該文研究了無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制問(wèn)題、速度觀測(cè)問(wèn)題、速度控制問(wèn)題和單片機(jī)控制技術(shù).首先,該文分析了無(wú)刷直流電機(jī)電勢(shì)平衡方程非線(xiàn)性產(chǎn)生的原因,設(shè)計(jì)了反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)觀測(cè)器間接觀測(cè)轉(zhuǎn)子位置,闡述了觀測(cè)器的設(shè)計(jì)和極點(diǎn)配置方法,分析了觀測(cè)誤差產(chǎn)生的原因,介紹了消除轉(zhuǎn)子位置信號(hào)干擾脈沖的原理和方法,在此基礎(chǔ)上,提出了一種新的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制方案,通過(guò)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和霍爾位置信號(hào)的比較,驗(yàn)證了該方案的有效性.其次,針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的速度檢測(cè)和速度控制問(wèn)題,分析了無(wú)刷直流電機(jī)的一種時(shí)變多輸入-多輸出（MIMO）模型,提出了模型的線(xiàn)性化技術(shù),分析了影響電機(jī)速度控制的負(fù)載擾動(dòng),設(shè)計(jì)了速度觀測(cè)器和魯棒速度控制器,分別對(duì)其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了闡述,通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性,給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論.最后,分析了無(wú)刷直流電機(jī)橋式驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)和“端電壓法”間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的原理,研究了“三段式”起動(dòng)技術(shù)的轉(zhuǎn)子定位、加速和切換問(wèn)題,設(shè)計(jì)了橋式無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng),分別對(duì)系統(tǒng)各組成部分做了詳細(xì)的分析,系統(tǒng)運(yùn)行情況良好,各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 無(wú)傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：WANGLIANPO
隨著大功率開(kāi)關(guān)器件、集成電路及高性能的磁性材料的進(jìn)步，采用電子換相原理工作的無(wú)刷直流電機(jī)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)既具有交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用同益普及。 普通無(wú)刷直流電機(jī)存在著轉(zhuǎn)子位置傳感器，當(dāng)電機(jī)尺寸較小時(shí)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(dòng)條件下，無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)就成為理想選擇，并具有廣闊的發(fā)展前景。 同時(shí)隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，微處理器越來(lái)越多的用在控制系統(tǒng)中。許多復(fù)雜但有效的算法越來(lái)越多的用于電機(jī)控制當(dāng)中。但是在無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)，應(yīng)用時(shí)往往需要精確的速度控制，尤其在高速運(yùn)行場(chǎng)合，對(duì)信號(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制時(shí)，由于本身指令功能不強(qiáng)，乘除法所用周期過(guò)多，外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢，資源相對(duì)較少，使其不能很好的完成對(duì)無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的控制。美國(guó)TI公司專(zhuān)門(mén)為電機(jī)的數(shù)字化控制設(shè)計(jì)的16位定點(diǎn)DSP控制器 TMS320X240集DSP的信號(hào)高速處理能力及適用于電機(jī)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(dòng)控制提供可靠高效的信號(hào)處理與控制硬件。本論文所研究的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)DSP控制系統(tǒng)即為滿(mǎn)足這一需要而設(shè)計(jì)的。 本論文首先對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及其無(wú)位置傳感器控制的基本原理以及DSP芯片 TMS320F240進(jìn)行了必要的介紹，并且對(duì)基于反電勢(shì)檢測(cè)法的DSP實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的分析，包括對(duì)反電勢(shì)檢測(cè)及其相位實(shí)時(shí)修正方法，電機(jī)換流的實(shí)現(xiàn)，速度、電流雙閉環(huán)控制算法，電機(jī)的啟動(dòng)分析，正反轉(zhuǎn)控制，速度的調(diào)節(jié)，制動(dòng)、保護(hù)等都做了——詳細(xì)論述。本論文還對(duì)控制系統(tǒng)的控制及功率部分硬件作了詳細(xì)的分析。最后本論文對(duì)軟件的具體實(shí)現(xiàn)作了具體的闡述。 根據(jù)本論文所述的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的無(wú)刷電機(jī)無(wú)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(jiǎn)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(diǎn)。
標(biāo)簽： DSP 無(wú)刷直流電機(jī) 無(wú)位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-05-28
上傳用戶(hù)：Alibabgu
針對(duì)冬季供暖問(wèn)題,該文研制了一種新型的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng).整個(gè)控制系統(tǒng)主要由CPU主板、繼電器分板以及控制面板組成,CPU主板實(shí)現(xiàn)溫度的采集、處理、水位的測(cè)量、電源監(jiān)視及報(bào)警等功能.繼電器板用于控制循環(huán)泵的啟停、緊急情況下的切斷電源等.控制面板完成功能的切換以及顯示等功能.控制系統(tǒng)在功能上具有供暖、熱水、定時(shí)啟動(dòng)三大功能,還具有漏電、超溫、低水位保護(hù)及報(bào)警功能.在控制方法上,由于溫度控制領(lǐng)域多采用PID控制方法,有對(duì)不同的控溫對(duì)象要用不同的PID參數(shù),且調(diào)整不方便的缺點(diǎn).該文采用模糊控制方法,模擬最佳控制者--人的控制行為,利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)實(shí)現(xiàn)一種專(zhuān)家式的非線(xiàn)性控制.整個(gè)控制由模糊控制器完成,該文討論了以溫度偏差和溫度變化率為輸入量、電壓為輸出量的雙輸入單輸出模糊控制器設(shè)計(jì)方法.以提高系統(tǒng)的控制精度、安全性和可靠性.該文研制的電鍋爐控制系統(tǒng),利用C語(yǔ)言編制控制程序,提高了開(kāi)發(fā)效率及控制的靈活性.實(shí)際使用證明,該控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、具有優(yōu)良的控制效果.
