隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,變頻調(diào)速器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,它的顯著的節(jié)能效果和靈活多變的運(yùn)行方式,給人們留下了深刻印象.但是由于變頻器價(jià)格昂貴,影響了它的普及及推廣應(yīng)用.如何在提高變頻器的性能的同時(shí)盡量降低其價(jià)格,是一個(gè)非常值得研究的問(wèn)題.該文針對(duì)這一情況,并順應(yīng)當(dāng)前變頻器集成化、高頻化的發(fā)展趨勢(shì),決定采用性能價(jià)格比很高的專用集成電路FSA4828和智能功率模塊(IPM)開(kāi)發(fā)一臺(tái)低價(jià)格、高性能、具有實(shí)用價(jià)值的通用變頻調(diào)速器.它采用V/F控制方式,有多種控制運(yùn)行功能和完善的保護(hù)措施,從而使其既有較好的運(yùn)行性能,又有安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),不會(huì)因各種故障而輕易損壞.同時(shí),先進(jìn)的人機(jī)接口使得參數(shù)的輸入和變頻器運(yùn)行方式的改變極為方便,新型集成元件的采用也使得它的開(kāi)發(fā)周期短,整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,成本較低.該文詳細(xì)的分析、設(shè)計(jì)了該通用變頻器的硬件電路及控制程序,介紹了兩種最主要的集成元件:SA4828和IPM模塊PM25RSB120,以及它們?cè)谠O(shè)計(jì)中的應(yīng)用.最后,該文還分析了硬件電路產(chǎn)生的干擾問(wèn)題,并分別從硬件、軟件兩方面提出相應(yīng)的抗干擾措施.
標(biāo)簽： 變頻調(diào)速器
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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勵(lì)磁裝置是同步發(fā)電機(jī)的重要控制部件，直接影響電機(jī)及電力系統(tǒng)的特性，本文介紹了一種基于DSP(TMS320F2812)微控制器的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)研究。 本文以新型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的開(kāi)發(fā)研制為主要內(nèi)容，首先介紹了同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的重要作用，然后介紹了常用的DSP 芯片特點(diǎn)與構(gòu)成，最后著重介紹了新型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟、硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，給出了硬件原理圖和軟件流程圖。硬件設(shè)計(jì)主要有交、直流的調(diào)理電路的設(shè)計(jì)，鐵電儲(chǔ)存設(shè)計(jì)以及通訊電路、D/A 電路等其它外圍電路的具體設(shè)計(jì)；軟件由主程序和中斷程序構(gòu)成。其中，主程序主要完成系統(tǒng)的初始化；中斷程序主要完成數(shù)據(jù)的采集和算法實(shí)現(xiàn)， PID 調(diào)節(jié)、限制保護(hù)模塊等部分以及通訊部份等。 本設(shè)計(jì)充分利用TMS320F2812 芯片的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)及高速的實(shí)時(shí)控制能力，來(lái)完成各功能的實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： DSP 數(shù)字式 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.而高壓變頻調(diào)速是近幾年剛剛開(kāi)始應(yīng)用的一種高新技術(shù),不僅解決了大功率風(fēng)機(jī)、水泵的軟起動(dòng)和調(diào)速問(wèn)題,而且節(jié)能顯著,具有較大的應(yīng)用市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展空間.該文首先對(duì)高壓變頻調(diào)速存在的對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)和用電設(shè)備產(chǎn)生電磁污染的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的分析,并針對(duì)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題,根據(jù)增加電壓矢量種類,能降低高壓交流電輸出諧波的原理,采用了功率單元串聯(lián)的方法,設(shè)計(jì)出一種適用于風(fēng)機(jī)和水泵調(diào)速的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器,供給普通異步電動(dòng)機(jī)做調(diào)速驅(qū)動(dòng).測(cè)試結(jié)果表明,這種新型變頻器的輸出電壓波形符合實(shí)際的要求,解決了由于高壓變頻調(diào)速由于輸出諧波引起的電磁污染問(wèn)題.該變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,主控制器的計(jì)算繁瑣、數(shù)據(jù)傳輸量大和控制難度高.為了得到良好的控制性能,該文結(jié)合同類產(chǎn)品,設(shè)計(jì)出以雙DSP(TM320F240)為核心的主控制器和系統(tǒng)總控制結(jié)構(gòu),同時(shí)給出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖.最后,舉例說(shuō)明功率單元串聯(lián)的新型高壓變頻器在風(fēng)機(jī)上應(yīng)用,論證了該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益以及廣闊的應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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從雙饋電機(jī)的基本工作原理出發(fā),分析雙饋電機(jī)調(diào)速的特點(diǎn),引入矢量控制技術(shù),進(jìn)行坐標(biāo)變換,得出雙饋電機(jī)同步坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型.用MATLAB的S函數(shù)建立雙饋電機(jī)仿真模型,對(duì)雙饋電機(jī)起動(dòng)性能進(jìn)行分析.對(duì)雙饋電機(jī)的調(diào)速性能進(jìn)行了詳細(xì)討論,得知雙饋電機(jī)要完全進(jìn)行調(diào)速必須實(shí)現(xiàn)MT軸轉(zhuǎn)子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機(jī)調(diào)速時(shí)的矢量控制策略即轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制.在進(jìn)行定子磁場(chǎng)定向后,保持轉(zhuǎn)子電流與定子磁鏈相垂直,進(jìn)行轉(zhuǎn)子電流定向.雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電流定向矢量控制調(diào)速系統(tǒng)完全分為兩個(gè)通道,解除了雙饋電機(jī)的內(nèi)部耦合,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)距電流的分別控制,使雙饋電機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)異.試驗(yàn)證明調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計(jì)算機(jī)及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動(dòng)車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn).可以預(yù)見(jiàn),隨著永磁材料和電力電子器件的價(jià)格的進(jìn)一步降低,以及無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)將在很多場(chǎng)合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料閱讀,在對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個(gè)整體了解的基礎(chǔ)上,針對(duì)復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無(wú)刷直流電機(jī)研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實(shí)現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無(wú)刷直流電機(jī)弱磁恒功率控制運(yùn)行機(jī)理和難點(diǎn);其次,對(duì)采用復(fù)合式永磁無(wú)刷直流電機(jī)本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運(yùn)行,獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,驗(yàn)證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性.
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 恒功率 弱磁控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為近代交流調(diào)速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動(dòng)系統(tǒng).然而,隨著電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,諧波污染問(wèn)題也逐步顯現(xiàn).為了消除諧波,節(jié)能降耗,研究者做了大量的研究和分析.目前,在三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,對(duì)于整流過(guò)程所產(chǎn)生的諧波,已有過(guò)大量的分析和計(jì)算,并且研究出了精確的濾波方法,使整流部分輸出電壓近似為直流電壓.而對(duì)于逆變過(guò)程產(chǎn)生的諧波,大多只是定性分析,很少有定量計(jì)算的文獻(xiàn)出現(xiàn).該文首先對(duì)SPWM控制技術(shù)從原理上進(jìn)行了詳細(xì)的描述,指出了諧波問(wèn)題的研究方向和諧波研究的意義.然后針對(duì)逆變器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),利用貝塞爾函數(shù)和傅里葉級(jí)數(shù)理論,分別對(duì)單相二階SPWM逆變器和三相SPWM逆變器的輸出電壓諧波的產(chǎn)生、大小和分布進(jìn)行了細(xì)致而具體的分析和計(jì)算.通過(guò)計(jì)算所得到的結(jié)果,以圖文的形式對(duì)諧波問(wèn)題進(jìn)行了分析,得出了相應(yīng)的結(jié)論,并且對(duì)影響SPWM輸出電壓諧波頻譜分布的因素進(jìn)行了詳細(xì)的討論.該文還討論了諧波對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組磁動(dòng)勢(shì)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)矩以及銅耗的影響,為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)供電電壓諧波分析及附加損耗計(jì)算提供了參考.該文最后利用MATLAB軟件的SIMULINK中的電力系統(tǒng)庫(kù),建立SPWM逆變電路的仿真模型.通過(guò)仿真,不但驗(yàn)證了數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)的正確性,而且為電力電子電路和電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種很好的仿真方法.
