近年來,隨著人們生活的改善,機動車輛得到迅速發展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴重污染,一些城市相繼制定法規限制摩托車和燃油助力車的使用來保護環境。于是發展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價格低廉的特點,成為比較理想的交通工具。開關磁阻電機的結構簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內高效運行、而且堅固耐用,適合于在惡劣條件下應用等特點決定了其非常適合于車輛負載。 本文主要研究四相8/6極開關磁阻電機傳動系統在兩輪電動車中的應用,設計了以AVR單片機為主控芯片的電動車控制器。1.根據開關磁阻電機的結構和工作原理,建立了SR 電機的數學模型,分析并確定了開關磁阻電機的位置信號檢測方法,制定了該系統使用的控制策略:采用轉速外環、電流內環的雙閉環控制,通過AVR單片機片內定時器/計時器T/C2輸出的PWM斬波調壓間接地調節電流以控制電機的轉速。2.以AVR單片機為核心,設計了開關磁阻電機控制系統的各硬件電路,主要有電源轉換電路和電壓采樣電路、系統功率電路及MOSFET驅動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護電路。3.在硬件電路的基礎上設計了系統的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護、欠壓保護和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發的系統進行了調試,通過實驗得到的速度電流波形證實了該控制器的可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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異步起動永磁同步電動機有別于調速永磁同步電動機,轉子上設有起動繞組,具有在某一頻率和電壓下的自行起動能力,同傳統的三相感應電動機相比,具有在寬負載范圍內效率高、功率因數高的優點,符合國家“節能環保”的指導方向,有廣泛的應用前景。 這種電機自問世以來,就受到普遍關注與重視,經過二十幾年的研究與發展,三相異步起動永磁同步電動機的設計技術逐漸成熟,并且已經開始被用于某些工業場合,但由于轉子磁路結構相對復雜,電動機的優化設計方法尚不完善,因而一直以來未得到大范圍內的推廣和應用。 本課題以此為切入點,以小功率三相異步起動永磁同步電動機的批量生產為目標,本著轉子結構盡可能簡單、加工工藝盡可能簡化、同時電機性能盡可能提高的原則,對異步起動永磁同步電動機的優化設計方法進行研究。在研究過程中,作者應用Maxwell、Magneforce和Magnet等電機設計仿真軟件,系統分析了永磁體的嵌放深度、定轉子的齒槽配合、以及定轉子的磁路飽和等問題對電機性能的影響,最終設計并制成一臺容量為1.1kW的四極徑向磁路式異步起動永磁同步電動機,樣機的性能測試實驗結果與仿真所得結果吻合,成本預算與各方面性能指標均滿足設計需求。 在樣機制成后,作者進一步對樣機的設計進行了優化,實驗結果證明所設計異步起動永磁同步電動機完全可以替代同規格的1.1kW,Y90S-4感應電動機。
上傳時間: 2013-07-31
