異步起動永磁同步電動機有別于調速永磁同步電動機,轉子上設有起動繞組,具有在某一頻率和電壓下的自行起動能力,同傳統的三相感應電動機相比,具有在寬負載范圍內效率高、功率因數高的優點,符合國家“節能環保”的指導方向,有廣泛的應用前景。 這種電機自問世以來,就受到普遍關注與重視,經過二十幾年的研究與發展,三相異步起動永磁同步電動機的設計技術逐漸成熟,并且已經開始被用于某些工業場合,但由于轉子磁路結構相對復雜,電動機的優化設計方法尚不完善,因而一直以來未得到大范圍內的推廣和應用。 本課題以此為切入點,以小功率三相異步起動永磁同步電動機的批量生產為目標,本著轉子結構盡可能簡單、加工工藝盡可能簡化、同時電機性能盡可能提高的原則,對異步起動永磁同步電動機的優化設計方法進行研究。在研究過程中,作者應用Maxwell、Magneforce和Magnet等電機設計仿真軟件,系統分析了永磁體的嵌放深度、定轉子的齒槽配合、以及定轉子的磁路飽和等問題對電機性能的影響,最終設計并制成一臺容量為1.1kW的四極徑向磁路式異步起動永磁同步電動機,樣機的性能測試實驗結果與仿真所得結果吻合,成本預算與各方面性能指標均滿足設計需求。 在樣機制成后,作者進一步對樣機的設計進行了優化,實驗結果證明所設計異步起動永磁同步電動機完全可以替代同規格的1.1kW,Y90S-4感應電動機。
上傳時間: 2013-07-31
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帶整流負載的同步發電機在一些需要高品質直流電源的場所,如艦船電力推進、郵電通訊、飛機等電源系統得到了廣泛應用,并且受到了許多學者的關注,其研究領域主要涉及數字仿真、數學模型、穩態分析以及運行穩定性等方面。 本文對MATLAB/Simulink中的電機模型進行了深入的研究。針對MATTAB中電機仿真模型的不足和本文研究的需要,提出了同步發電機定、轉子分解的狀態方程,利用MATLAB工具箱建立了新的同步電機仿真模型并進行了封裝,為進行帶整流橋負載同步電機系統的分析與研究打下了很好的基礎。 對帶整流橋負載同步發電機整流系統穩態運行特性進行了分析,采用定、轉子分解模型建立了整流系統仿真模型。證明了在假定轉子磁鏈守恒,即忽略轉子電阻影響的條件下,定、轉子分解模型很容易轉變為帶三相對稱非線性負載的同步電機穩態分析模型。介紹了根據這一模型推導出的解析計算公式,給出了計算方法和步驟,并編寫了計算程序,便于工程上直接使用。與仿真結果的對比驗證了該解析計算的正確性。同時,仿真證實了忽略轉子電阻影響會給計算結果帶來一定的誤差,但是,在轉子電阻正常值范圍內,忽略其影響是允許的。 對帶有反電動勢負載的同步發電機整流系統的穩定性進行了仿真研究,將系統中的各個參數對系統穩定性的影響進行了仿真。為了解決穩定性仿真計算量大、計算時間長的問題,利用同步電機換相計算的穩態公式,對同步電機分解模型的定子部分和整流橋部分進行了簡化處理,得到了同步發電機整流系統穩定性分析簡化模型。通過兩種模型的仿真計算,證實了該簡化模型與非簡化模型的仿真結果相當一致。這樣既解決了帶有反電動勢負載的同步發電機整流系統的穩定性仿真計算的計算速度問題,也證明了換相過程及其產生的諧波對系統的穩定性沒有影響。
上傳時間: 2013-06-19
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隨著電力電子裝置越加廣泛的投入使用,電能得到了更加充分的應用,但是伴隨而來的是越來越多的非線性、沖擊性負載的投入使用,電網中諧波污染日益嚴重,在針對此類諧波抑制和無功補償裝置的研究中,電力有源濾波器APF得到了廣泛應用. 與傳統無源濾波器比較,有源電力濾波器具有動態響應特性好,濾波特性不受系統阻抗的影響等優勢.而APF所采用的諧波電流檢測方法,直接決定了諧波的檢測精度和跟蹤速度,是決定諧波補償特性的關鍵.本論文重點研究了諧波電流檢測方法. 在眾多有源濾波器的諧波及無功電流檢測算法中,基于三相瞬時無功功率理論的應用最為廣泛.應用此理論的i<,p>-i<,q>島檢測方法計算簡單,具有較好實時性,適合電流快速檢測的優點;但同時也存在很多局限性. 本文首先通過分析、比較總結出各類APF的優缺點和適用性,系統地研究了有源電力濾波器的兩個關鍵技術:諧波電流檢測和PWM信號發生器的控制策略;在此基礎上,針對在負載電流有較大突變時補償電路會產生較大畸變影響補償效果的問題,以及三相電壓畸變時i<,p>-i<,q>檢測法存在的誤差等問題,從基于DSP控制的三相四線制并聯型有源電力濾波器的結構出發進行優化設計,提出了一種改進的i<,p>-i<,q>檢測法,在該檢測法中增加了平衡.APF直流側電容總電壓和上下電容電壓的閉環控制,以消除負載電流突變時產生的畸變;并采用一種新穎的基于低通濾波的A相正序電壓提取單元來代替原始的i<,p>-i<,q>檢測法的PLL鎖相環,在三相電壓畸變情況下仍可以正確提取A相正序電壓,以精確檢測出諧波和無功電流. 最后通過MATLAB6.5對系統進行了仿真驗證,仿真結果表明該算法能有效保證檢測效果的實時性和精確性,證明了該算法的可行性.
