盤式永磁同步電動機是近年來發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)高性能伺服電動機,具有軸向尺寸短、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點。可以制成多定子多轉(zhuǎn)子交錯組成的多盤式結(jié)構(gòu),進一步提高轉(zhuǎn)矩,特別適合于機器人和大力矩直接驅(qū)動裝置。同時由于結(jié)構(gòu)原因,盤式電機的徑向尺寸受到一定限制,半徑太大會增加加工工藝的難度,有時相關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)難以保證,為提高電機的輸出功率,一般采用多盤式結(jié)構(gòu)。 目前永磁電機正向著大功率化、高功能化和微型化方向發(fā)展,其中高力能密度和高效率是對各類永磁電機設(shè)計所提出的共同要求。本文本著提高電機的輸出功率的目的,在總結(jié)各種盤式永磁同步電機的結(jié)構(gòu)、特點的基礎(chǔ)上提出了一種新型的基于Halbach陣列的多盤式無鐵心永磁同步電動機,從提高電機的功率密度入手,將無鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應(yīng)用到其中。利用釹鐵硼永磁材料高矯頑力的優(yōu)異特性以及Halbach陣列的高聚磁作用來提高電機氣隙磁密,使無鐵心電機變成可能,同時Halbach陣列使軛部的磁通減小,可相應(yīng)少用或不用軛部。電機重量因此可以大幅度下降,在一定程度上也可降低電機的成本。
上傳時間: 2013-07-06
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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)從理論到仿真進行了較為全面深入的研究,在詳細分析直驅(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、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)電機的各相電流為梯形波,為了發(fā)電機輸出功率平穩(wěn),減小系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩脈動,則發(fā)電機的電動勢最好是梯形波。梯形波永磁同步發(fā)電機發(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。該電機可以和風(fēng)力機直接耦合,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行了動態(tài)仿真,對所設(shè)計的最大功率跟蹤算法進行仿真分析。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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電機優(yōu)化設(shè)計是復(fù)雜的有約束、非線性、混合離散多變量規(guī)劃問題.該文在對電機優(yōu)化設(shè)計理論進行研究的基礎(chǔ)上,從一般傳統(tǒng)的優(yōu)化方法入手,對電機的全局優(yōu)化設(shè)計方法特別是遺傳算法進行了詳細的研究和探討.該論文的主要工作包括:(1)對適應(yīng)于電機優(yōu)化設(shè)計的常用傳統(tǒng)優(yōu)化方法(HOOKE-JEEVES法、MDOD法和SUMT法)進行了較為詳細的研究,給出了各種方法的計算流程和步驟;(2)對全局優(yōu)化的理論和方法進行了研究,分析了全局優(yōu)化方法中的隨機實驗法、模擬退火算法和模擬進化算法各自的特點,對遺傳算法的工作原理及其諸要素進行了詳細的探討;(3)在對遺傳算法的基本原理進行研究的基礎(chǔ)上,進行了電機優(yōu)化設(shè)計遺傳算法的研究,分析了各要素對電機優(yōu)化設(shè)計遺傳算法性能的影響;(4)建立了三相異步電機多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,分別編制了基于HOOKE-JEEVES法、MDOD法和多輪進化遺傳算法的電機優(yōu)化設(shè)計程序,并對使用各種優(yōu)化方法優(yōu)化的結(jié)果進行了對比分析.