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本文系統地論述了應用單片機開發步進電動機二維運動控制器的方法。該二維運動控制器的樣品已經研制出來,經過實際運行測試,達到了設計要求,既能實現兩軸獨立運動控制,又能靈活方便地進行聯動控制。由于控制軟件對步進電動機采用了適當的自動調速方案,使得電機在運動過程中沒有失步現象,運行平穩,定位精度高,重復定位性好。 本文所完成的主要工作有:(1)步進電動機驅動電路的研究。(2)系統控制方案設計。(3)硬件系統設計。單片機的選擇、串行通信等電路設計。(4)軟件系統設計。該控制器重點在于步進電動機的驅動電路硬件與控制軟件的設計,以及上下位機串口通信的實現。本設計的控制環節由AT89S52單片機和環形分配器PMM8713構成,單片機采用RS-485標準的串口通信與上位機進行通信,利用PMM8713產生步進電動機運行和正反轉的控制信號。驅動環節采用UC3842實現恒流驅動,給出特定的脈沖驅動信號,驅動功率管進行開通和關斷,使步進電動機按照規定的軌跡和速度運行。軟件部分由上位機軟件和下位機軟件共同組成。上位機軟件用Visual Basic編制,界面友好,下位機軟件用單片機匯編語言編制。上位機輸入的指令經編譯生成相應的目標代碼并通過計算機串口發送到下位機中。下位機的功能:一是接收來自上位機的數據和命令;二是根據上位機發送的命令執行相應的動作;三是向上位機發送有關提示信息。 該控制系統在設計方面具有如下特點: 1.采用內部時鐘方式產生步進電動機的驅動脈沖,而沒有采用高速脈沖發生器等外部方式,用軟件來實現,從而降低硬件成本。 2.硬件設計方面,盡可能地選擇了標準化、模塊化的電路,從而提高了設計的成功率和結構的靈活性。 3.盡可能選用了功能強、集成度高、通用性好、市場貨源充足的電路或芯片。 控制器硬件結構簡單,成本低廉,控制可靠,功能強大,使用方便,因而具有十分廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-05-16
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勵磁控制系統是同步發電機的重要組成部分,它的特性好壞直接影響電機及電力系統運行的可靠性和穩定性。 基于此,利用仿真的方式對勵磁控制系統進行了研究并給出了相關結論,同時提出了一些新的控制算法,并建立了一個勵磁控制系統仿真平臺。 首先,從同步電機和勵磁系統的模型入手,根據研究需要修改了同步電機的仿真模型,詳細地介紹了檢測單元、控制單元和勵磁系統主回路模型,在總結普通PID調節方式不足的基礎上提出了一種性能優越的非線性PID控制方式。 其次,分別在有刷和無刷勵磁系統下,對普通PID、非線性PID和模糊自適應PID三種控制方式在階躍響應和突變負載的情況下進行仿真,對輸出的機端電壓進行分析并得出相關結論。 除了對通用的勵磁控制算法進行仿真分析外,提出了一種基于同步電機本身的勵磁控制算法,這種控制方式是對勵磁電流進行閉環控制,并輔以非線性的PID控制進行進行精度調節。針對這種方式,提出了兩種實現方案。同樣在有刷和無刷勵磁系統下進行階躍響應和突變負載的仿真分析研究。仿真測試表明,這種控制算法在控制的快速性和穩定性方面優于通用的控制方式。 最后,鑒于勵磁控制系統仿真的重復性及操作的繁瑣性,建立了一種基于MATLAB GUI的勵磁控制仿真平臺,借助此平臺對SIMULINK模型操作,可以方便地實現對參數的設置與修改、模型的查看和修正、仿真的顯示及相關的輔助操作等等,可以極大地簡化仿真的操作過程,提高仿真的效率。另外,此平臺的實現也為其它系統類型仿真界面的建立提供了重要的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著變電站自動化、通信和微電子等技術的快速發展,在變電站自動化系統領域出現了大量基于微處理器/控制器的智能電子設備,變電站自動化的水平在不斷提高,系統集成成為趨勢。在這一發展過程中,互操作性差已經開始成為“瓶頸”問題,即不同廠商或同一廠商在不同時期的智能電子設備采用的網絡和通信協議可能不相同,使得智能電子設備之間需要協議轉換才能集成到一個變電站系統,從而增加了系統的成本和復雜性,影響了系統的實時性和可靠性。