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的飛速發展,越來越多的電力電子裝置被廣泛應用到各個領域,其中相當一部分負荷具有非線性或具有時變特性,使電網中暫態沖擊、無功功率、高次諧波及三相不平衡問題日趨嚴重,給電網的供電質量造成嚴重的污染和損耗.因此,對電力系統進行諧波抑制和無功補償,提高電網供電質量變得十分重要.電力有源濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)與無源濾波器相比,APF具有高度可控制和快速響應特性,并且能跟蹤補償各次諧波、自動產生所需變化的無功功率和諧波功率,其特性不受系統影響,無諧波放大威脅.并聯型電力有源濾波器(Shunt Active Power Filter,簡稱SAPF)更是得到了廣泛的應用. 近年來,自適應算法中的遞推最小二乘法(簡稱RLS)應用越來越廣泛,該算法簡單,收斂速度快.應用基于RLS自適應算法的濾波器(簡稱RLS濾波器),可以快速有效的濾除雜波,同時自動調整濾波器參數,不斷改進濾波性能,最終得到所需的信號. 本文研究了基于平均功率和RLS自適應算法的并聯型有源濾波器.它的參考電流是一個同電網相電壓同相位的三相平衡的有功電流,它包含兩個分量:一個是由實測的三相負載瞬時功率計算得到的,基于平均功率算法的電網應該為負載各相提供的有功電流瞬時參考值;另一個是為了維持有源濾波器中逆變器的直流母線電壓基本恒定,主要通過RLS濾波器計算得出的電網各相應該提供的有功電流瞬時參考值.兩個分量的計算共同構成了該有源濾波器參考電流的計算.補償電流指令值與實際補償電流比較生成控制逆變橋工作的PWM脈沖,生成補償電流,達到補償負載無功和抑制諧波的目的. 應用RLS濾波器得到維持直流母線電壓恒定的直流側有功系數A<,dc>,克服了傳統PI控制中參數難以得到且由于參數過于敏感而導致補償后電流紋波太大的問題.使得當穩態時SAPF自身的功率損耗和暫態負載變化時因為直流側電容提供電網和負載之間的有功功率差而引起的電壓的波動迅速反饋到指令電流的計算中.RLS算法收斂快,SAPF實時性大大提高.基于該方法的SAPF結構簡單,無需鎖相器. 根據本文的算法應用MATAB建立了仿真系統,仿真結果表明基于該算法的SAPF的可行性和實時性.