標(biāo)簽： SPWM 逆變供電 感應(yīng)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種先進(jìn)的集電力電子變換器與永磁電機(jī)本體于一體的機(jī)電一體化系統(tǒng),它既具備交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的一系列優(yōu)點(diǎn),又具備直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多特點(diǎn).正是由于這些原因,自上世紀(jì)末起,逐漸形成永磁無(wú)刷直流電機(jī)的研究熱潮.在此背景下,本文以此為課題,對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了一些理論分析和實(shí)踐應(yīng)用.本文首先在綜合國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì),提出了目前存在的一些問(wèn)題.介紹了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,推導(dǎo)出永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型.針對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),本文詳細(xì)分析了各種調(diào)制斬波方式對(duì)注入電機(jī)電流以及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響,比較分析各種斬波方式下系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出一種有利于減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的斬波方式.同時(shí),本文還提出了一種回饋制動(dòng)的方式,進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能,節(jié)約能源.在大型永磁電機(jī)磁極設(shè)計(jì)中,通常采用多塊磁鋼來(lái)組成勵(lì)磁磁極.考慮到磁鋼本體的分散性和加工誤差,本文從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),提出了一種磁鋼優(yōu)化配置方法,保證每個(gè)磁極中各段磁鋼產(chǎn)生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,從電機(jī)本體設(shè)計(jì)角度上提高系統(tǒng)性能.本文在理論分析基礎(chǔ)上,以單片機(jī)和功率智能模塊為硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了一套多相永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng).針對(duì)理論分析,進(jìn)行了各種方案的比較分析,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果和仿真分析結(jié)果,進(jìn)一步支持了論證了理論分析正確性和實(shí)用性.同時(shí),對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的一些問(wèn)題,本文也做了一些工作,提出一些分析和改進(jìn).
標(biāo)簽： 多相 無(wú)刷 直流電機(jī)控制
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本文對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)恒功率弱磁研究進(jìn)行了較為全面的從仿真到實(shí)驗(yàn)、從理論到實(shí)踐的深入研究,同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)面貼式永磁無(wú)刷直流電機(jī)和復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行了詳盡地理論分析,系統(tǒng)地提出了關(guān)于復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無(wú)刷直流電機(jī)一套較為完善的理論.本文首先從BLDCM的導(dǎo)通規(guī)律和繞組結(jié)構(gòu)入手,真實(shí)模擬了傳統(tǒng)面貼式永磁無(wú)刷直流電機(jī)弱磁調(diào)速的物理過(guò)程,并獲得其在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率模式下的解析表達(dá)式.從而直觀的反映了BLDCM的弱磁機(jī)理,獲得了影響其恒功率速度范圍的關(guān)鍵參數(shù).借鑒復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在永磁同步電機(jī)恒功率弱磁中的成功運(yùn)用,將這種結(jié)構(gòu)引入永磁無(wú)刷直流電機(jī)中,并完成了兩臺(tái)不同磁阻形式和功率、電壓等級(jí)的原型樣機(jī)的研制.針對(duì)原有d、q軸法的局限性,提出了真實(shí)模擬永磁無(wú)刷直流電機(jī)導(dǎo)電方式的場(chǎng)路結(jié)合法實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的弱磁分析.在場(chǎng)路結(jié)合法分析的基礎(chǔ)上,提出了磁阻段提高恒功率速度范圍的真實(shí)原因,并進(jìn)一步提出了采用永磁段、磁阻段雙d軸錯(cuò)角以擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍的新思想,并在實(shí)踐中驗(yàn)證了這種雙軸空間錯(cuò)角技術(shù)的有效性.從而為復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)運(yùn)行性能優(yōu)化提供了新的可供選擇的調(diào)節(jié)手段.