為了解決這個問題并適應將來快速更新的計算機和通信技術,國際電工委員會于2005年正式頒布了關于變電站自動化網絡通信的國際標準IEC61850。本文圍繞基于IEC61850的變電站網絡通信和符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的實現展開研究,分為IEC61850標準的體系分析和具體模型的構建、基于IEC61850的通信網絡的特征及規劃、變電站通信網絡數據流建模及網絡通信性能仿真、符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的設計幾部分。 IEC61850是一套完備的、面向未來的變電站通信網絡與系統標準,本文首先介紹了其制定背景、結構體系和主要內容,分析了信息模型的內涵、技術特征和建模方法,并針對變電站中最為重要的兩類模型--采樣值報文傳輸模型和通用變電站事件傳輸模型進行了具體的模型構建和通信映射。 實現IEC61850通信的物理承載是以太網,本文首先通過對以太網的技術特征進行分析,得出其通信特性,然后研究和分析了變電站通信網絡對環境、規模、安全性、可靠性和實時性等要求,其中對網絡傳輸延時的特性進行了深入研究。在上述分析的基礎上,對變電站通信網絡進行了規劃和構建,提出了使用適用的網絡拓撲、報文加入優先級標簽、采用基于多VLAN的節點分布規劃和網絡冗余等提高實時性和可靠性的改進措施。 區別于傳統的以太網通信,變電站通信網絡中存在多種數據流,是要進行特殊處理的。本文首先對基于IEC61850的變電站通信網絡的數據流進行分析并劃分類別,根據其特性建立了數學模型。然后歸納了網絡模擬的一些技術和方法,并通過基于NS-2的網絡模擬技術對變電站通信網絡的性能進行了動態模擬,得出了相關的網絡性能指標。模擬結果證明了使用交換式以太網、報文引入優先級標簽和采用基于多VLAN的節點分布規劃等提高實時性措施的正確性,有利于變電站的網絡規劃和建設以及智能電子設備通信裝置的設計。 從現代電力系統的信號源開始,首先分析了電子式互感器數字接口的要求并建立數學模型,然后采用模塊化的思想設計出相應的具體軟/硬件,實現了基于IEC61850的電子式互感器數字接口的通信裝置樣機。在此基礎上將此裝置經過擴展和修改用于其他的智能電子設備的網絡通信,使其具有廣泛使用性和兼容性。最后設計了試驗環境,通過測試驗證了該樣機的通信性能滿足要求并具有較高的可靠性。
上傳時間: 2013-07-08
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隨著電力電子裝置的廣泛應用,人們對電能變換的控制能力日益提高.但這些非線性裝置所產生的無功和諧波污染也給電網帶來越來越嚴重的危害.研究有源電力濾波器以補償電力電子裝置所引起的無功和諧波污染已成為電力電子應用技術中的一個重大研究課題. 本文主要研究一種基于DSP控制的運用于高壓電力系統的新型大容量補償裝置,它結合了有源濾波器(APF)和靜止無功補償發生器(SVG),的優點,在抑制電網諧波的同時進行無功補償. 傳統補償裝置主要采用模擬控制.但模擬控制存在電路復雜、控制性能差、易受環境干擾等缺點.本文提出以TI公司TMS320LF2407高速處理器為核心的數字控制系統.更重要的是,該補償裝置使用的電抗和電容元件比傳統SVC中的電抗器和電容元件小.大大縮小了裝置的體積和成本. 另外,由于補償裝置中IGBT模塊的額定工作電壓的限制,若要將其運用于高壓系統需要連接特殊的升壓變壓器,成本較高.如果能夠借助一些輔助的外電路解決功率器件串聯工作時的均壓問題,那么就可以省去升壓變壓器的投資,降低了成本.這也是本文的一個研究方向. 本文首先回顧了電力系統有源濾波和無功補償的發展情況,然后闡述了有源濾波和無功補償的工作原理和關鍵技術.在此基礎上,討論了電力系統有源濾波和無功補償裝置的硬件設計及軟件開發.最后,使用Matlab對系統進行了仿真并進行了實驗驗證.
