近年來,隨著永磁材料的發(fā)展,永磁同步電機(jī)應(yīng)用日益廣泛。永磁同步電機(jī)根據(jù)反電動(dòng)勢和電流波形的不同,可分為梯形波永磁同步電機(jī)(無刷直流電機(jī))和正弦波永磁同步電機(jī)(永磁同步電機(jī))。正弦波永磁同步電機(jī)為實(shí)現(xiàn)其正弦波驅(qū)動(dòng)控制需要連續(xù)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào),通常采用機(jī)械位置傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等),機(jī)械位置傳感器雖可以提供高精度的轉(zhuǎn)子位置信息,但其體積大,價(jià)格高,增加了轉(zhuǎn)子的慣量,且性能易受環(huán)境因素的影響,限制了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用場合。近年來受到廣泛的關(guān)注的無位置傳感器技術(shù),是通過檢測反電動(dòng)勢(電壓)或電流等過零點(diǎn)獲取轉(zhuǎn)子的位置信號(hào),此技術(shù)雖取消了機(jī)械位置傳感器,但存在控制復(fù)雜,位置檢測精度不高,運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍受到限制等問題。為解決上述問題,本文研究采用低成本的低分辨率位置傳感器取代機(jī)械位置傳感器,通過位置估算法得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號(hào),以實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的正弦波驅(qū)動(dòng)控制問題。 首先,本文分析了傳統(tǒng)的采用位置區(qū)間的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度實(shí)現(xiàn)位置估算法的原理,針對(duì)其不足提出了一種改進(jìn)的方法,該法通過對(duì)位置區(qū)間初始速度的估算,可以顯著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三種位置估算法的Matlab仿真模型,并對(duì)其進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明:改進(jìn)位置估算方法即使在加減速等動(dòng)態(tài)性能過程中也能保持較小的位置誤差,性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。 其次,完成了以TI公司的數(shù)子信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407A為主控芯片,以IR公司IR2110為驅(qū)動(dòng)芯片采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。探討了正弦波永磁同步電機(jī)在采用無電流傳感器的電流開環(huán)控制時(shí)的控制策略問題。在此情況下電壓相位角φ對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能有重要的影響,為得到最佳的φ=f(ω)曲線,需根據(jù)負(fù)載特性進(jìn)行優(yōu)化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)的軟件設(shè)計(jì),文中詳細(xì)討論了位置估算程序和實(shí)現(xiàn)SVPWM程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試,并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
上傳時(shí)間: 2013-07-23
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航空蓄電池是重要的機(jī)載設(shè)備,在飛機(jī)安全飛行中起著重要的作用。蓄電池充電設(shè)備的性能直接影響著蓄電池的電氣性能和使用壽命,因此近年來航空蓄電池充電設(shè)備的研制已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)之一。論文研究一種采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的航空蓄電池充放電系統(tǒng),對(duì)鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池進(jìn)行智能充電、放電和容量分析。 論文在綜合分析航空蓄電池充電器技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,運(yùn)用現(xiàn)代電力電子技術(shù),設(shè)計(jì)了集充電、放電功能于一體的功率電路,并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放電控制系統(tǒng)。論文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、參數(shù)計(jì)算和控制方法。 論文以Visual Basic 6.0為開發(fā)環(huán)境,編制了航空蓄電池充放電系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)了顯示、報(bào)警、打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等功能。根據(jù)系統(tǒng)上下位機(jī)通信的需求,制定了通信協(xié)議并設(shè)計(jì)了基于RS-232串口的通信程序,實(shí)現(xiàn)了信息的交換與控制。 論文基于電路原理、自動(dòng)控制原理等理論,建立了充電器控制系統(tǒng)的模型,并設(shè)計(jì)了以Buck電路為控制對(duì)象的系統(tǒng)仿真軟件。通過仿真分析,調(diào)整PID控制器的參數(shù),優(yōu)化控制器的性能,并縮短了調(diào)試的周期。
上傳時(shí)間: 2013-08-02
