2026年第1期文章目次
2026(1):1-11.
DOI: 10.12177/emca.2026.105
摘要:
【目的】实际工程中，部分异步电机未配置转速传感器和转矩测量装置，导致电机能效难以评估，因此研究转速和转矩的辨识方法具有重要意义。本文提出一种基于可测电压和电流的异步电机运行参数在线辨识方法。该方法对电压和电流波形没有限制，且不需要电机的定子电阻、电抗等参数，适用范围广、实用性强。【方法】首先，对定子电流进行快速傅里叶变换分析找到对应的转子槽频率，进而求出转子转速。通过转差率将转子槽频率限制在一定区间内，从而解决齿谐波混叠的问题，提高转速辨识的精度。其次，通过电机铭牌参数求出定子电阻，结合采集到的电压和电流数据计算电磁转矩和输出转矩。最后，为进一步提高所提方法的适用范围，引入基波补偿法，对滤波后的信号进行全局缩放，以精确恢复基波幅值，进一步提高辨识精度。【结果】基于Matlab搭建异步电机直接起动和变频驱动仿真模型，采集输出数据。并且对型号为Y100L1-4的异步电机进行试验，采集电压、电流试验波形。仿真和试验结果表明，不同工况下的转子转速和输出转矩的辨识误差都在2%以内，验证了所提方法的可行性与精确性。【结论】本文所提方法实现了基于可测电气量的异步电机运行参数的在线辨识，为实际工程中实时辨识异步电机运行参数提供了重要参考。
【目的】实际工程中，部分异步电机未配置转速传感器和转矩测量装置，导致电机能效难以评估，因此研究转速和转矩的辨识方法具有重要意义。本文提出一种基于可测电压和电流的异步电机运行参数在线辨识方法。该方法对电压和电流波形没有限制，且不需要电机的定子电阻、电抗等参数，适用范围广、实用性强。【方法】首先，对定子电流进行快速傅里叶变换分析找到对应的转子槽频率，进而求出转子转速。通过转差率将转子槽频率限制在一定区间内，从而解决齿谐波混叠的问题，提高转速辨识的精度。其次，通过电机铭牌参数求出定子电阻，结合采集到的电压和电流数据计算电磁转矩和输出转矩。最后，为进一步提高所提方法的适用范围，引入基波补偿法，对滤波后的信号进行全局缩放，以精确恢复基波幅值，进一步提高辨识精度。【结果】基于Matlab搭建异步电机直接起动和变频驱动仿真模型，采集输出数据。并且对型号为Y100L1-4的异步电机进行试验，采集电压、电流试验波形。仿真和试验结果表明，不同工况下的转子转速和输出转矩的辨识误差都在2%以内，验证了所提方法的可行性与精确性。【结论】本文所提方法实现了基于可测电气量的异步电机运行参数的在线辨识，为实际工程中实时辨识异步电机运行参数提供了重要参考。
2026(1):12-23.
DOI: 10.12177/emca.2026.108
摘要:
【目的】在构网型多变流器系统仿真中，传统LC等效模型存在精度不足、暂态响应误差较大等问题，难以适应高频开关特性，尤其在亚微秒级仿真步长下无法准确表征开关暂态过程。针对上述问题，本文提出了一种基于状态矩阵的构网型多变流器系统高精度建模方法。【方法】首先，建立构网型虚拟同步发电机控制下的变流器开关元件离散化模型，通过离散电路联合理想开关特性确定待定参数，构建基于LC等效电路的广义恒导纳开关(FAS)模型；其次，基于构网型多变流器耦合特性，推导单变流器状态矩阵向多变流器系统的拓展方法，建立系统级状态空间方程，准确表征多变流器间的动态交互过程；最后，基于PSCAD/EMTDC平台搭建构网型多变流器系统仿真模型，将所提FAS模型与PSCAD理想模型及传统LC等效模型进行对比。【结果】仿真结果表明，所提FAS模型仿真结果更加贴近PSCAD理想模型，有效降低了亚微秒级仿真步长下的功率损耗，在维持系统稳定性的同时，提高了系统仿真精度及效率。【结论】所提FAS模型在亚微秒级仿真步长下具有良好的适用性和稳定性。
【目的】在构网型多变流器系统仿真中，传统LC等效模型存在精度不足、暂态响应误差较大等问题，难以适应高频开关特性，尤其在亚微秒级仿真步长下无法准确表征开关暂态过程。针对上述问题，本文提出了一种基于状态矩阵的构网型多变流器系统高精度建模方法。【方法】首先，建立构网型虚拟同步发电机控制下的变流器开关元件离散化模型，通过离散电路联合理想开关特性确定待定参数，构建基于LC等效电路的广义恒导纳开关(FAS)模型；其次，基于构网型多变流器耦合特性，推导单变流器状态矩阵向多变流器系统的拓展方法，建立系统级状态空间方程，准确表征多变流器间的动态交互过程；最后，基于PSCAD/EMTDC平台搭建构网型多变流器系统仿真模型，将所提FAS模型与PSCAD理想模型及传统LC等效模型进行对比。【结果】仿真结果表明，所提FAS模型仿真结果更加贴近PSCAD理想模型，有效降低了亚微秒级仿真步长下的功率损耗，在维持系统稳定性的同时，提高了系统仿真精度及效率。【结论】所提FAS模型在亚微秒级仿真步长下具有良好的适用性和稳定性。
2026(1):24-34.
