”混合储能应用于EMLS所需要攻克的储能器件选择、并联结构设计、容量配置和实时控制等关键技术进行了论述与总结，并对电磁发射混合储能技术的未来研究与发展方向提出了展望。
随着电磁发射系统(EMLS)应用场景的多样化发展，单一储能器件无法同时满足不同种类载荷发射过程中高功率密度和高能量密度的储能需求。为此，分析了EMLS短时间歇式运行模式下的储能需求，介绍了EMLS储能技术的研究现状及现有缺陷。在此基础上，对“锂电池-超级电容”混合储能应用于EMLS所需要攻克的储能器件选择、并联结构设计、容量配置和实时控制等关键技术进行了论述与总结，并对电磁发射混合储能技术的未来研究与发展方向提出了展望。
2021, 48(2):13-21.
DOI: 10.12177/emca.2020.202
摘要:
由于波浪储量丰富，具有随机性，如何控制波能转换系统捕获最大波能和控制并网电能质量成为波浪发电的核心问题。简述了波能转换装置实现最大波能捕获的方法，综述了滑模变结构控制、自适应控制、最优控制、智能算法、模糊控制、无源控制在控制最大波能捕获以及改善电能质量方面的研究成果。并提出未来的控制算法应是多种先进控制算法相结合。
由于波浪储量丰富，具有随机性，如何控制波能转换系统捕获最大波能和控制并网电能质量成为波浪发电的核心问题。简述了波能转换装置实现最大波能捕获的方法，综述了滑模变结构控制、自适应控制、最优控制、智能算法、模糊控制、无源控制在控制最大波能捕获以及改善电能质量方面的研究成果。并提出未来的控制算法应是多种先进控制算法相结合。
2021, 48(1):1-7，19.
DOI: 10.12177/emca.2020.195
摘要:
电励磁双凸极电机具有结构简单可靠、容错性能好、控制灵活等优势，可构成一种具有竞争力的新型航空无刷直流起动发电机系统。简述了电励磁双凸极起动发电机系统的构成及其工作原理。针对航空电源这一特殊应用领域的要求，对电励磁双凸极起动发电机高可靠性控制、高效率高功率密度控制、集成化控制等关键技术进行了归纳总结。讨论了电励磁双凸极起动发电机控制关键技术的未来发展趋势。
电励磁双凸极电机具有结构简单可靠、容错性能好、控制灵活等优势，可构成一种具有竞争力的新型航空无刷直流起动发电机系统。简述了电励磁双凸极起动发电机系统的构成及其工作原理。针对航空电源这一特殊应用领域的要求，对电励磁双凸极起动发电机高可靠性控制、高效率高功率密度控制、集成化控制等关键技术进行了归纳总结。讨论了电励磁双凸极起动发电机控制关键技术的未来发展趋势。
2020, 47(12):1-9.
DOI: 10.12177/emca.2020.166
摘要:
用于动力机械设备功率和转矩测量的测功机系统主要由测功电机、测力机构及控制系统组成，广泛应用于机械传动零部件的性能测试。简述了测功机系统在当前工业领域中的重要性，概述了测功机系统的分类，并简要对比分析了各类测功机的优缺点，介绍了各类测功机系统的构成、工作原理及应用场景，总结了测功机系统几种经典的控制策略，最后介绍了测功机在变速器、齿轮箱、发动机及汽车底盘性能测试中的具体应用。
用于动力机械设备功率和转矩测量的测功机系统主要由测功电机、测力机构及控制系统组成，广泛应用于机械传动零部件的性能测试。简述了测功机系统在当前工业领域中的重要性，概述了测功机系统的分类，并简要对比分析了各类测功机的优缺点，介绍了各类测功机系统的构成、工作原理及应用场景，总结了测功机系统几种经典的控制策略，最后介绍了测功机在变速器、齿轮箱、发动机及汽车底盘性能测试中的具体应用。
2020, 47(9):1-7.
DOI: 10.12177/emca.2020.109
摘要:
开关磁阻电机（SRM）具有坚固耐用、功率密度高、调速范围广、起动转矩大等一系列优点，然而关于其功率变换器的研究较少。结合国内外文献，分析不对称半桥功率变换器、公共开关型功率变换器、裂相型功率变换器以及三开关型功率变换器等传统功率变换器的结构特点；对比了传统变换器的优缺点，在此基础上分析了几类新型功率变换器拓扑结构以及电流电压转换关系，并概述了功率变换器未来发展趋势，为功率变换器发展提供参考。
开关磁阻电机（SRM）具有坚固耐用、功率密度高、调速范围广、起动转矩大等一系列优点，然而关于其功率变换器的研究较少。结合国内外文献，分析不对称半桥功率变换器、公共开关型功率变换器、裂相型功率变换器以及三开关型功率变换器等传统功率变换器的结构特点；对比了传统变换器的优缺点，在此基础上分析了几类新型功率变换器拓扑结构以及电流电压转换关系，并概述了功率变换器未来发展趋势，为功率变换器发展提供参考。
2020, 47(8):1-12.