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風(fēng)機(jī)的耗電量占全國總發(fā)電量的40﹪左右,是全國耗電最大的工業(yè)裝備,而且運(yùn)行效率比國外低10﹪~30﹪。因此在風(fēng)機(jī)(及水泵)上實(shí)行節(jié)能、節(jié)電、降耗是一個(gè)緊迫的任務(wù),對(duì)緩解我國電能的供需矛盾、推進(jìn)我國現(xiàn)代化建設(shè)、縮小我國和發(fā)達(dá)國家的差距具有非常現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。 小型風(fēng)機(jī)(1~10千瓦)特點(diǎn)是:單臺(tái)的耗電量很小,但是數(shù)量巨大,因此降低這些小型風(fēng)機(jī)的耗電量同樣具有十分深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)意義。但在這一領(lǐng)域的節(jié)能研究一直未能得到充分重視。 本論文提出一種用于驅(qū)動(dòng)小功率風(fēng)機(jī)的永磁無刷直流電機(jī),通過調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量從而達(dá)到節(jié)能的目的。永磁無刷直流電機(jī)是近年隨著電力電子技術(shù)和永磁材料的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來的一種新型電機(jī)。它用一套電子換向裝置代替了有刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械換向裝置,即克服了有刷直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械換向帶來的一系列缺點(diǎn),又具備直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多特點(diǎn),因此在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 本論文從永磁材料、磁體結(jié)構(gòu)、充磁方式、繞組分布、極弧系數(shù)等方面分析了風(fēng)機(jī)外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)要求,給出永磁無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)、原理及一般設(shè)計(jì)要求;根據(jù)風(fēng)機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求,設(shè)計(jì)制造外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)用鐵氧體永磁無刷直流電機(jī)樣機(jī);針對(duì)風(fēng)機(jī)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速及各種保護(hù)要求,基于降低成本的原則,設(shè)計(jì)制造永磁無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這一設(shè)計(jì)為基于專用集成芯片的小功率無刷直流電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng),并進(jìn)行了試制、調(diào)試及試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明了系統(tǒng)具有簡單和優(yōu)越的控制性能,適于小功率無刷直流電機(jī)的控制。 樣機(jī)實(shí)測數(shù)據(jù)表明外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)小功率風(fēng)機(jī)具有良好的性能、較低的成本,具有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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音響技術(shù)發(fā)展到今天,音頻功率放大器得到了極大的發(fā)展。而一個(gè)好的功放必須有一個(gè)好的能量來源。一般來說功放電源的成本占功放成本的一半左右,可見電源在功放中的重要性。 本文提出了一種功放電源設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行了一些理論上的分析,仿真研究和實(shí)驗(yàn)調(diào)試,具體包括以下幾個(gè)方面: 對(duì)前級(jí)的APFC(有源功率因數(shù)校正)部分提出一種基于單周控制(OCC)原理的新技術(shù),對(duì)此電路的理論進(jìn)行詳細(xì)的分析。對(duì)電路的元件以及儲(chǔ)能電感等都進(jìn)行了計(jì)算,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)最后完成電路設(shè)計(jì)與調(diào)試。 針對(duì)功放電源對(duì)瞬態(tài)響應(yīng),頻率響應(yīng),負(fù)載調(diào)整率以及電源調(diào)整率的高條件要求,本文提出利用LLC諧振變換器技術(shù)滿足該功放實(shí)現(xiàn)大功率設(shè)計(jì)需要的目的,由于將主電路的工作頻率取到100KHZ以上,這樣的設(shè)計(jì)也將反應(yīng)時(shí)間提高到微秒級(jí)別,電源變化的噪聲將不會(huì)出現(xiàn)音頻輸出;并且LLC諧振變換器軟開關(guān)電源技術(shù)也大大地提高了電源效率。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LLC諧振變換器能滿足功放電源的要求。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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為設(shè)計(jì)高性能、低損耗的電機(jī),需要準(zhǔn)確地分析電機(jī)鐵耗。本文從鐵磁材料的磁化特點(diǎn)出發(fā),以分離鐵耗模型為基礎(chǔ),對(duì)交變磁化以及旋轉(zhuǎn)磁化條件下鐵磁材料和電機(jī)的鐵耗進(jìn)行分析和計(jì)算,分別從理論和實(shí)踐角度著重就電機(jī)鐵耗計(jì)算和測量中的一些相關(guān)問題作了深入研究。 按照分離鐵耗模型,鐵心損耗可以分成磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗。本文首先從交流磁滯回線的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā),在Preisach靜態(tài)磁滯模型的基礎(chǔ)上,利用極限磁滯回線的對(duì)稱性,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立了Preisach人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯仿真模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵磁材料交流磁滯回線的理論計(jì)算,為磁滯損耗的理論分析和計(jì)算奠定了基礎(chǔ);為對(duì)交流磁滯回線進(jìn)行實(shí)測,本文給出了一種采用愛潑斯坦方圈測量鐵磁材料交流磁滯回線與磁滯損耗的新方法,該方法克服了環(huán)形樣片測量法的不足,操作簡單,且測量精度高,具有較好的實(shí)用價(jià)值。利用該方法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好地驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果。 對(duì)渦流損耗以及異常損耗的計(jì)算模型,本文系統(tǒng)地給出了其推導(dǎo)過程,對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)一步加以明確,并對(duì)模型的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。鐵磁材料異常損耗計(jì)算模型是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理推導(dǎo)而來的,模型中參數(shù)的確定涉及到鐵磁材料的微觀特性,本文給出了通過實(shí)驗(yàn)確定其參數(shù)的具體方法;考慮到工程中異常損耗計(jì)算模型是其理論模型的簡化形式,文中對(duì)兩者的差別進(jìn)行了分析。 在分析電機(jī)鐵耗時(shí),既要考慮鐵心材料本身的損耗特性,也要考慮電機(jī)供電方式以及鐵心中磁場變化等因素對(duì)鐵耗的影響。在對(duì)鐵磁材料損耗特性分析的基礎(chǔ)上,本文考慮到局部磁滯回環(huán)對(duì)電機(jī)鐵耗的影響,推導(dǎo)了計(jì)及局部磁滯作用的電機(jī)鐵耗模型,并從理論上對(duì)C.P.Steinmetz的磁滯損耗經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了驗(yàn)證,從而明確了公式中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的物理意義;同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)研究,分析了磁化頻率對(duì)磁滯損耗系數(shù)的影響,提出了在磁化頻率較高時(shí)分段確定磁滯損耗系數(shù)的方法;考慮到現(xiàn)代電機(jī)控制策略以及供電方式的多樣性,本文對(duì)正弦波、方波以及三角波電壓供電時(shí)鐵心材料的交變鐵耗模型分別進(jìn)行了推導(dǎo),給出了其解析表達(dá)式,并通過實(shí)測證明了模型的有效性;對(duì)SPWM這類應(yīng)用較為廣泛的非正弦供電方式,推導(dǎo)了電機(jī)交變損耗的一般計(jì)算模型,分析了SPWM變頻器供電時(shí)電機(jī)鐵耗與變頻器參數(shù)的關(guān)系,給出了其關(guān)系的數(shù)量表達(dá)式; 同時(shí)采用改進(jìn)的愛潑斯坦方圈試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)非正弦供電條件下的鐵磁材料損耗和電機(jī)鐵耗進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 考慮到電機(jī)鐵心制造過程中沖壓對(duì)鐵心材料特性的影響,本文提出了一套簡便的對(duì)鐵磁材料進(jìn)行沖壓影響研究的實(shí)驗(yàn)方法,利用該方法,有效地對(duì)材料的沖壓影響特性進(jìn)行了分析。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)了考慮沖壓影響時(shí)的鐵磁材料損耗的修正系數(shù),從而在傳統(tǒng)交變鐵耗分離模型的基礎(chǔ)上,建立了計(jì)及沖壓影響的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型。對(duì)模型中引入的沖壓影響修正系數(shù),給出了詳細(xì)的推導(dǎo)過程和明確的計(jì)算方法,從而使傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)修正方法得到改善。 在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,除交變磁化外,同時(shí)還存在大量的旋轉(zhuǎn)磁化。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化的物理機(jī)理進(jìn)行了初步探討,分析了旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗特點(diǎn),系統(tǒng)介紹了當(dāng)前鐵磁材料旋轉(zhuǎn)磁化性能以及旋轉(zhuǎn)磁化損耗實(shí)驗(yàn)測量和理論計(jì)算的方法和手段。 在以上鐵耗理論的基礎(chǔ)上,充分考慮鐵心的非線性及磁滯特性,本文建立了一般條件下的鐵心動(dòng)態(tài)電路模型,并將該模型應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)鐵心等效電路中,推導(dǎo)了異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)鐵耗的分離等效電阻。以一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)為樣機(jī),采用以上鐵耗的動(dòng)態(tài)分離等效電阻,有效地對(duì)電機(jī)鐵耗進(jìn)行了分離,從而為深入研究電機(jī)的動(dòng)態(tài)鐵耗特性提供了便利。 論文最后以一臺(tái)永磁無刷直流電機(jī)為例,對(duì)電機(jī)的運(yùn)行特性以及鐵心損耗進(jìn)行了分析計(jì)算。分析中應(yīng)用場路結(jié)合法,建立了永磁無刷電機(jī)換流等效電路模型,采用鏡像法建立了深槽無刷電機(jī)電樞反應(yīng)分析模型;在電機(jī)鐵耗分析中,推導(dǎo)了考慮旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗工程計(jì)算模型,對(duì)樣機(jī)鐵耗進(jìn)行了理論計(jì)算,并通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化條件下的樣機(jī)空載鐵耗進(jìn)行了測量,最終理論值與實(shí)測值吻合良好,證明了上述方法的有效性。