DOI: 10.12177/emca.2026.113
摘要:
【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度，本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响，并对NFO进行了重构。此外，为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置传感器控制系统中的抗扰动能力，提出了一种变增益扩张状态观测器锁相环(VGESO-PLL)位置解算方法。【方法】首先，考虑到PMSLM固有的端部效应在电机运行过程中所造成的电压偏差，对现有数学模型进行了修正，并对NFO进行重构。然后，通过分析ESO带宽对位置估计性能的影响，提出了一种改进的VGESO控制方法。该方法在传统ESO中引入了受估计速度导数驱动的带宽变化律，以动态改变ESO带宽，从而提高了瞬态条件下的速度观测精度。最后，通过欧拉离散方法，对VGESO的特征方程进行求解，并结合Jury判据给出了VGESO带宽选择范围。【结果】试验结果表明，在速度从0.1 m/s突增至0.3 m/s的工况下，VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了8.05%，虽然最大速度估计误差和ESO-PLL一致，但速度估计误差波动范围较ESO-PLL更小；在速度从0.3 m/s突减至0.1 m/s的工况下，VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了73.1%，较ESO-PLL减小了37.7%。【结论】本文重构的NFO能够反映PMSLM端部效应的影响，所提VGESO-PLL位置解算方法可以有效改善PMSLM在速度突变工况下的速度观测精度，有效提高了VGESO的抗扰动能力。
【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度，本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响，并对NFO进行了重构。此外，为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置传感器控制系统中的抗扰动能力，提出了一种变增益扩张状态观测器锁相环(VGESO-PLL)位置解算方法。【方法】首先，考虑到PMSLM固有的端部效应在电机运行过程中所造成的电压偏差，对现有数学模型进行了修正，并对NFO进行重构。然后，通过分析ESO带宽对位置估计性能的影响，提出了一种改进的VGESO控制方法。该方法在传统ESO中引入了受估计速度导数驱动的带宽变化律，以动态改变ESO带宽，从而提高了瞬态条件下的速度观测精度。最后，通过欧拉离散方法，对VGESO的特征方程进行求解，并结合Jury判据给出了VGESO带宽选择范围。【结果】试验结果表明，在速度从0.1 m/s突增至0.3 m/s的工况下，VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了8.05%，虽然最大速度估计误差和ESO-PLL一致，但速度估计误差波动范围较ESO-PLL更小；在速度从0.3 m/s突减至0.1 m/s的工况下，VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了73.1%，较ESO-PLL减小了37.7%。【结论】本文重构的NFO能够反映PMSLM端部效应的影响，所提VGESO-PLL位置解算方法可以有效改善PMSLM在速度突变工况下的速度观测精度，有效提高了VGESO的抗扰动能力。
2026(1):35-45.
