本文對直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)從理論到仿真進(jìn)行了較為全面深入的研究,在詳細(xì)分析直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特點和已有最大功率跟蹤算法的基礎(chǔ)上,確立了由梯形波永磁同步發(fā)電機(jī)、三相不可控整流橋、直流升壓電路、全橋逆變器構(gòu)成的并網(wǎng)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出了通過控制直流升壓電路的占空比,以使風(fēng)機(jī)獲得最大功率的跟蹤算法,同時增加速度估算控制方法,以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 由直流升壓電路中儲能大電感的存在,迫使發(fā)電機(jī)的各相電流為梯形波,為了發(fā)電機(jī)輸出功率平穩(wěn),減小系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩脈動,則發(fā)電機(jī)的電動勢最好是梯形波。梯形波永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相電壓為梯形波,通過整流橋整流之后,獲得脈動較小的整流直流電壓,特別適合于大電感濾波,同時電磁轉(zhuǎn)矩脈動小,系統(tǒng)振動噪聲低。該電機(jī)可以和風(fēng)力機(jī)直接耦合,適用于大型低速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。三相不可控整流具有可靠性高,簡化硬件電路;直流變換電路可將整流后的直流電壓提升到逆變器所需的幅值基本恒定的直流電壓,經(jīng)逆變器逆變后并網(wǎng)。最大功率跟蹤算法的提出能夠使風(fēng)電系統(tǒng)快速跟蹤風(fēng)速的變化,維持最佳葉尖速比,捕獲最大風(fēng)能。 本文還利用仿真軟件MATLAB/Simulink平臺搭建了仿真模塊并進(jìn)行了動態(tài)仿真,對所設(shè)計的最大功率跟蹤算法進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,該算法具有較快的系統(tǒng)響應(yīng),速度估算器也能較快的跟蹤變化的實際轉(zhuǎn)速。
上傳時間: 2013-04-24
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該文研究了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制問題、速度觀測問題、速度控制問題和單片機(jī)控制技術(shù).首先,該文分析了無刷直流電機(jī)電勢平衡方程非線性產(chǎn)生的原因,設(shè)計了反電勢過零點觀測器間接觀測轉(zhuǎn)子位置,闡述了觀測器的設(shè)計和極點配置方法,分析了觀測誤差產(chǎn)生的原因,介紹了消除轉(zhuǎn)子位置信號干擾脈沖的原理和方法,在此基礎(chǔ)上,提出了一種新的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制方案,通過轉(zhuǎn)子位置信號和霍爾位置信號的比較,驗證了該方案的有效性.其次,針對無刷直流電機(jī)的速度檢測和速度控制問題,分析了無刷直流電機(jī)的一種時變多輸入-多輸出(MIMO)模型,提出了模型的線性化技術(shù),分析了影響電機(jī)速度控制的負(fù)載擾動,設(shè)計了速度觀測器和魯棒速度控制器,分別對其設(shè)計方案進(jìn)行了闡述,通過仿真結(jié)果驗證了理論分析的正確性,給出了具有實際指導(dǎo)意義的結(jié)論.最后,分析了無刷直流電機(jī)橋式驅(qū)動方式的特點和“端電壓法”間接檢測轉(zhuǎn)子位置的原理,研究了“三段式”起動技術(shù)的轉(zhuǎn)子定位、加速和切換問題,設(shè)計了橋式無位置傳感器無刷直流電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng),分別對系統(tǒng)各組成部分做了詳細(xì)的分析,系統(tǒng)運行情況良好,各項指標(biāo)滿足設(shè)計要求.
