关键词： 永磁同步电机   气隙磁场调制理论   偏心故障   偏心调制算子   电磁性能  

摘要： 本文基于气隙磁场调制理论实现了对永磁同步电机发生偏心故障时的电磁性能统一性分析，丰富和发展了气隙磁场调制理论。将偏心故障对气隙的改变抽象成“调制器”，并定义了“偏心调制算子”来体现偏心故障对电机气隙的影响，进而研究偏心故障对气隙磁场的调制作用，分析偏心故障对永磁同步电机空载反电势、电磁转矩、径向电磁力波、不平衡磁拉力以及电感的影响。有限元仿真与实验结果表明，偏心故障产生的谐波对空载反电势几乎没有影响，但会产生转矩脉动，对电机的径向电磁力波和不平衡磁拉力会有严重影响，同时，气隙的变化也会造成电感变化。

关键词： 永磁风力发电机   磁特性   原位退磁   整体补充磁   有限元分析  

摘要： 我国大型永磁风机装机容量大幅攀升，未来将会有大量永磁风机进入退役回收阶段。传统的永磁风机磁钢回收方法多采用整机热退磁后，对磁钢进行物理粉碎，该过程能耗大、污染严重且磁钢报废率极高；同时，对于部分因故障失磁的永磁电机，需要将磁钢退磁拆卸后进行补充磁过程，该过程耗费巨大人力物力。本文基于大型永磁电机整体充磁技术，提出了大型永磁电机原位退磁及补充磁方法，变革传统永磁电机退磁回收与运行维护工艺，创新了一种高效、节能、低污染的永磁磁钢回收再利用与永磁电机运行维护技术。本文首先通过对NdFeB永磁体的充退磁理论进行研究，得到NdFeB退磁与补充磁特性；然后针对国内最大单机容量26 MW东方电气永磁风机进行原位退磁与补充磁线圈结构优化设计，进行了复杂磁场环境下的电磁热力耦合分析，着重阐述了磁体的电磁参数计算并验证了高磁场强电流极端条件下的机械结构稳定性；最后以东方电气18 MW与26 MW永磁风机的退磁及补充磁为例，研制了一套MW级永磁风力发电机整体充退磁一体化装备，成功实现了MW级大型永磁电机的原位退磁与部分退磁后磁极的补充磁，为永磁风力发电机的退役回收以及运行维护提供了一条变革性的技术路线。

关键词： 电能质量治理   谐波分配与限流   孤岛微电网   非线性下垂   剩余容量   无通信控制  

摘要： 孤岛微电网中，非线性负荷带来了谐波分配与电能质量问题，兼顾二者的有效控制策略对确保高质量安全运行具有重要意义。阻抗重塑法是直观有效的解决方案，其存在固有的电能质量和谐波分配精度间的折中，需要合理取舍设计。现有方案大多按照变流器额定容量分配谐波功率，没能充分利用其剩余容量，且其固定的折中设计限制了电能质量的充分提高。针对上述问题，本文提出了一种多工况下的自适应无通信控制策略，通过构建虚拟阻抗与剩余容量间的非线性下垂关系，在不同工况动态调节固有折中。该策略能够充分利用变流器容量，在防止过载的同时最大程度提高电能质量，且无需通信线路，灵活性高。三机实验平台验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词： 永磁同步电机   分数阶互补   非奇异终端滑模   扰动观测器  

摘要： 为提高永磁同步电机调速系统的性能，提出一种基于扰动观测器的分数阶互补非奇异终端滑模控制方法。构造非线性干扰观测器，对系统的外部负载干扰进行估计，将估计值前馈补偿到速度控制器，并设计分数阶互补滑模，采用带饱和函数的控制率；设计了分数阶互补非奇异终端滑模的控制策略，用Lyapunov稳定性判据说明文中方法能使PMSM控制系统渐进稳定。仿真结果表明，电机从启动达到稳态所需时间降低了78.8%；转速突增后达到稳态所需的时间降低了80%；电机突加负载时达到稳态所需时间降低了91.1%；分数阶互补非奇异终端滑模方法对参数变化及外部干扰具有更强的鲁棒性，能保证更精确的跟踪性能。