DOI: 10.12177/emca.2020.092
摘要:
永磁直线电机(PMLM)直接以直线运动输出功率，具有结构简单、效率高等明显优势，适用于某些直线运动应用场合，受到越来越广泛的关注。分析了PMLM广泛存在的磁场调制效应，对几种典型PMLM拓扑结构进行研究，指出其内在磁场调制机理的应用。同时，针对PMLM结构的特殊性，讨论了几种电磁参数的建模方法。最后，对PMLM磁场理论与拓扑结构研究进行了展望和应用前景分析，对直线电机的实际工程应用具有一定的参考价值。
永磁直线电机(PMLM)直接以直线运动输出功率，具有结构简单、效率高等明显优势，适用于某些直线运动应用场合，受到越来越广泛的关注。分析了PMLM广泛存在的磁场调制效应，对几种典型PMLM拓扑结构进行研究，指出其内在磁场调制机理的应用。同时，针对PMLM结构的特殊性，讨论了几种电磁参数的建模方法。最后，对PMLM磁场理论与拓扑结构研究进行了展望和应用前景分析，对直线电机的实际工程应用具有一定的参考价值。
2020, 47(7):1-8.
DOI: 10.12177/emca.2020.074
摘要:
真空泵作为真空获得的重要设备，在电子芯片、大规模集成电路、精细化工、生物制药、光伏产业等领域受到了广泛关注及应用，其性能指标很大程度取决于驱动电机及其控制技术。介绍了真空泵驱动电机的基本种类与工作原理，总结了共性规律和个性特点，对其拓扑结构、冷却方式和智能控制等关键技术进行综述，分析了真空泵驱动电机在特殊工况条件下的控制策略问题。最后，对真空泵驱动电机及其控制系统的主要研究方向进行了展望。
真空泵作为真空获得的重要设备，在电子芯片、大规模集成电路、精细化工、生物制药、光伏产业等领域受到了广泛关注及应用，其性能指标很大程度取决于驱动电机及其控制技术。介绍了真空泵驱动电机的基本种类与工作原理，总结了共性规律和个性特点，对其拓扑结构、冷却方式和智能控制等关键技术进行综述，分析了真空泵驱动电机在特殊工况条件下的控制策略问题。最后，对真空泵驱动电机及其控制系统的主要研究方向进行了展望。
11 旋转超导电机发展现状
2020, 47(2):1-8.
DOI: 10.12177/emca.2019.163
摘要:
大容量旋转超导电机在风力发电、舰船驱动等低速直驱应用领域具有广阔的应用前景。依据是否采用低温耦合传输装置实现低温冷却介质的传输和励磁功率的输入，将旋转超导电机分为动态密封和静态密封超导电机两类。分析了动态密封超导电机的常用定子、转子结构形式及其优缺点。针对静态密封超导电机，以转子分段式磁通切换结构、场调制双定子结构、单体励磁分极式结构等典型拓扑为例，揭示了其能够实现冷却系统静态密封形式的本质原因。最后，对两类超导电机面临的超导励磁绕组失超这一共性问题进行了探讨，从电机本体结构层面，给出了静态密封超导电机抑制电枢反应磁场对超导线圈影响的策略和方法。
大容量旋转超导电机在风力发电、舰船驱动等低速直驱应用领域具有广阔的应用前景。依据是否采用低温耦合传输装置实现低温冷却介质的传输和励磁功率的输入，将旋转超导电机分为动态密封和静态密封超导电机两类。分析了动态密封超导电机的常用定子、转子结构形式及其优缺点。针对静态密封超导电机，以转子分段式磁通切换结构、场调制双定子结构、单体励磁分极式结构等典型拓扑为例，揭示了其能够实现冷却系统静态密封形式的本质原因。最后，对两类超导电机面临的超导励磁绕组失超这一共性问题进行了探讨，从电机本体结构层面，给出了静态密封超导电机抑制电枢反应磁场对超导线圈影响的策略和方法。
《电机与控制应用》
月刊，1959年创刊
- 主管单位：上海市经济和信息化委员会
- 主办单位：上海电器科学研究所（集团）有限公司
- 刊号：ISSN 1673-6540
- CN 31-1959/TM
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