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實(shí)用性正受到越來(lái)越多的關(guān)注，有著良好的發(fā)展前景。本文致力于研究變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，從分析其運(yùn)行機(jī)理入手，比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的區(qū)別，選定雙饋式變速恒頻方案：它在低風(fēng)速階段主要進(jìn)行變槳距調(diào)節(jié)追求最大風(fēng)能捕獲，高風(fēng)速時(shí)通過(guò)控制雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的電流，達(dá)到定子輸出恒頻和有功、無(wú)功的獨(dú)立調(diào)節(jié)。變槳距風(fēng)力機(jī)作為風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備，是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它與風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源的匹配問(wèn)題直接影響到了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性。本文以風(fēng)能理論為基礎(chǔ)，探討了風(fēng)力機(jī)組設(shè)備的選型問(wèn)題，建立起風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。雙饋異步電機(jī)是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心。本文分析了其基本運(yùn)行特點(diǎn)，指出雙饋發(fā)電機(jī)具有普通交流電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)；研究了穩(wěn)態(tài)電路和功率平衡關(guān)系，并詳細(xì)推導(dǎo)出M-T-0坐標(biāo)系下的5階狀態(tài)方程，建立起定子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了定子有功和無(wú)功的解耦控制，使電機(jī)控制簡(jiǎn)單化。變頻器是雙饋電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行的關(guān)鍵，本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵(lì)磁電源。通過(guò)對(duì)其主電路結(jié)構(gòu)、余弦交截法和觸發(fā)脈沖產(chǎn)生原理等的進(jìn)一步分析，建立起六脈波交-交變頻器的數(shù)學(xué)模型，并處理了與變頻器與發(fā)電機(jī)的接口問(wèn)題。最后，利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件，建立了系統(tǒng)各組成部分的仿真模型，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。仿真結(jié)果表明，所建模型是正確的，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行特性。
標(biāo)簽： 變速恒頻 仿真研究 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（SR電機(jī)）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（SRD）是一種先進(jìn)的機(jī)電一體化裝置，但是其較大的振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題制約了SRD的廣泛應(yīng)用。本文以減小SR電機(jī)振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為主題展開(kāi)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容有：由于徑向力引起的定子徑向振動(dòng)是SR電機(jī)噪聲的主要根源，因此徑向力的分析和計(jì)算是研究SR電機(jī)振動(dòng)噪聲的基礎(chǔ)。本文利用磁通管法推導(dǎo)出徑向力的解析表達(dá)式，定性分析了徑向力與電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)虛位移原理，推導(dǎo)出基于矢量磁勢(shì)的電磁力計(jì)算公式。該計(jì)算方法求解電磁力時(shí)只需進(jìn)行一次磁場(chǎng)計(jì)算，不但減小了計(jì)算量，同時(shí)計(jì)算精度較傳統(tǒng)虛位移法高。利用這一計(jì)算方法，求出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的轉(zhuǎn)矩及徑向力的精確數(shù)值解。針對(duì)在SRD性能仿真時(shí)，傳統(tǒng)的非線性插值不但耗時(shí)，而且對(duì)有限元計(jì)算數(shù)據(jù)量要求高的問(wèn)題，本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性模型辨識(shí)能力，成功進(jìn)行了SR電機(jī)磁鏈反演和轉(zhuǎn)矩計(jì)算的模型訓(xùn)練，最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SR電機(jī)精確解析數(shù)學(xué)模型。因?yàn)镾R電機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式的選擇問(wèn)題與振動(dòng)噪聲大小有著密切的關(guān)系。本文從噪聲輻射和振動(dòng)幅值角度探討了SR電機(jī)主要尺寸的確定；接著從對(duì)稱性、力波階數(shù)等角度研究了SR電機(jī)相數(shù)及繞組連接方式、極數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)的選擇問(wèn)題。并對(duì)一些常用的降低電機(jī)機(jī)械噪聲的措施和方法進(jìn)行了綜述。系統(tǒng)振動(dòng)特性的研究對(duì)于減小振動(dòng)噪聲十分重要。