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 無傳感器 控制
上傳時間: 2013-04-24
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無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī).隨著無刷直流電機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,無位置傳感器控制方法的優(yōu)勢也越來越明顯,特別是"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制方法已經(jīng)發(fā)展成為最實用的無位置傳感器控制方法.論文在介紹常用的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制原理.深入研究了三種反電勢過零檢測方法,設(shè)計了反電勢過零檢測電路,并對檢測電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析,給出了補(bǔ)償方法.以變頻空調(diào)壓縮機(jī)用無刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹 電路各個組成部分,同時介紹了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施.論文介紹了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制常用的起動方法,深入討論了"三段式"起動技術(shù),對"三段式"起動技術(shù)中轉(zhuǎn)子預(yù)定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對外同步加速過程中出現(xiàn)的超前換相和滯后換相現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究.提出了一種新的利用反電勢過零點實現(xiàn)電機(jī)最佳換相邏輯的方法,這種方法不但可以實現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,而且在電機(jī)起動過程中,使外同步到自同步的切換更加容易.實驗結(jié)果驗證了這種方法的正確性.
標(biāo)簽: 電勢 無刷 直流電機(jī)控制
上傳時間: 2013-04-24
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本文在分析干式電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)和電場分布特點的基礎(chǔ)上,建立了四種電場分析模型:二維和三維高壓繞組電場分析模型、二維和三維端部電場分析模型。以SG10型H級絕緣空氣自冷干式變壓器為具體分析對象,采用ANSYS有限元分析軟件對四個電場模型進(jìn)行了有限元建模,并完成了有限元分析,得出相應(yīng)的干式電力變壓器絕緣的電場強(qiáng)度和分布分析結(jié)果。 在深入理解ANSYS有限元分析軟件接口的基礎(chǔ)上,編寫了以APDL參數(shù)化語言為基礎(chǔ)的命令流程序,并采用C++Builder6.0軟件編寫了實現(xiàn)模型修改和結(jié)果顯示的程序,完成了干式電力變壓器電場有限元分析系統(tǒng)的開發(fā)。應(yīng)用該軟件,用戶可以對四個模型的絕緣結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)等參數(shù)直接進(jìn)行修改,在調(diào)用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析后,可以得到非常直觀的相應(yīng)干式電力變壓器絕緣的電場強(qiáng)度和分布結(jié)果,包括顯示電場的最大電場強(qiáng)度值及其位置,以及用圖像方式顯示模型的電場強(qiáng)度矢量圖利分布云圖。本文工作對于研究干式電力變壓器的電場分布以及絕緣合理設(shè)計具有工程意義。
上傳時間: 2013-06-26
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本文利用Maxwell 3D軟件對交流接觸器的電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)、動態(tài)特性進(jìn)行分析與仿真。Maxwell 3D是美國的Ansoft公司開發(fā)的專門用于三維電磁場仿真的軟件。本文主要以CJ20-25交流接觸器的電磁機(jī)構(gòu)為例,對不同激勵下交流接觸器電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性進(jìn)行分析;編寫電磁機(jī)構(gòu)動態(tài)仿真程序,對其進(jìn)行動態(tài)仿真,并進(jìn)一步分析其動態(tài)特性;同時對電磁機(jī)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)對交流接觸器特性的影響進(jìn)行了分析。主要為以下幾個方面: 首先,利用Maxwell 3D軟件建立交流接觸器電磁機(jī)構(gòu)的三維有限元模型,對模型進(jìn)行有限元分析,計算不同電流和氣隙下的靜態(tài)吸力,仿真電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性。