关键词： 风力发电   光伏发电   氢能   压缩空气储能   容量配置   运行调度  

摘要： 为助力双碳目标的实现，绿氢生产系统的优化成为实现低碳经济的重要路径。本文设计了配置压缩空气储能的绿氢系统，提出了风光波动和储能与制氢系统间的容量配置优化模型。采用8 760 h的真实风光数据，仿真不同季节和气候条件下的风光波动，克服了传统模型依赖简化假设和理想化数据的局限性。结果表明，在优化配置后，系统弃电量仅为2%，氢气平准化成本为19.30元/kg，并选取典型周逐小时验证了该系统方案在实际运行中的有效性和可行性。研究结果为此绿氢系统的容量配置与运行调度提供了理论支持，为相关项目提供指导。

关键词： 永磁同步电机   混沌同步   参数估计   自适应控制  

摘要： 为解决具有未知系统参数、模型不确定性、外部干扰电机的混沌同步问题，提出了一种新的鲁棒自适应同步控制策略，该策略由两部分控制器组成：第一部分为非线性鲁棒控制器，确保闭环系统的稳定性，展现出优良的鲁棒性和快速收敛特性。第二部分为非线性自适应律，利用估算的模型不确定性和界限来有效补偿外部干扰及模型不确定性。该策略结合了自适应控制与参数辨识，通过实时估计系统的未知参数，使控制器能够在系统不确定性和扰动下实现高效的同步。应用Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的全局渐近稳定性，表明该策略能在0.1s内实现同步系统误差平滑收敛至零，且提升了系统的鲁棒性。最后通过对仿真验证了理论分析的正确性和有效性。

关键词： 信息与通信技术   学科素养   亚太经合组织   PISA   多层线性模型  

摘要： 信息与通信技术(ICT)已经成为现代社会的核心驱动力之一。随着ICT的不断发展,对数学、阅读与科学等学科教学中的技术整合应用提出了新的要求。APEC成员整体信息化水平较一些经济体仍处于较低水平,对于教育领域的关注度也较低,因此,厘清APEC成员国家的信息与通信技术使用对学生学科素养的影响机制极为重要。采用PISA 2022学生问卷和信息通信技术发展指数数据,运用多层线性模型和分组回归等统计学方法进行分析,得出适用于我国ICT环境促进学生学科素养发展的方法。研究发现,不同地域下国家ICT水平与学生个体ICT水平间存在着明显的差异,且ICT的不同使用方式和使用态度都会影响学生的学科素养。基于研究结果,建议我国在家庭、学校和社会层面构建良性的ICT使用策略,鼓励教师正确处理ICT与教学活动的关系,并做好青少年的引导工作,正确培养其对待ICT的态度。

关键词： 退磁故障建模   影响机理分析   有限元模型   永磁同步电机无位置传感器控制系统  

摘要： 受大功率持续输出与系统有限散热能力之间不匹配的影响，加之在非平稳工况的长期作用下，退磁故障成为永磁同步电机无位置传感器控制系统安全可靠运行的主要挑战之一。对此，本文提出了一种适用于永磁同步电机无位置传感器控制系统的退磁故障建模方法。首先，建立健康状态下永磁同步电机有限元模型。在此基础上，对不同退磁故障进行模拟，建立表征不同退磁故障的永磁同步电机有限元模型，全面分析不同退磁故障对电机运行性能的影响，并对永磁体磁链进行解析刻画。进一步，结合已有的永磁同步电机数学模型，得到计及退磁故障的永磁同步电机数学模型，探究退磁故障对系统运行性能的影响。最后，利用硬件在环测试探究不同类型退磁故障对永磁同步电机无位置传感器控制系统性能的影响。

关键词： 永磁直线同步电机(PMLSM)   有铁心   定位力   推力波动   抑制技术   优化设计  

摘要： 有铁心永磁直线同步电机(PMLSM)推力密度高，广泛应用于半导体加工、精密机械加工与自动化加工等需要高性能直线运动的设备，但其推力波动大，给本体设计与驱动控制都带来了挑战。推力波动的主要分量是定位力，因此设计过程中通常将降低定位力作为优化目标。本文首先分析了定位力的特性，在此基础上对比了定位力计算的三种方法：解析法、磁网络法和有限元法，聚焦于这些方法对铁心饱和、齿槽效应和边端效应的处理方式，指出了精度与适用范围；其次围绕本体结构优化和控制补偿两方面综述了定位力的各种抑制方法，分析了本体结构优化时分离抑制法和直接抑制法的优缺点，对比了控制补偿时基于数学模型和观测器的特点；然后针对定位力抑制目前存在的问题和局限性，进一步总结了负载推力波动的抑制方法；最后展望了定位力研究的发展趋势。