本文從振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程出發(fā)，導(dǎo)出了從激振力到振動(dòng)加速度的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的自由振動(dòng)解；然后利用機(jī)電類比法得出了SR電機(jī)定子系統(tǒng)的固有頻率以及振動(dòng)振幅的解析解，定性分析了影響振動(dòng)振幅的各種因素；最后利用基于能量法的有限元解法，通過(guò)建立不同的散熱筋結(jié)構(gòu)形式、高度、根數(shù)以及形狀的SR電機(jī)三維有限元模型，分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結(jié)構(gòu)是高度高、根數(shù)多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結(jié)論。通過(guò)建立不同繞組裝配工藝下的SR電機(jī)三維有限元模型，分析得出了加強(qiáng)繞組剛度可以提高系統(tǒng)低階固有頻率的結(jié)論。通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的模態(tài)分析結(jié)果和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)了模態(tài)分析的有效性。仿真是計(jì)算SRD系統(tǒng)性能和預(yù)估電機(jī)振動(dòng)的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統(tǒng)的非線性動(dòng)態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上，對(duì)SRD系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)性能仿真、動(dòng)態(tài)性能仿真以及負(fù)載突變仿真。接著利用穩(wěn)態(tài)性能仿真，綜合考慮最大平均轉(zhuǎn)矩和效率這兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)SR電機(jī)的開(kāi)關(guān)角進(jìn)行了優(yōu)化。最后結(jié)合由磁場(chǎng)有限元計(jì)算得到的徑向力數(shù)據(jù)表和穩(wěn)態(tài)性能仿真，通過(guò)非線性插值得到徑向力的波形，然后對(duì)徑向力波形進(jìn)行了頻譜分析，從而找到其主要的諧波分量。在電機(jī)設(shè)計(jì)階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機(jī)定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機(jī)噪聲的首要條件。合適的控制策略對(duì)于SR電機(jī)減振降噪是必不可少的。本文理論推導(dǎo)出三步換相法的時(shí)間參數(shù)取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻(xiàn)的結(jié)論在阻尼比較小時(shí)有更好的減振效果。針對(duì)SR電機(jī)運(yùn)行中可能出現(xiàn)多個(gè)模態(tài)振形被激發(fā)出來(lái)的情況，利用數(shù)值優(yōu)化法對(duì)三步換相法的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使得減振效果整體最佳，所提的數(shù)值優(yōu)化方法對(duì)兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上，針對(duì)其不足之處，提出了轉(zhuǎn)矩定頻控制取代內(nèi)滯環(huán)的方法、開(kāi)始重疊區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制方法、最佳開(kāi)關(guān)角度二次優(yōu)化法和時(shí)間參數(shù)優(yōu)化的三步換相法等新的控制方案。動(dòng)態(tài)仿真證明這些方案是切實(shí)有效的，達(dá)到了預(yù)期效果。最后在直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的每一次轉(zhuǎn)矩?cái)夭ǘ际褂萌綋Q相法，和在相關(guān)斷時(shí)刻根據(jù)實(shí)際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機(jī)振動(dòng)噪聲，并提出了考慮減振要求的開(kāi)關(guān)頻率設(shè)計(jì)方法，最終形成了一套完整的降低振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制策略。設(shè)計(jì)并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機(jī)控制器。根據(jù)控制策略要求，選用了不對(duì)稱半橋功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；出于降低成本以及提高可靠性考慮，采用了MOSFET雙路并聯(lián)電路方案。在控制軟件中實(shí)現(xiàn)了本文所提出的降低SR電機(jī)振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制策略。本文最后對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，對(duì)比轉(zhuǎn)矩測(cè)量值與轉(zhuǎn)矩有限元計(jì)算值，驗(yàn)證了磁場(chǎng)有限元計(jì)算的有效性。然后對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了空載與負(fù)載、電流控制與轉(zhuǎn)矩控制、低速斬波與高速單波、是否采用兩步或三步換相法等一系列對(duì)比運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，充分證實(shí)了本文所提出的降低振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制策略的有效性。本課題組承擔(dān)了國(guó)家十·五863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)：“EQ6110HEV混合動(dòng)力城市公交車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)”（2001AA501421）。本文的研究是在該項(xiàng)目的資助下完成，并且本文關(guān)于電機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式、散熱筋結(jié)構(gòu)和機(jī)械降噪措施等的結(jié)論已在該項(xiàng)目的60kW實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上得到證實(shí)。
標(biāo)簽： 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 減 降噪
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