繪制出交流接觸器的靜態(tài)電磁場分布及吸力特性。 其次,用Visual C++編程語言編制程序,仿真交流接觸器電磁機(jī)構(gòu)運動過程。 再次,對交流接觸器電磁機(jī)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)分析。得出CJ20-25型交流接觸器動態(tài)電流、吸力特性,并對動鐵心末速度、靜鐵心迎擊距離、動態(tài)吸力與反力特性的匹配、總動能和碰撞損失能量與合閘相角的關(guān)系特性進(jìn)行了具體分析。同時,將迎擊式與非迎擊的兩種類型的交流接觸器的動態(tài)特性作了比較。 最后,利用Maxwell 3D軟件分析接觸器各個設(shè)計參數(shù)對交流接觸器電磁機(jī)構(gòu)靜態(tài)吸力、動態(tài)特性的影響。 經(jīng)過以上各方面的分析可知:采用Maxwell 3D軟件的強(qiáng)大的電磁場有限元分析功能進(jìn)行電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)及動態(tài)特性的分析與仿真,模擬真實的工作環(huán)境,可以在樣機(jī)制作前,精確掌握電器產(chǎn)品的性能,減少樣機(jī)制作,降低試驗費用,加快產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品性能指標(biāo),具有實際意義。
標(biāo)簽: 交流接觸器 電磁 機(jī)構(gòu)
上傳時間: 2013-07-15
上傳用戶:電子世界
本文針對電力變壓器的電磁設(shè)計過程、優(yōu)化方法、優(yōu)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),以及優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)中采用的技術(shù)和處理方法展開了深入的討論和研究,開發(fā)了一套干式變壓器電磁計算優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。論文工作主要包括以下幾方面的內(nèi)容: (1)綜述了電力變壓器的結(jié)構(gòu)特征和傳統(tǒng)電磁設(shè)計的流程,分析了變壓器電磁設(shè)計中的設(shè)計流程、設(shè)計目標(biāo)、方案組合等重點問題,研究了變壓器的評價準(zhǔn)則的選擇和計算。同時對變壓器電磁設(shè)計計算的細(xì)節(jié)做了深入分析,理清了變壓器設(shè)計中各個步驟、各個部件之間的相互關(guān)系,成功地將變壓器計算中的一些核心的計算過程程序化。 (2)深入研究和分析了目前變壓器優(yōu)化設(shè)計的研究和實踐中所采用的優(yōu)化方法,包括比較成熟的循環(huán)遍歷法和其他還處于研究階段或還有缺陷的方法,對這些算法的原理、應(yīng)用情況、優(yōu)缺點進(jìn)行了比較和總結(jié)。 (3)將ODBC(開放數(shù)據(jù)庫互連)和OLE(對象鏈接和嵌入)自動化技術(shù)引入電力變壓器的電磁優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)中,一改以往的設(shè)計軟件封閉的弊病,具有出色的可擴(kuò)展性,充分利用了現(xiàn)代操作系統(tǒng)環(huán)境的先進(jìn)功能。以oLE自動化技術(shù)為基礎(chǔ)的計算單自動生成技術(shù),使變壓器設(shè)計軟件能夠在更大程度上協(xié)助設(shè)計人員的工作,將設(shè)計人員從簡單勞動中解脫出來,使設(shè)計軟件能夠真正成為全面的變壓器優(yōu)化設(shè)計軟件。 (4)將各種型式的敞開式和環(huán)氧澆注干式變壓器電磁計算優(yōu)化設(shè)計整合到同一系統(tǒng)中,方便了用戶不同的設(shè)計要求,同時根據(jù)專家理論設(shè)計了眾多人工干預(yù)設(shè)計的環(huán)節(jié),令本軟件更具有系統(tǒng)性、實用性、開放性和個性。 (5)對當(dāng)前熱門的非晶合金變壓器進(jìn)行了簡要介紹,并指出非晶合金變壓器的優(yōu)缺點,分析了其即將全面使用的趨勢。同時對非晶合金干式變壓器的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了研究和探討,給下一步的工作指明了方向。
標(biāo)簽: 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計 電磁計算
上傳時間: 2013-05-28
上傳用戶:王慶才
由于干式變壓器的優(yōu)良性能以及在特種場合下對干式變壓器的應(yīng)用需求,當(dāng)前我國干式變壓器市場空間廣闊,競爭激烈。但是目前國內(nèi)許多干式變壓器生產(chǎn)廠家仍然停留在手工設(shè)計計算階段,設(shè)計的效率低、周期長、人工成本高。干式變壓器原材料的上漲,也加大了廠家的制作成本。以研究、開發(fā)實用性干式變壓器CAD系統(tǒng)為目的,本文對該集成軟件的系統(tǒng)分析及相應(yīng)的實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 首先,在總結(jié)干式變壓器手工設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,借鑒變壓器的通用優(yōu)化設(shè)計模型,結(jié)合干式變壓器的特點,建立了干式變壓器的優(yōu)化設(shè)計模型。