上傳時間: 2013-07-09
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矢量控制作為一種先進的控制策略,是在電機統一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。它是以交流電動機的雙軸理論為依據,將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量:一個分量與轉子磁鏈矢量重合,稱為勵磁電流分量;另一個分量與轉子磁鏈矢量垂直,稱為轉矩電流分量。通過控制定子電流矢量在旋轉坐標系的位置及大小,即可控制勵磁電流分量和轉矩電流分量的大小,實現像直流電動機那樣對磁場和轉矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA為控制核心的矢量控制變頻調速系統。 分析了脈寬調制和矢量控制的原理與實現方法,從而建立了異步電動機的數學模型。對于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推導了三相坐標系、兩相靜止與旋轉坐標系下的電機基本方程和矢量控制基本公式。同時在進行相應的坐標變換以后,得到了間接磁場定向型變頻調速系統的矢量控制圖,并結合TMS320LF2407ADSP完成了具體的實現方法,根據矢量控制的基本原理,設計了一種基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系統。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA為控制器,兩者之間通過雙口RAMIDT7130完成數據的交換,并能在一方失控時另一方立即產生SVPWM波形。同時完成無線遙控、速度給定、數據顯示以及電流、速度檢測和保護等功能,也對變頻調速系統的主電路、電源電路、FPGA配置電路、無線遙控電路、LCD顯示電路、保護電路、電流和轉速檢測電路作了簡單的介紹。在軟件方面,給出了基于DSP的矢量控制系統軟件流程圖,并用C語言進行了編程。用硬件描述語言Verilog對FPGA進行了編程,并給出了相關的仿真波形。MATLAB仿真結果表明,本文研究的調速系統的矢量控制算法是成功的,并實現了對電機的高性能控制。
上傳時間: 2013-07-09
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變電站自動化系統在我國應用發展十多年來,為保障電網安全經濟運行發揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜,自動化功能獨立、堆砌,缺少集成應用和協同操作,數據缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數字化水平不高、缺乏能夠完備實現信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業發展和市場化改革的深入對供電質量和電網安全經濟運行的要求不斷提高,作為輸配電系統的信息源和執行終端,變電站數字化、信息化的要求越發迫切,數字化變電站成為變電站自動化系統的發展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關等智能化一次設備的誕生使建設數字化變電站成為可能,高速、可靠和開放的通信網絡以及完備的通信系統標準是數字化變電站實現的保障,特別是最新頒布的變電站通信網絡與系統的國際標準-IEC 61850為建設數字化變電站提供了全面規范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡為研究對象,結合新架構的全網絡化數字保護平臺與試驗系統研制的具體實踐,展開專門研究,主要內容包括: ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數字化變電站的內在關聯。 ②總結了IEC 61850的內涵,通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協議,更多意味的是變電站自動化系統的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術特征,包括功能分層的變電站、面向對象的信息模型、功能與通信的解耦、變電站配置語言和面向對象的數據自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例,對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統和設備兩個層面總結了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構建方法,即如何讓設備的實際功能、運行機制和數據能夠準確和完備的實現設備對應信息模型的所有細節。IEC 61850沒有對實現標準的具體方法作出規定,這給各廠商在技術實現上留出了足夠的自由發揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態”層面上實踐IEC 61850,而不顧及IEC 61850的內涵和應用價值,則可能無法實現IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮,在提出3種可能的構建方案的基礎上,經過分析從中選擇出作者認為最優的方案,并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡(CNDS)的研究①在分析以太網介質訪問控制方法的基礎上,針對標準以太網存在延時不確定的問題,總結了提高以太網實時性能的主要措施,并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特別是與同樣基于以太網的一般局域網的區別,針對CNDS在網絡可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網和全站惟一網絡2種組網方案。