上傳時間: 2013-04-24
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用單片機控制直流電機 本設計以AT89C51單片機為核心,以4*4矩陣鍵盤做為輸入達到控制直流電機的啟停、速度和方向,完成了基本要求和發揮部分的要求。在設計中,采用了PWM技術對電機進行控制,通過對占空比的計算達到精確調速的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制作為一種先進的控制策略,是在電機統一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。它是以交流電動機的雙軸理論為依據,將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量:一個分量與轉子磁鏈矢量重合,稱為勵磁電流分量;另一個分量與轉子磁鏈矢量垂直,稱為轉矩電流分量。通過控制定子電流矢量在旋轉坐標系的位置及大小,即可控制勵磁電流分量和轉矩電流分量的大小,實現像直流電動機那樣對磁場和轉矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA為控制核心的矢量控制變頻調速系統。 分析了脈寬調制和矢量控制的原理與實現方法,從而建立了異步電動機的數學模型。對于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推導了三相坐標系、兩相靜止與旋轉坐標系下的電機基本方程和矢量控制基本公式。同時在進行相應的坐標變換以后,得到了間接磁場定向型變頻調速系統的矢量控制圖,并結合TMS320LF2407ADSP完成了具體的實現方法,根據矢量控制的基本原理,設計了一種基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系統。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA為控制器,兩者之間通過雙口RAMIDT7130完成數據的交換,并能在一方失控時另一方立即產生SVPWM波形。同時完成無線遙控、速度給定、數據顯示以及電流、速度檢測和保護等功能,也對變頻調速系統的主電路、電源電路、FPGA配置電路、無線遙控電路、LCD顯示電路、保護電路、電流和轉速檢測電路作了簡單的介紹。在軟件方面,給出了基于DSP的矢量控制系統軟件流程圖,并用C語言進行了編程。用硬件描述語言Verilog對FPGA進行了編程,并給出了相關的仿真波形。MATLAB仿真結果表明,本文研究的調速系統的矢量控制算法是成功的,并實現了對電機的高性能控制。
上傳時間: 2013-07-09
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電動觀光車是一種以車載蓄電池組作為動力電源、靠電機驅動車輪行駛、無污染的綠色交通工具,它的發展對于解決全球性的能源和環境問題具有非常重要的現實意義,是本世紀最有發展前途的綠色清潔汽車。同時,電動觀光車行駛旅程較短,起動、制動比較頻繁,這一方面需要有高功率密度的電機及其驅動系統,另一方面需要有較高比能量和比功率的電池管理系統以及能量回收功能。 本論文的主要任務是完成電動觀光車設計的核心部分——驅動電機的設計。由于直流電機控制簡單,造價低而且技術成熟,符合我國國情,因此在我國的電動車絕大多數仍然是直流驅動系統。本課題設計了滿足現代電動觀光車對電動機要求的,具有寬廣調速范圍、良好起制動性能和高效率的直流他勵牽引電機。 本文首先分析了電動車的發展和國內外現狀,以及電動車的結構和關鍵技術,重點對電動觀光車常用的牽引電機作了性能比較,并確定選型;對這種電機的基本結構、主要技術要求和工作原理作了分析。基于以上技術要求,根據電機設計的基本原則和相關經驗數據,完成了電機的電磁設計,得到較為理想的設計方案;由此運用AutoCAD和Pro/E軟件繪制出全套直流他勵牽引電機的機械加工圖和三維裝配圖,研制了實驗樣機。文章的最后對所設計的電機進行了仿真和實驗研究。 論文中設計出全套規范的電磁數據和機械CAD,不僅對同類電機的規范和改進具有重要意義,同時也對其它類型的牽引電機的設計具有一定的參考價值。具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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步進電動機是工業控制中常用的一種電機,其最大的優點是可以進行開環控制,無需位置和速度傳感器,并且具有很高的精度,因而在辦公設備和數控系統中獲得了廣泛的應用?;旌鲜讲竭M電機綜合了反應式和永磁式步進電機的優點,具有很高的效率和運行精度,性能優異,是本文的研究對象。然而,采用傳統控制方法進行開環控制的步進電機,運行噪聲大、易振動,嚴重時將導致失步。 實踐證明,細分控制可以有效的減小步進電機運行中的振動和噪聲,增加電機運行的平穩性。由于混合式步進電機的運行原理類似于同步電機,因而可以借鑒同步電機先進的控制方法來控制混合式步進電機。本文將同步電機常用的矢量控制應用到混合式步進電機控制中,實現了混合式步進電動機步距角的任意細分控制,取得了良好的效果。 文章分析了三相混合式步進電動機的工作原理,在忽略一些非線性因素的前提下,建立了三相混合式步進電機理想的數學模型,并根據數學模型提出了相應的控制方案。 以數字信號處理器TMS320LF2403A為核心,設計了三相混合式步進電機驅動器的硬件和軟件。數字PI調節器和空間矢量PWM技術是本控制系統的核心,文中詳細介紹了PI調節器和空間矢量PWM的原理及數字化實現。 最后介紹了系統的實驗裝置。實驗結果證實了控制方案的可行性,也表明了本課題設計的控制器具有優良的性能。
上傳時間: 2013-08-05
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文章介紹了一種用單片機控制的直流PWM調速裝置實現小功率直流電機調速
上傳時間: 2013-04-24
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直流開關電源設計,軟開關電源設計,PFC電路設計
上傳時間: 2013-07-21
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