以鐵芯直徑、窗高、內(nèi)線圈匝數(shù)、外線圈電流密度、內(nèi)線圈電流密度為變量,采用改進(jìn)遺傳算法對其進(jìn)行干式變壓器單機(jī)優(yōu)化設(shè)計。該算法將模擬退火思想引入到遺傳算法的選擇機(jī)制中,解決了傳統(tǒng)遺傳算法過早收斂的問題。其與傳統(tǒng)遺傳算法優(yōu)化結(jié)果對比表明:新的算法收斂性較好,優(yōu)化效果較明顯,算法是成功的。并根據(jù)Appelbaum序貫分解法的基本思想,通過“共同變量”和“非共同變量”將系列中兼容的各規(guī)格變壓器聯(lián)系起來,得到系列變壓器優(yōu)化設(shè)計的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型,然后使用改進(jìn)后的遺傳算法對中小型干式變壓器中套用同一個機(jī)座的系列優(yōu)化問題進(jìn)行了探討,并在此基礎(chǔ)上建立了干式變壓器系列優(yōu)化的軟件優(yōu)化設(shè)計流程。 其次,在軟件設(shè)計方面選用C++程序設(shè)計語言,采用Visual Basic進(jìn)行界面編寫,且運用ActiveX技術(shù)實現(xiàn)了VB與AutoCAD軟件的連接。該設(shè)計不但能夠?qū)Ω墒阶儔浩鬟M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,并且添加了CAD制圖功能。本文對數(shù)據(jù)庫支撐的干式變壓器CAD系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計和研究,詳細(xì)探討了該集成軟件的實現(xiàn)技術(shù)。 最后,在各項性能指標(biāo)都滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下,以SC9-50/10型號和SCB9-1250/10型號的干式變壓器為例進(jìn)行單機(jī)優(yōu)化,變壓器有效成本分別降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列號SC9-50/10四個規(guī)格變壓器為例進(jìn)行系列優(yōu)化,分別按照不同的權(quán)重來進(jìn)行系列優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化方案1時,總成本下降了3.26﹪;優(yōu)化方案2時,總成本下降了3.1﹪??梢?,達(dá)到了預(yù)期效果,干式變壓器成本有效降低。
標(biāo)簽: CAD 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計
上傳時間: 2013-07-23
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電纜偏心嚴(yán)重影響電纜的質(zhì)量,因此在電纜生產(chǎn)時必須要進(jìn)行偏心檢測。該文針對目前我國電纜偏心檢測技術(shù)落后的現(xiàn)狀,提出采用電渦流檢測方法來研制可以對電纜進(jìn)行在線實時偏心檢測的自動化系統(tǒng),并對此項檢測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。 該文先從偏心傳感器、數(shù)據(jù)采集器和上位機(jī)系統(tǒng)三大部分對電渦流式電纜偏心檢測系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計。完成了偏心傳感器探頭的設(shè)計并解決了偏心傳感器振蕩電路的電源供應(yīng)問題和信號從旋轉(zhuǎn)部件到靜止部件的傳輸問題。以TLC2543A/D轉(zhuǎn)換器和AT89C52單片機(jī)為核心器件設(shè)計了數(shù)據(jù)采集器,完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,并通過RS-232串行通訊把采樣數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)。利用VisualBasic語言開發(fā)了軟件系統(tǒng),對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理并對結(jié)果進(jìn)行了輸出顯示。 為了提高檢測系統(tǒng)的精度,系統(tǒng)中采用了模擬濾波器和數(shù)字濾波器。根據(jù)檢測系統(tǒng)中信號的特點,分別確定了模擬濾波器和數(shù)字濾波器的性能指標(biāo),設(shè)計了抗混疊的3階巴特沃思模擬濾波器和5階橢圓型ⅡR低通數(shù)字濾波器,并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行了實現(xiàn)。在靜態(tài)的電纜偏心檢測實驗系統(tǒng)中對濾波器的性能進(jìn)行了驗證。 偏心傳感器是檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,它的性能至關(guān)重要。該文通過構(gòu)造的靜態(tài)實驗系統(tǒng)對偏心傳感器的性能進(jìn)行了研究,分析了被測電纜線芯直徑、檢測線圈的匝數(shù)和檢測探頭的尺寸對偏心傳感器性能的影響。
上傳時間: 2013-06-19