DOI: 10.12177/emca.2026.112
摘要:
【目的】扩展卡尔曼滤波器(EKF)在无传感器无刷直流电机驱动系统中应用广泛，可基于非线性电机模型递归估计转子位置与转速。然而，EKF固有的线性化特性导致逼近精度有限，使得估计器对参数不确定性、模型失配及噪声统计偏差极为敏感。这些局限性会导致估计的电角度和转速随时间漂移，进而引发换相误差，显著降低电机运行性能。【方法】为解决此问题，本文提出一种基于相反电动势与相电流基波相位同步的换相误差校正方法。首先，采用可变中心频率基波提取滤波器提取相电流与相反电动势的基波分量。其次，基于两相坐标系中的矢量关系构建换相误差表征量。当该表征量大于零时表示换向滞后，小于零时表示换向超前。然后，通过比例积分控制器对误差表征量进行闭环调节，使其收敛至零，实现换向时序的自适应校正。最后，通过仿真和试验对所提换相误差校正方法进行验证。【结果】仿真与试验结果具有良好的一致性，所提方法对控制回路中各类非理想因素引起的换相误差具有较强的鲁棒性，有效校正了换相误差，显著改善了电流波形对称性，使换相过程更加平滑稳定。在滞后换相和超前换相状态下，相电流峰峰值分别降低了75%和67%，且转子位置误差保持在0.2 rad以内。【结论】本文所提基于EKF观测器和相电流与相反电动势基波相位同步的换相误差校正方法可以有效校正换相误差，显著减少功率损耗，提高系统效率与运行稳定性。
【目的】扩展卡尔曼滤波器(EKF)在无传感器无刷直流电机驱动系统中应用广泛，可基于非线性电机模型递归估计转子位置与转速。然而，EKF固有的线性化特性导致逼近精度有限，使得估计器对参数不确定性、模型失配及噪声统计偏差极为敏感。这些局限性会导致估计的电角度和转速随时间漂移，进而引发换相误差，显著降低电机运行性能。【方法】为解决此问题，本文提出一种基于相反电动势与相电流基波相位同步的换相误差校正方法。首先，采用可变中心频率基波提取滤波器提取相电流与相反电动势的基波分量。其次，基于两相坐标系中的矢量关系构建换相误差表征量。当该表征量大于零时表示换向滞后，小于零时表示换向超前。然后，通过比例积分控制器对误差表征量进行闭环调节，使其收敛至零，实现换向时序的自适应校正。最后，通过仿真和试验对所提换相误差校正方法进行验证。【结果】仿真与试验结果具有良好的一致性，所提方法对控制回路中各类非理想因素引起的换相误差具有较强的鲁棒性，有效校正了换相误差，显著改善了电流波形对称性，使换相过程更加平滑稳定。在滞后换相和超前换相状态下，相电流峰峰值分别降低了75%和67%，且转子位置误差保持在0.2 rad以内。【结论】本文所提基于EKF观测器和相电流与相反电动势基波相位同步的换相误差校正方法可以有效校正换相误差，显著减少功率损耗，提高系统效率与运行稳定性。
2026(1):46-56.
DOI: 10.12177/emca.2026.103
摘要:
【目的】针对模型预测控制权重系数设计困难的问题，本文采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II)和贝叶斯优化算法进行权重系数设计。【方法】基于永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)系统，针对不考虑开关次数控制和考虑开关次数控制两种场景，分别采用NSGA-II和贝叶斯优化算法设计权重系数。不考虑开关次数控制时仅需设计一个权重系数，考虑开关次数控制时需同时设计两个权重系数。基于两种优化算法设计的权重系数，从控制效果、执行时间和内存占用对两种算法进行了对比。【结果】结果表明，对于考虑和不考虑开关次数控制的PMSM MPTC系统，两种权重系数设计算法均可行。NSGA-II得到的使适应度函数值最小的权重系数与贝叶斯优化算法得到的最优权重系数基本相当，控制性能也基本相当，贝叶斯优化算法的控制性能相对略优。【结论】NSGA-II可提供一组适合不同应用场景的Pareto最优解，但其算法复杂度高、计算时间长且占用内存大，适用于动态变化的运行场景。贝叶斯优化算法易于实现、占用资源少，在多控制目标的复杂场景中具有更好的寻优效果和更高的寻优效率。
【目的】针对模型预测控制权重系数设计困难的问题，本文采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II)和贝叶斯优化算法进行权重系数设计。【方法】基于永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)系统，针对不考虑开关次数控制和考虑开关次数控制两种场景，分别采用NSGA-II和贝叶斯优化算法设计权重系数。不考虑开关次数控制时仅需设计一个权重系数，考虑开关次数控制时需同时设计两个权重系数。基于两种优化算法设计的权重系数，从控制效果、执行时间和内存占用对两种算法进行了对比。【结果】结果表明，对于考虑和不考虑开关次数控制的PMSM MPTC系统，两种权重系数设计算法均可行。NSGA-II得到的使适应度函数值最小的权重系数与贝叶斯优化算法得到的最优权重系数基本相当，控制性能也基本相当，贝叶斯优化算法的控制性能相对略优。【结论】NSGA-II可提供一组适合不同应用场景的Pareto最优解，但其算法复杂度高、计算时间长且占用内存大，适用于动态变化的运行场景。贝叶斯优化算法易于实现、占用资源少，在多控制目标的复杂场景中具有更好的寻优效果和更高的寻优效率。
2026(1):57-66.