上傳時(shí)間： 2013-06-11
上傳用戶(hù)：muyehuli
作者在論文中系統(tǒng)地研究了目前新穎的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)——永磁同步電動(dòng)機(jī)及其數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上，探討了永磁電機(jī)的各種磁路結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)電抗及其它性能的影響，并分別討論了各種結(jié)構(gòu)在不同應(yīng)用場(chǎng)合的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇了表面凸出式磁路結(jié)構(gòu)，建立了手算電磁設(shè)計(jì)程序，進(jìn)行了多方案的優(yōu)選；探討了引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的原因和減小波動(dòng)的措施，采用了一系列諸如分?jǐn)?shù)槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節(jié)距等措施，成功地減小了力矩波動(dòng)，改善了伺服電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)特性；在電磁設(shè)計(jì)手算的基礎(chǔ)上，首次采用優(yōu)秀的數(shù)學(xué)工具軟件Mathcad2001進(jìn)行了Windows平臺(tái)下的PMSM機(jī)輔設(shè)計(jì)程序的開(kāi)發(fā)，增加了可視性，并大大簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)，提高了設(shè)計(jì)效率，快速方便準(zhǔn)確地進(jìn)行了電機(jī)的電磁計(jì)算；應(yīng)用先進(jìn)的AutoCAD 2000繪圖軟件設(shè)計(jì)和繪制了全套電機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙；參加了樣機(jī)的全部試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo)，全面滿(mǎn)足了伺服系統(tǒng)用電機(jī)的高效率、高功率因數(shù)、小振動(dòng)、低噪音、低發(fā)熱、動(dòng)態(tài)性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統(tǒng)部分里，作者探討了永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向矢量控制理論，探討了快速電流跟蹤方法的實(shí)現(xiàn)；在永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了基于DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的方案，使用了最新推出的電機(jī)專(zhuān)用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅(qū)動(dòng)IR2130芯片、軸角／數(shù)字量轉(zhuǎn)換RDC-19222芯片及串行通信轉(zhuǎn)換MAX232芯片，在消化了這些芯片的大量手冊(cè)和開(kāi)發(fā)工具的資料后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，包括編寫(xiě)和調(diào)試了部分DSP程序，設(shè)計(jì)和焊接了部分硬件電路板。這些預(yù)研工作為設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)數(shù)字化專(zhuān)用控制器打下了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 數(shù)字化 伺服控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-17
上傳用戶(hù)：duoshen1989
電能計(jì)量的精度無(wú)論對(duì)于供電方還是對(duì)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(mǎn)足精度要求和非正弦電路的無(wú)功功率測(cè)量。隨著電力電子裝置等非線(xiàn)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(shí)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(DSP)正在迅速發(fā)展，21世紀(jì)將是數(shù)字信號(hào)處理理論與算法的大發(fā)展時(shí)期。 本項(xiàng)目采用ADI于2004年生產(chǎn)的BLACKFIN531 16位定點(diǎn)DSP芯片。針對(duì)目前市場(chǎng)上現(xiàn)行的電能表所存在的缺陷和局限性，研究并設(shè)計(jì)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(jì)量精度達(dá)到0.2S級(jí)，諧波測(cè)量精度達(dá)到0.5%。在一定的定義下，無(wú)功測(cè)量方法不但適用于正弦電路，也適用于非正弦電路下的無(wú)功功率測(cè)量。全書(shū)共分七章： 第一章、簡(jiǎn)述了電能計(jì)量裝置的發(fā)展和現(xiàn)狀，論證了本課題開(kāi)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(cè)系統(tǒng)的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了電能表中的計(jì)量和分析算法； 第三章、 介紹了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境； 第四章、 詳細(xì)給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)； 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(jì)； 第七章、 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，給出測(cè)試結(jié)果，最后討論、總結(jié)。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
上傳用戶(hù)：wsf950131
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上傳時(shí)間： 2013-06-28
上傳用戶(hù)：onewq