標(biāo)簽: 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 損耗 分
上傳時(shí)間: 2013-07-02
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準(zhǔn)確計(jì)算電機(jī)鐵耗一直是困擾電機(jī)設(shè)計(jì)者的一個(gè)難題。傳統(tǒng)方法是假設(shè)電機(jī)內(nèi)部磁場僅是交變磁化的,根據(jù)鐵磁材料在交變磁化條件下測量的數(shù)據(jù),計(jì)算電機(jī)齒部和軛部由基波磁場造成的損耗,對(duì)于計(jì)算值與實(shí)測值之間的誤差通過經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來修正。這種方法對(duì)于已經(jīng)長期制造和使用的電機(jī)而言勉強(qiáng)適用,對(duì)于近年來發(fā)展很快的永磁電機(jī)、高速電機(jī)和其他新結(jié)構(gòu)電機(jī),由于缺乏合適的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),導(dǎo)致此方法難以適用。眾多研究人員的成果已經(jīng)證明電機(jī)的鐵耗有相當(dāng)一部分是由旋轉(zhuǎn)磁化導(dǎo)致的,因此顧及旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型是本文的一個(gè)重要內(nèi)容。 本文從鐵磁材料的鐵耗入手,先研究鐵磁材料在交變磁化和旋轉(zhuǎn)磁化方式下的計(jì)算和測量方法,目的是得到鐵耗分立模型中磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗的計(jì)算系數(shù)。本文提出并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式的25cm愛潑斯坦方圈測試系統(tǒng),它可以測量在任何頻率和波形電源供電下硅鋼片的損耗,本文還在二維鐵耗測試系統(tǒng)中對(duì)硅鋼片在圓形旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗進(jìn)行了測量。結(jié)果表明,在同樣頻率和磁密的條件下,旋轉(zhuǎn)磁化下的損耗要比交變磁化下的損耗大。本文提出了基于磁密軌跡的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型,它只采用較容易獲得的交變磁化損耗系數(shù),但又能顧及到旋轉(zhuǎn)磁化帶來的影響。通過實(shí)際電機(jī)的計(jì)算和測試,表明軌跡法的計(jì)算結(jié)果在未經(jīng)任何系數(shù)修正的情況下就具有很好的精度,適合推廣使用。 軟磁復(fù)合材料是一種新型的粉末金屬材料,它具有渦流損耗小和易制造成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)電機(jī)等特點(diǎn)。為了探索這種材料在高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用和驗(yàn)證本文提出的鐵耗計(jì)算模型,本文成功地設(shè)計(jì)和制造了一臺(tái)采用軟磁復(fù)合材料的爪極式永磁電機(jī),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文通過三維有限元分析,對(duì)該電機(jī)的磁通、磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩和鐵耗等參數(shù)和性能的計(jì)算提出了計(jì)算方法。對(duì)該種電機(jī)的熱分析,本文提出了熱網(wǎng)絡(luò)法和磁熱耦合有限元法。由于鐵耗在高速電機(jī)總損耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通過映射剖分法,使磁場和熱場模型中的單元總數(shù)、大小和順序保持完全一致,軌跡法計(jì)算得到的各單元鐵耗直接耦合進(jìn)熱場進(jìn)行計(jì)算,得到了電機(jī)準(zhǔn)確的溫度分布。本文還進(jìn)行了高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析,合理地調(diào)整轉(zhuǎn)子的直徑、長度和軸承位置,使轉(zhuǎn)子的自然共振頻率遠(yuǎn)離電機(jī)的工作頻率范圍。本文構(gòu)建了一測試平臺(tái)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)電機(jī)狀態(tài)測試,并通過假轉(zhuǎn)子法測量了電機(jī)鐵耗,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所用方法的可行性,得到的結(jié)論對(duì)軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用及爪極式電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析都具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及新的電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,交流調(diào)速性能日益提高。變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使交流調(diào)速系統(tǒng)有取代直流調(diào)速系統(tǒng)的趨勢。但是國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有更高的調(diào)速精度、更大的調(diào)速范圍和更快的響應(yīng)速度,一般的通用變頻器已經(jīng)不能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求,而交流電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)能夠很好的滿足這個(gè)要求。