DOI: 10.12177/emca.2026.109
摘要:
【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生，励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论，限制了电磁转矩的进一步提升。因此，本文对谐波-励磁绕组分布结构进行优化以提升电磁转矩。【方法】首先，通过分析多相SESM的励磁原理，研究了谐波-励磁绕组分布结构对励磁磁链的影响机理；然后，根据影响机理，提出了一种将感应电势相位相同的谐波绕组进行串联，将多个串联支路进行并联的优化策略；其次，分析所提优化策略的耦合机理，使谐波-励磁绕组与定子绕组之间形成解耦；最后，基于Ansys Maxwell构建电机有限元仿真模型，将传统方案和优化方案进行对比。【结果】仿真结果表明，在100 r/min转速下，与传统方案相比，优化方案的励磁绕组感应电势增强了74.5%，励磁电流提升了57.2%，电磁转矩提升了56.9%。【结论】本文设计的谐波-励磁绕组结构优化方案在零低速域下有效提升了电磁转矩，增强了励磁效果。
【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生，励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论，限制了电磁转矩的进一步提升。因此，本文对谐波-励磁绕组分布结构进行优化以提升电磁转矩。【方法】首先，通过分析多相SESM的励磁原理，研究了谐波-励磁绕组分布结构对励磁磁链的影响机理；然后，根据影响机理，提出了一种将感应电势相位相同的谐波绕组进行串联，将多个串联支路进行并联的优化策略；其次，分析所提优化策略的耦合机理，使谐波-励磁绕组与定子绕组之间形成解耦；最后，基于Ansys Maxwell构建电机有限元仿真模型，将传统方案和优化方案进行对比。【结果】仿真结果表明，在100 r/min转速下，与传统方案相比，优化方案的励磁绕组感应电势增强了74.5%，励磁电流提升了57.2%，电磁转矩提升了56.9%。【结论】本文设计的谐波-励磁绕组结构优化方案在零低速域下有效提升了电磁转矩，增强了励磁效果。
2026(1):67-76.
DOI: 10.12177/emca.2026.107
摘要:
【目的】随着电动汽车的发展，VIENNA整流器作为新能源汽车充电桩的关键设备也得到广泛应用。但VIENNA整流器接入电网时会向电网注入谐波，针对其交直流侧谐波耦合机制不明确的问题，本文建立了VIENNA整流器的谐波状态空间(HSS)模型。【方法】首先，基于HSS理论对VIENNA整流器进行建模，推导出谐波耦合阻抗矩阵；然后，根据耦合阻抗分布图和耦合阻抗幅值图将不同变量之间的谐波耦合传递关系可视化；最后，基于Matlab/Simulink进行仿真，对HSS模型计算结果与Simulink模型仿真结果进行对比以验证HSS模型的准确性。【结果】VIENNA整流器的谐波耦合传递规律为:其交流侧电压k次谐波在交流侧输入电流中耦合出k±2次谐波、在直流侧电压中耦合出k±1次谐波的跨频次传递关系。向HSS模型和Simulink仿真模型中注入10V/6次谐波扰动，结果表明不同关键变量均受到影响，但这些关键变量的两种模型小信号波形基本重合，误差较小，验证了本文所建立的HSS模型的准确性。【结论】本文所建立的HSS模型能准确反映VIENNA整流器交直流侧的谐波耦合传递规律，为设计整流器参数、制定抑制频率耦合现象的有效措施提供理论依据。
【目的】随着电动汽车的发展，VIENNA整流器作为新能源汽车充电桩的关键设备也得到广泛应用。但VIENNA整流器接入电网时会向电网注入谐波，针对其交直流侧谐波耦合机制不明确的问题，本文建立了VIENNA整流器的谐波状态空间(HSS)模型。【方法】首先，基于HSS理论对VIENNA整流器进行建模，推导出谐波耦合阻抗矩阵；然后，根据耦合阻抗分布图和耦合阻抗幅值图将不同变量之间的谐波耦合传递关系可视化；最后，基于Matlab/Simulink进行仿真，对HSS模型计算结果与Simulink模型仿真结果进行对比以验证HSS模型的准确性。【结果】VIENNA整流器的谐波耦合传递规律为:其交流侧电压k次谐波在交流侧输入电流中耦合出k±2次谐波、在直流侧电压中耦合出k±1次谐波的跨频次传递关系。向HSS模型和Simulink仿真模型中注入10V/6次谐波扰动，结果表明不同关键变量均受到影响，但这些关键变量的两种模型小信号波形基本重合，误差较小，验证了本文所建立的HSS模型的准确性。【结论】本文所建立的HSS模型能准确反映VIENNA整流器交直流侧的谐波耦合传递规律，为设计整流器参数、制定抑制频率耦合现象的有效措施提供理论依据。
2026(1):77-86.