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問(wèn)題在當(dāng)今社會(huì)中受到越來(lái)越多的關(guān)注.能量回饋系統(tǒng)可以在減緩矛盾方面發(fā)揮重要作用,無(wú)論在減少能源的浪費(fèi)方面或是在新能源的利用開(kāi)發(fā)上.主要運(yùn)用在功率電子負(fù)載、分布式發(fā)電和電機(jī)制動(dòng)能饋等場(chǎng)合.該文主要研究了能量回饋系統(tǒng).電力電子的逆變技術(shù)是能量回饋系統(tǒng)的核心部分,該文講述了電壓型逆變電路和電流型逆變電路在能量回饋系統(tǒng)中的工作實(shí)現(xiàn)原理.電壓型逆變電路是該文的重點(diǎn),針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)的形式,對(duì)單相和三相逆變電路作了分析,討論了幾種控制策略的選擇,提出間接電流控制中相位幅值分別控制方法和直接電流控制中滯環(huán)控制方法在逆變器并網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)意義.電流型有源逆變利用移相調(diào)節(jié),適合大功率場(chǎng)合.文章的最后部分比較分析電流型和電壓型電路的性能特點(diǎn).數(shù)字化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),在具體實(shí)現(xiàn)能量回饋系統(tǒng)的過(guò)程中,該文也充分運(yùn)用數(shù)字式控制方式.在電流型逆變系統(tǒng)中,運(yùn)用可編程序控制器(PLC)作為控制核心,并在MCGS組態(tài)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)的通訊.在電壓型逆變系統(tǒng)中,將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制中心,實(shí)現(xiàn)外圍電路工作及其控制.在以上基礎(chǔ)上,分別研制了一臺(tái)大功率晶閘管電流型有源逆變器和一臺(tái)電壓型并網(wǎng)逆變器.
上傳時(shí)間： 2013-06-20
上傳用戶(hù)：lingduhanya
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
上傳用戶(hù)：ca05991270
傳統(tǒng)的直流電機(jī)一直在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于其本身固有的機(jī)械換向器和電刷導(dǎo)致電機(jī)容量有限、噪音大和可靠性不高，因而迫使人們探索低噪音、高效率并且大容量的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而成熟起來(lái)的直流無(wú)刷電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點(diǎn)，從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流。 模糊控制器具有魯棒性好、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。論文提出了基于轉(zhuǎn)速環(huán)模糊邏輯控制理論的直流無(wú)刷電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，保證了伺服控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜動(dòng)態(tài)特性，因而滿(mǎn)足更多應(yīng)用場(chǎng)合的需要。 論文具體包括以下幾個(gè)部分工作： 首先，從電機(jī)本體和控制角度出發(fā)，闡述了直流無(wú)刷電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵性問(wèn)題：電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。詳細(xì)分析了電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的各種原因，特別是分析了相電流換向所產(chǎn)生的紋波轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 其次，本文對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳盡的分析，建立了三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)仿真模型。仿真模型采樣的是電機(jī)控制系統(tǒng)中常用的雙環(huán)系統(tǒng)(轉(zhuǎn)速—電流雙閉環(huán)控制)。為了提高系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性，轉(zhuǎn)速外環(huán)采用模糊PI調(diào)節(jié)器，電流內(nèi)環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)子位置通過(guò)直流無(wú)刷電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)檢測(cè)，仿真結(jié)果表明了該仿真模型控制系統(tǒng)與理論分析完全吻合，從而證明了模型的有效性。 然后，初步設(shè)計(jì)了伺服系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)圖。以TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為整個(gè)控制電路的核心芯片，一臺(tái)40w的直流無(wú)刷電機(jī)作為被控對(duì)象，完成了伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制。 最后，對(duì)未來(lái)的工作給予了展望，并對(duì)全文的內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。
標(biāo)簽： DSP 直流無(wú)刷電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：Shaikh
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(xiàn)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(xiàn)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(chēng)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(lèi)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(xiàn)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(xiàn)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(chēng)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(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)：“EQ6110HEV混合動(dòng)力城市公交車(chē)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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