双通道开关磁阻发电机故障仿真与单通道容错控制

"双通道开关磁阻发电机建模及故障仿真研究 (2014年) - 杨涵轶,朱学忠 - 南京航空航天大学自动化学院" 本文主要研究了双通道开关磁阻发电机（Dual-channel Switched Reluctance Generator, 简称DSRG）的建模与故障仿真，旨在解决此类电机在发生故障时，由于通道间的电磁耦合导致相电流严重畸变的问题。DSRG是一种特殊的电动机类型，其结构由两个独立但相互耦合的通道组成，这种设计可以提高效率和功率密度。 作者首先介绍了问题背景，指出DSRG在运行过程中，如果一个通道出现故障，会导致系统处于缺相运行状态，进而影响相电流的稳定性和整体发电性能。为了解决这个问题，他们采用场路耦合有限元法（Field-Circuit Coupled Finite Element Method）的仿真软件JMAG建立了一个12/8（12极8相）DSRG的详细仿真模型。JMAG是一款广泛使用的电磁仿真工具，能精确模拟电机的电磁行为。 通过理论分析，作者总结出大部分故障将导致DSRG的缺相运行。在此基础上，他们利用建立的仿真模型对比分析了DSRG在正常运行和缺相运行两种状态下的发电性能。分析结果揭示了故障对系统性能的显著影响，尤其是在输出功率和电流波形上的恶化。 针对缺相运行状态，文章提出了一个创新的单通道容错控制策略。该策略的目标是通过调整控制算法，在一个通道故障时，保持另一个通道的正常运行，以维持整个系统的稳定输出。作者通过JMAG仿真对这个容错控制方案进行了验证，结果显示，该方案能够在缺相故障条件下有效地改善系统的输出性能，降低电流畸变，从而提高发电效率。 这项研究为双通道开关磁阻发电机的故障诊断和容错控制提供了重要的理论基础和实践指导。它不仅有助于优化DSRG的设计，还能增强其在实际应用中的鲁棒性和可靠性，比如在风力发电、电动汽车等领域的应用。通过深入研究和实施这类容错控制技术，可以确保即使在部分组件失效的情况下，DSRG仍能保持一定的工作能力，从而减少停机时间和维修成本。