DOI: 10.12177/emca.2026.115
摘要:
【目的】为了提升永磁调速器(PMASD)的转矩密度，本文提出了一种复合磁通型鼠笼结构PMASD，并对其进行了电磁设计与电磁特性分析。【方法】首先，对所提PMASD的结构和原理进行了简要介绍，并基于等效磁路法建立了PMASD理论模型；然后，基于有限元法建立了PMASD仿真模型，研究了永磁体极弧系数、永磁体厚度和极对数等关键结构参数对PMASD气隙磁场、转矩及转矩脉动的影响，并分析了L型导条截面积对PMASD损耗特性与转矩特性的影响；最后，分析了不同鼠笼导体转子平移距离下的转矩特性及调速特性。【结果】极弧系数为0.8时，PMASD气隙磁密波形更接近正弦波，转矩脉动较小；随着永磁体厚度的增加，气隙磁密基波幅值增加，增幅减小；永磁体厚度和极弧系数的合理配合，可以提升基波占比；随着极对数的增加，在低转差速度范围内，PMASD转矩输出能力先增再降，且最高转矩对应的转差速度呈先增再减趋势；随着导条截面积的增加，导条电阻减小，鼠笼转子铜耗降低；随着平移距离的增加，转矩与铜耗整体呈下降趋势，但是下降速率逐渐降低。【结论】所提复合磁通型鼠笼结构提升了PMASD的转矩输出能力和转矩密度，具有良好的调速特性和导热能力
【目的】为了提升永磁调速器(PMASD)的转矩密度，本文提出了一种复合磁通型鼠笼结构PMASD，并对其进行了电磁设计与电磁特性分析。【方法】首先，对所提PMASD的结构和原理进行了简要介绍，并基于等效磁路法建立了PMASD理论模型；然后，基于有限元法建立了PMASD仿真模型，研究了永磁体极弧系数、永磁体厚度和极对数等关键结构参数对PMASD气隙磁场、转矩及转矩脉动的影响，并分析了L型导条截面积对PMASD损耗特性与转矩特性的影响；最后，分析了不同鼠笼导体转子平移距离下的转矩特性及调速特性。【结果】极弧系数为0.8时，PMASD气隙磁密波形更接近正弦波，转矩脉动较小；随着永磁体厚度的增加，气隙磁密基波幅值增加，增幅减小；永磁体厚度和极弧系数的合理配合，可以提升基波占比；随着极对数的增加，在低转差速度范围内，PMASD转矩输出能力先增再降，且最高转矩对应的转差速度呈先增再减趋势；随着导条截面积的增加，导条电阻减小，鼠笼转子铜耗降低；随着平移距离的增加，转矩与铜耗整体呈下降趋势，但是下降速率逐渐降低。【结论】所提复合磁通型鼠笼结构提升了PMASD的转矩输出能力和转矩密度，具有良好的调速特性和导热能力
2026(1):87-100.