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無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī).隨著無刷直流電機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,其常用的帶位置傳感器控制方法顯露出了越來越多的局限性,而無位置傳感器控制方法,特別是"反電勢法"無位置傳感器控制方法則漸漸受到了人們的青睞.論文在詳細(xì)介紹了"反電勢法"無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制原理的基礎(chǔ)上,對"反電勢法"無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分——反電勢過零檢測電路的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究,給出了設(shè)計中幾個關(guān)鍵之所在.另外,論文以變頻空調(diào)壓縮機(jī)用無刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計了一套基于"反電勢法"的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)以Motorola公司的MC68HC908MR32單片機(jī)為核心.文中介紹了系統(tǒng)的各個組成部分,給出了相應(yīng)的抗干擾措施."三段式"起動技術(shù)是"反電勢法"控制中常用的起動方法,也是"反電勢法"控制中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié).文中對"三段式"起動技術(shù)中轉(zhuǎn)子定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論,指出了各部分的難點,給出了相應(yīng)的解決方法."反電勢法"控制中不可避免的會存在轉(zhuǎn)子位置誤差,論文對這種誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,提出了減少轉(zhuǎn)子位置誤差的方法.論文還介紹了"反電勢法"無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制中幾種常用的數(shù)字濾波算法,給出了該控制系統(tǒng)中采用這些算法的程序源代碼.在控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,論文介紹了"反電勢法"無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試運行過程,討論了調(diào)試中出現(xiàn)的問題并提出了解決方法.最后,文中給出了系統(tǒng)運行中的電壓、反電勢過零點等信號的實測波形.調(diào)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,具有良好的調(diào)速性能,達(dá)到了預(yù)期的效果.
上傳時間: 2013-06-09
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無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和高性能永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī)。隨著無刷直流電機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,無位置傳感器控制方法的優(yōu)勢越來越明顯,特別是“反電勢法”無刷直流電機(jī)控制方法已經(jīng)發(fā)展成為最實用的無位置傳感器控制方法。 論文在介紹常用的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了“反電勢法”無刷直流電機(jī)控制原理。深入研究了兩種反電勢過零檢測方法,采用“直接反電勢法”設(shè)計了反電勢過零檢測電路。該方法不需要引出電機(jī)中性點,通過選擇PWM和導(dǎo)通控制策略,就能直接從電機(jī)端電壓獲得反電勢過零點信號。它避免了開關(guān)高頻調(diào)制產(chǎn)生的干擾,不需要對端電壓進(jìn)行濾波。建立了基于PSPICE軟件的仿真模型并對其進(jìn)行了仿真驗證。以按摩椅用無刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計了“直接反電勢法”無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹了電路各個組成部分,同時給出了控制系統(tǒng)中所采用的軟硬件抗干擾措施。 論文介紹了“直接反電勢法”無刷直流電機(jī)控制常用的起動方法,深入討論了“三段式”起動技術(shù),對“三段式”起動技術(shù)中轉(zhuǎn)子預(yù)定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并圍繞“三段式”起動技術(shù)詳細(xì)介紹了“直接反電勢法”控制軟件設(shè)計流程。 最后,通過實驗驗證了這種方法的可行性和正確性。
標(biāo)簽: 電勢 無刷直流電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-24
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