上傳時間: 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普遍。為了保護逆變器直流側(cè)電源,在其開關(guān)器件的驅(qū)動信號中需加入死區(qū)時間,死區(qū)時間的加入對交流調(diào)速系統(tǒng)的實際運行產(chǎn)生了許多負(fù)面影響,因此,死區(qū)時間的補償隨之而成為交流調(diào)速系統(tǒng)研究的熱點和難點問題之一。 本課題研究交流調(diào)速系統(tǒng)中DSP控制的電壓型逆變器死區(qū)問題,簡介了三相SPWM逆變器原理后,引出了逆變器死區(qū)問題,對死區(qū)效應(yīng)產(chǎn)生的機理及死區(qū)存在后引起逆變器輸出電壓的誤差波形進行了分析,揭示了因死區(qū)時間的加入所產(chǎn)生的誤差波形與逆變器相關(guān)參數(shù)的關(guān)系。 在上述研究的基礎(chǔ)上,本文對基于DSP控制器的逆變器死區(qū)問題展開研究,首先對DSP控制器PWM波產(chǎn)生的原理及死區(qū)加入的方法進行了闡述,然后對因死區(qū)時間的加入可能引起的波形失真情況進行了分析。在綜述了目前常用的死區(qū)補償方法的基礎(chǔ)上,針對基于DSP控制的逆變器死區(qū)問題提出了兩種比較實用的死區(qū)補償方法:一種是基于無效器件原理的死區(qū)補償方法,另一種是基于無效器件原理和電流反饋相結(jié)合的死區(qū)補償方法。系統(tǒng)仿真實驗表明:采用這兩種方法對死區(qū)時間補償后的電機定子電流波形與未補償前的相比,其畸變得到了明顯改善。為了進一步驗證這兩種補償方法的實際補償效果,本文還為驗證實驗做了一些前期的準(zhǔn)備工作。
上傳時間: 2013-04-24
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該文研究了無刷直流電機的無位置傳感器控制理論、轉(zhuǎn)矩波動抑制方法、數(shù)字仿真算法和DSP控制技術(shù).首先,該文介紹了無刷直流電機無位置傳感器控制原理,比較了目前幾種常用的無位置傳感器控制方法,提出了基于徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無位置傳感器控制方法.通過離散化位置信號的映射方程,得到網(wǎng)絡(luò)的基本輸入輸出,網(wǎng)絡(luò)的輸出通過邏輯處理,處理后的結(jié)果作為電機控制信號,同時也作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練教師.采用在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)兩種方式訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò),并詳細介紹了兩種方式的算法;其次,該文概述了無刷直流電機轉(zhuǎn)矩波動的產(chǎn)生原因,重點分析了換相轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生的原理,提出了基于誤差反傳(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)矩波動抑制新方法.采用兩個結(jié)構(gòu)相同三層網(wǎng)絡(luò),建立了電壓自校正調(diào)節(jié)器,對電機端電壓進行瞬時調(diào)節(jié),保持電路中電流幅值不變,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩波動的自適應(yīng)調(diào)節(jié).另外,該文推導(dǎo)了較全面的電機數(shù)學(xué)模型,重點研究了無刷直流電機仿真中的幾個關(guān)鍵技術(shù),包括氣隙磁場的建立、位置信號的模擬、中心點電壓的計算、二極管續(xù)流狀態(tài)的實現(xiàn)以及PWM電流控制的仿真.采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(OOP)方法,設(shè)計了多功能的仿真軟件SIMOT.最后該文介紹了數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407的結(jié)構(gòu)和性能,給出了PWM控制和A/D轉(zhuǎn)換的算法,采用反電勢法原理實現(xiàn)了無位置傳感器控制,并給出了相關(guān)的實驗結(jié)果.
上傳時間: 2013-07-14
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無刷直流電機利用電子換相代替機械換向,因此不但具有有刷直流電機良好的調(diào)速性能,而且體積小、效率高,在許多領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用.采用無位置傳感器控制技術(shù)之后,不但克服了外置式位置傳感器的諸多弊端,而且進一步拓寬了無刷直流電機的應(yīng)用領(lǐng)域.目前,無刷直流電機無位置傳感器控制已成為無刷直流電機控制技術(shù)的一個發(fā)展方向.該文縱觀了無刷直流電機的興起、發(fā)展與現(xiàn)狀,概括了無位置傳感器無刷直流電機控制技術(shù)的現(xiàn)有水平和遇到的一些問題,并以研制、開發(fā)直流變速空調(diào)為背景,從理論和實踐兩個方面,就無刷直流電機變速控制研究中遇到的一些問題展開較為全面的研究和討論.