DOI: 10.12177/emca.2026.111
摘要:
【目的】配电网单相接地故障初期特征微弱、信噪比较低，传统故障检测方法在标签数据样本有限时存在检测精度低和泛化能力不足的问题。为解决此问题，本文设计了一种融合Transformer与时间卷积网络(TCN)的TransTCN半监督协同学习框架。【方法】首先，采用改进互补集合经验模态分解(ICEEMD)方法对故障零序电流信号进行自适应模态分解，筛选最优特征分量；然后，通过少量标签数据样本初始化模型训练，并基于高置信度伪标签生成机制扩充无标签数据集，结合权重自适应分配的损失函数实现模型参数迭代优化；最后，基于PSCAD构建10 kV配电网单相接地故障模型，对所提TransTCN半监督模型在不同接地电阻、故障初始角及运行工况下的检测性能进行了验证。【结果】在有标签数据比例仅为15%的条件下，所提TransTCN半监督模型对弱特征单相接地故障的识别准确率高达95.31%。【结论】TransTCN半监督模型在弱特征提取和小样本学习场景下具有明显优势，在故障识别精度、收敛稳定性及跨工况泛化能力等方面均表现良好，具备一定的工程应用价值。
【目的】配电网单相接地故障初期特征微弱、信噪比较低，传统故障检测方法在标签数据样本有限时存在检测精度低和泛化能力不足的问题。为解决此问题，本文设计了一种融合Transformer与时间卷积网络(TCN)的TransTCN半监督协同学习框架。【方法】首先，采用改进互补集合经验模态分解(ICEEMD)方法对故障零序电流信号进行自适应模态分解，筛选最优特征分量；然后，通过少量标签数据样本初始化模型训练，并基于高置信度伪标签生成机制扩充无标签数据集，结合权重自适应分配的损失函数实现模型参数迭代优化；最后，基于PSCAD构建10 kV配电网单相接地故障模型，对所提TransTCN半监督模型在不同接地电阻、故障初始角及运行工况下的检测性能进行了验证。【结果】在有标签数据比例仅为15%的条件下，所提TransTCN半监督模型对弱特征单相接地故障的识别准确率高达95.31%。【结论】TransTCN半监督模型在弱特征提取和小样本学习场景下具有明显优势，在故障识别精度、收敛稳定性及跨工况泛化能力等方面均表现良好，具备一定的工程应用价值。
2026(1):101-109.
DOI: 10.12177/emca.2026.104
摘要:
【目的】在双边永磁直线电机运行过程中，仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势，而大部分作用于电机绕组的电感压降，因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造成不必要的成本浪费，也可能导致容量不足而使电机无法达到既定输出性能，对其精确计算具有重要的工程意义。因此本文提出了一种电感参数计算方法。【方法】首先，基于电磁场理论，建立双边永磁直线电机的解析数学模型；然后，分别推导出双边永磁直线电机单个载流导体和单相通电绕组的气隙磁密表达式以及绕组自感、互感表达式；最后，将解析法计算结果与有限元仿真结果进行对比，以验证所提方法的有效性。【结果】气隙磁密的计算值与仿真值的误差为1%，电感的计算值与仿真值的误差小于2%，验证了所提方法的准确性。进一步地，在动态试验平台上开展了从轻载到重载工况的运行试验，通过实测数据获取的电感试验值，与解析法计算值相比误差为4.6%。基于电感计算值得到的端电压计算值与端电压试验值基本一致，进一步验证了所提电感参数计算方法的有效性与工程实用性。【结论】本研究为双边永磁直线电机的参数优化设计与供电系统配置提供了可靠的理论依据与技术支撑。
【目的】在双边永磁直线电机运行过程中，仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势，而大部分作用于电机绕组的电感压降，因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造成不必要的成本浪费，也可能导致容量不足而使电机无法达到既定输出性能，对其精确计算具有重要的工程意义。因此本文提出了一种电感参数计算方法。【方法】首先，基于电磁场理论，建立双边永磁直线电机的解析数学模型；然后，分别推导出双边永磁直线电机单个载流导体和单相通电绕组的气隙磁密表达式以及绕组自感、互感表达式；最后，将解析法计算结果与有限元仿真结果进行对比，以验证所提方法的有效性。【结果】气隙磁密的计算值与仿真值的误差为1%，电感的计算值与仿真值的误差小于2%，验证了所提方法的准确性。进一步地，在动态试验平台上开展了从轻载到重载工况的运行试验，通过实测数据获取的电感试验值，与解析法计算值相比误差为4.6%。基于电感计算值得到的端电压计算值与端电压试验值基本一致，进一步验证了所提电感参数计算方法的有效性与工程实用性。【结论】本研究为双边永磁直线电机的参数优化设计与供电系统配置提供了可靠的理论依据与技术支撑。
《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
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