矢量控制(Field Oriented Control),能夠?qū)崿F(xiàn)交流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的快速控制,本文對(duì)三相交流異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析,以高性能數(shù)字信號(hào)處理器為硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了基于DSP的三相交流異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng),并分析了逆變器死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了逆變器死區(qū)的補(bǔ)償。 本文介紹了交流調(diào)速及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,變頻調(diào)速的方案以及國內(nèi)外對(duì)矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并利用轉(zhuǎn)子磁場定向的方法,對(duì)該模型進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器,以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)電流量的有效解耦,得到定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量。仿照直流電機(jī)的控制方法,設(shè)計(jì)了矢量控制算法的電流與速度雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺(tái),在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了矢量控制算法,論述了電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)的原理和方法,并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。最后對(duì)逆變器的死區(qū)進(jìn)行了補(bǔ)償。 實(shí)驗(yàn)表明基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制(FOC)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,電流解耦方便,動(dòng)態(tài)性能好,精度較高,能夠基本滿足現(xiàn)代交流電機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和速度要求。
上傳時(shí)間: 2013-05-24
上傳用戶:李彥東
選相控制開關(guān)又稱同步開關(guān)或相控開關(guān),其實(shí)質(zhì)就是控制開關(guān)在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動(dòng)消除開關(guān)過程所產(chǎn)生的涌流和過電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng),提高開關(guān)的開斷能力。本論文以電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償為背景,分析了隨機(jī)投切電容器組的暫態(tài)過程所帶來的各種危害,從而提出選相投切技術(shù);本文以真空開關(guān)選相投切電容器組為研究對(duì)象,著重介紹了電容器組選相投切技術(shù)的相關(guān)理論,給出了電容器組選相投切的控制策略,為同步開關(guān)選相控制器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作穩(wěn)定可靠,其出力特性能與真空開關(guān)良好匹配,在中壓領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。相控真空開關(guān)采用三相獨(dú)立操動(dòng)的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu),其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲(chǔ)能大容量電容器,通過多次的測試結(jié)果表明雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)能很好地滿足相控開關(guān)的要求,是相控開關(guān)的理想選擇。 IPM(智能功率模塊)作為一種新型的大功率開關(guān)器件,以其設(shè)計(jì)簡單(內(nèi)置驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路),低功耗,開關(guān)速度快等特點(diǎn)成為越來越多設(shè)計(jì)者的首選,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文討論了IPM在選相投切電容器組中的相關(guān)邏輯控制策略,光耦隔離驅(qū)動(dòng),IPM過流、過熱相關(guān)保護(hù)等內(nèi)容,設(shè)計(jì)了以DSP(TMS320LF2407A)為核心的永磁機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)信號(hào),經(jīng)過FIR數(shù)字濾波提取零點(diǎn),通過IPM控制大容量電容器放電來驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)斷路器在期望相位上分?jǐn)嗷蜿P(guān)合以減小暫態(tài)沖擊,并保證儲(chǔ)能電容器的一次儲(chǔ)能完成一次完整的O-C-O操作。 通過相關(guān)試驗(yàn)測試,表明本系統(tǒng)已經(jīng)初步達(dá)到了設(shè)計(jì)所要達(dá)到的預(yù)期效果,為以后的研究以及同步控制控制系統(tǒng)的完善和優(yōu)化提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和參考。
標(biāo)簽: 并聯(lián)電容器組 相控 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:diets
隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,更高的調(diào)速精度、更大的調(diào)速范圍和更快的響應(yīng)速度成為永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的迫切要求,數(shù)字化控制系統(tǒng)正代表著這一發(fā)展方向。高性能數(shù)字信號(hào)處理器(控制器)的出現(xiàn)、電機(jī)控制理論以及電力電子器件的發(fā)展都為數(shù)字化控制的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。本文采用Microchip公司專用于電機(jī)控制的dsPIC30F3011型數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)為核心,開發(fā)了用于電梯門機(jī)控制的數(shù)字化永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng),并在硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上獲得了驗(yàn)證。 本文首先在永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的分析基礎(chǔ)上,深入的研究了永磁同步電機(jī)的矢量控制的原理和常用控制策略。接著,經(jīng)過比較各種矢量控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),確定了i<,d>=0的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的電壓調(diào)制方法。文中對(duì)空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并在此基礎(chǔ)上提出利用查表實(shí)現(xiàn)SVPWM控制的算法。然后,論文詳細(xì)論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試。軟件開發(fā)均在Microchip的MPLAB IDE集成開發(fā)環(huán)境下完成,軟件采用C語言編寫,實(shí)現(xiàn)了帶位置傳感器的速度閉環(huán)和位置閉環(huán)矢量控制,并給出了系統(tǒng)主程序及定時(shí)中斷服務(wù)程序的流程圖。永磁同步電機(jī)矢量控制的主要控制策略如轉(zhuǎn)子初始位置檢測、速度采樣計(jì)算及PI調(diào)節(jié)、SVPWM查表實(shí)現(xiàn)方法等都在定時(shí)中斷服務(wù)程序中完成。最后在硬件平臺(tái)上,對(duì)軟件進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試,試驗(yàn)表明本矢量控制系統(tǒng)能夠有效滿足電梯門機(jī)的控制需求,從而證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。 在論文的最后,對(duì)全文的工作做了總結(jié),并提出了系統(tǒng)需要進(jìn)一步完善的地方。
標(biāo)簽: dsPIC 永磁同步電機(jī) 矢量控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-27
上傳用戶:HGH77P99
本課題的研究工作主要圍繞機(jī)床用永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)展開,所做的主要工作包括以下幾個(gè)部分: 首先,釹鐵硼永磁材料導(dǎo)電率較高、耐熱性能較差,當(dāng)電機(jī)氣隙磁場諧波含量較大時(shí),永磁體中就會(huì)感應(yīng)出渦流形成渦流損耗導(dǎo)致永磁體發(fā)熱。因此,有必要對(duì)轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)的渦流進(jìn)行計(jì)算和分析。本文分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)渦流產(chǎn)生的原因,建立渦流的數(shù)學(xué)模型并推導(dǎo)出永磁體渦流損耗的計(jì)算公式。用ANSOFT有限元軟件建立電動(dòng)機(jī)的物理模型進(jìn)行電磁場求解,結(jié)合路的計(jì)算公式算出永磁體的渦流損耗。 其次,運(yùn)行平穩(wěn)性是伺服電動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo),而轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的大小直接影響運(yùn)行平穩(wěn)性。本文分析了機(jī)床用永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生的原因,運(yùn)用轉(zhuǎn)矩波動(dòng)計(jì)算公式結(jié)合ANSOFT有限元軟件,計(jì)算比較相同功率、相同極數(shù)不同槽數(shù)時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)情況。通過比較計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)百分比的大小,選擇所設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的極槽配合,以提高機(jī)床用永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。 最后,完成機(jī)床用永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)尺寸以及電磁參數(shù)的選取,利用有限元軟件,分析計(jì)算氣隙長度變化對(duì)失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和永磁體用量的影響,以及永磁體寬度對(duì)氣隙磁密波形的影響,以此合理選擇氣隙長度和永磁體的寬度,使電動(dòng)機(jī)的性能更優(yōu)良。在上述研究的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)0.9kW,8極36槽的機(jī)床用永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)樣機(jī),并對(duì)其性能進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明,電機(jī)的性能指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期的要求,證明了電機(jī)設(shè)計(jì)過程理論分析計(jì)算的正確性。
標(biāo)簽: 交流伺服 電動(dòng)機(jī) 渦流損耗
上傳時(shí)間: 2013-06-13
上傳用戶:腳趾頭
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