標(biāo)簽: 無位置傳感器 控制技術(shù) 無刷直流電機
上傳時間: 2013-06-17
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隨著大功率開關(guān)器件、集成電路及高性能的磁性材料的進步,采用電子換相原理工作的無刷直流電機得到了長足的發(fā)展。無刷直流電動機既具有交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠維護方便等一系列優(yōu)點,又具備直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點,在當(dāng)今國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域的應(yīng)用同益普及。 普通無刷直流電機存在著轉(zhuǎn)子位置傳感器,當(dāng)電機尺寸較小時轉(zhuǎn)子位置傳感器難于安裝并且維修困難,另外傳統(tǒng)的霍爾元件溫度特性不好,導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性變差,所以在一些小型,輕載啟動條件下,無位置傳感器無刷直流電機就成為理想選擇,并具有廣闊的發(fā)展前景。 同時隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,微處理器越來越多的用在控制系統(tǒng)中。許多復(fù)雜但有效的算法越來越多的用于電機控制當(dāng)中。但是在無位置傳感器無刷直流電機,應(yīng)用時往往需要精確的速度控制,尤其在高速運行場合,對信號反饋控制靈敏度的要求更為嚴(yán)格,并且算法也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的微處理器如 5l、96系列在實現(xiàn)對其的控制時,由于本身指令功能不強,乘除法所用周期過多,外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢,資源相對較少,使其不能很好的完成對無位置傳感器無刷直流電機的控制。美國TI公司專門為電機的數(shù)字化控制設(shè)計的16位定點DSP控制器 TMS320X240集DSP的信號高速處理能力及適用于電機控制的優(yōu)化的外圍電路于一體,可以為高性能,復(fù)雜傳動控制提供可靠高效的信號處理與控制硬件。本論文所研究的無位置傳感器無刷直流電機DSP控制系統(tǒng)即為滿足這一需要而設(shè)計的。 本論文首先對無刷直流電動機及其無位置傳感器控制的基本原理以及DSP芯片 TMS320F240進行了必要的介紹,并且對基于反電勢檢測法的DSP實現(xiàn)作了詳細的分析,包括對反電勢檢測及其相位實時修正方法,電機換流的實現(xiàn),速度、電流雙閉環(huán)控制算法,電機的啟動分析,正反轉(zhuǎn)控制,速度的調(diào)節(jié),制動、保護等都做了——詳細論述。本論文還對控制系統(tǒng)的控制及功率部分硬件作了詳細的分析。最后本論文對軟件的具體實現(xiàn)作了具體的闡述。 根據(jù)本論文所述的設(shè)計方案設(shè)計的無刷電機無位置傳感器DSP控制系統(tǒng),可以獲得良好的速度控制性能。而且,DSP技術(shù)不僅使系統(tǒng)獲得了高精度,高可靠性,還簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增加了系統(tǒng)的可靠性。具有控制靈活,智能水平高,參數(shù)易改等優(yōu)點。
上傳時間: 2013-05-28
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電能計量的精度無論對于供電方還是對于用電方,都非常重要。傳統(tǒng)電能表的精度低,功能單一,不能滿足精度要求和非正弦電路的無功功率測量。隨著電力電子裝置等非線性負(fù)載的功率容量和功率密度的不斷增大,他們所產(chǎn)生的諧波已使電網(wǎng)遭受日益嚴(yán)重的污染。在這種情況下,有必要研發(fā)新技術(shù)新設(shè)備。同時,數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)正在迅速發(fā)展,21世紀(jì)將是數(shù)字信號處理理論與算法的大發(fā)展時期。 本項目采用ADI于2004年生產(chǎn)的BLACKFIN531 16位定點DSP芯片。針對目前市場上現(xiàn)行的電能表所存在的缺陷和局限性,研究并設(shè)計了一種基于DSP BF531芯片的高精度多功能電能表。采用了諸多最新的理論成果,電能計量精度達到0.2S級,諧波測量精度達到0.5%。在一定的定義下,無功測量方法不但適用于正弦電路,也適用于非正弦電路下的無功功率測量。全書共分七章: 第一章、簡述了電能計量裝置的發(fā)展和現(xiàn)狀,論證了本課題開發(fā)和研究的必要性和可行性,介紹了高精度多功能電能表的系統(tǒng)方案; 第二章、 討論了電測系統(tǒng)的測量原理,設(shè)計了電能表中的計量和分析算法; 第三章、 介紹了系統(tǒng)的硬件平臺和開發(fā)環(huán)境; 第四章、 詳細給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計; 第五章、 分析系統(tǒng)誤差及其校正; 第六章、 介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計; 第七章、 對整個系統(tǒng)進行實驗測試,給出測試結(jié)果,最后討論、總結(jié)。
上傳時間: 2013-06-21
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上傳時間: 2013-06-28
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該文通過研究直流調(diào)速系統(tǒng)雙向功率變換電路,提出一種ZCZVS Boost雙向DC/DC變換器與VVVF變頻調(diào)速器相結(jié)合,驅(qū)動鼠籠型異步電機的節(jié)能型電動車交流驅(qū)動系統(tǒng).該系統(tǒng)在功能上實現(xiàn)了車輛剎車減速或下坡制動時能量的回饋,達到節(jié)能、提高能量使用效率和增加車輛行駛距離的目的;采用交流異步電機,克服了傳統(tǒng)直流驅(qū)動系統(tǒng)的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護;采用ZCZVS技術(shù),降低了電磁干擾和損耗,提高了效率;另外,在逆變主電路中采用IPM模塊,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),節(jié)約了空間,提高了整個系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性.論文詳細分析了系統(tǒng)工作原理,進行了拓?fù)浜蛥?shù)設(shè)計,并完成一套300W樣機的制作,通過相應(yīng)的仿真和實驗測試,驗證了系統(tǒng)的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動的電動車輛.預(yù)計該系統(tǒng)在旅游風(fēng)景區(qū)、山城等將有很好的應(yīng)用前景.
上傳時間: 2013-07-01
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