通過分析各自的特點與實現難度,指出過程子網目前較易實現,而全站惟一網絡將憑借信息高度共享等優勢成為CNDS的最終形態。闡述了VLAN、由交換機實現網絡冗余等組網技術在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現方法。 ④歸納了CNDS數據流的類型和到達時間規律:建立了簡單數據流模型為表征數據流、研究數據流業務特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP協議及其運行機制,提出了TcP應用于CNDS的優化方法。 ⑤利用OPNET網絡仿真技術,建立了EMAC和TCP/IP仿真節點模型,對以太網、TCP和交換式以太網的基本特征等進行了仿真研究;依據CNDS實際承載的功能,建立了過程子網和站級網絡的動態仿真模型,圍繞網絡延時和端到端延時等網絡性能指標,對不同組網方式和應用功能下的網絡性能進行了考察,得出了具有普遍適用性的結論和建議,為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的設計與實現①闡述了一種新架構的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的軟硬設計和實現方法。提出了適用于數字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例,建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎,在平臺內部實現了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息,即實現了遵循IEC 61850的過程層通信,為平臺接入IEC 61850系統和數字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗,驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性,為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據。
上傳時間: 2013-05-28
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能源和環境的雙重壓力、電子技術與控制理論的飛速發展使得柴油機控制能夠采用電子控制技術,并成為柴油機控制的研究熱點。本文針對我國內燃機車牽引用的柴油機(12V240ZJ6E),主要研究其電控單體泵的電子控制技術。實現了電控單體泵在實驗臺上的電子控制,為最終降低內燃機車柴油機在輕載工況下的燃油消耗率并改善其排放打下基礎。在以下三方面展開研究工作: 首先,根據柴油機的燃油噴射原理,深入研究高壓燃油在泵-管-嘴系統中的傳遞規律,分析燃油噴射系統的各種電子控制方式,結合我國內燃機車柴油機改造的現狀并參考國內外應用實例,確定采用“電控單體泵系統”方案。針對性地分析電控單體泵的特性,總結出電控單體泵的控制規律。 其次,設計電控單體泵的高速大流量電磁閥驅動模塊,其性能直接影響電磁閥的響應特性。通過計算和試驗對比的方法獲得不同驅動電壓、不同續流回路情況時的動態響應,找出最優電路參數和控制參數。用于多缸柴油機的驅動模塊可以修正各單體泵噴油特性的差異。 第三,設計凸輪軸轉速的測量模塊。采集安裝于凸輪軸上的測速齒輪的脈沖信號,計算凸輪軸的瞬時轉速和相位,并對瞬時轉速進行預測,為查找脈譜表以確定噴油定時和噴油量奠定基礎。凸輪軸轉速的預測方法為“相鄰區間+自適應參數修正”。 最后,設計控制電路,以數字信號處理器為主控芯片。在數字信號處理器中完成柴油機的轉速測量和電磁閥驅動脈沖生成。由于內燃機車上的電磁環境比較惡劣,采用了抗干擾措施。 通過上述工作,掌握了電控單體泵系統的基本特性,完成了電子控制單元主要電路的設計,并實現凸輪軸的測速和電磁閥的控制。電子控制單元在電控單體泵試驗臺上進行了試驗。結果表明,測速準確、電磁閥驅動及其控制方式合理,為后續工作打下良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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高速電機由于轉速高、體積小、功率密度高,在渦輪發電機、渦輪增壓器、高速加工中心、飛輪儲能、電動工具、空氣壓縮機、分子泵等許多領域得到了廣泛的應用。永磁無刷直流電機由于效率高、氣隙大、轉子結構簡單,因此特別適合高速運行。高速永磁無刷直流電機是目前國內外研究的熱點,其主要問題在于:(1)轉子機械強度和轉子動力學;(2)轉子損耗和溫升。本文針對高速永磁無刷直流電機主要問題之一的轉子渦流損耗進行了深入分析。轉子渦流損耗是由定子電流的時間和空間諧波以及定子槽開口引起的氣隙磁導變化所產生的。首先通過優化定子結構、槽開口和氣隙長度的大小來降低電流空間諧波和氣隙磁導變化所產生的轉子渦流損耗;通過合理地增加繞組電感以及采用銅屏蔽環的方法來減小電流時間諧波引起的轉子渦流損耗。其次對轉子充磁方式和轉子動力學進行了分析。最后制作了高速永磁無刷直流電機樣機和控制系統,進行了空載和負載實驗研究。論文主要工作包括: 一、采用解析計算和有限元仿真的方法研究了不同的定子結構、槽開口大小、以及氣隙長度對高速永磁無刷直流電機轉子渦流損耗的影響。對于2極3槽集中繞組、2極6槽分布疊繞組和2極6槽集中繞組的三臺電機的定子結構進行了對比,利用傅里葉變換,得到了分布于定子槽開口處的等效電流片的空間諧波分量,然后采用計及轉子集膚深度和渦流磁場影響的解析模型計算了轉子渦流損耗,通過有限元仿真對解析計算結果加以驗證。結果表明:3槽集中繞組結構的電機中含有2次、4次等偶數次空間諧波分量,該諧波分量在轉子中產生大量的渦流損耗。采用有限元仿真的方法研究了槽開口和氣隙長度對轉子渦流損耗的影響,在空載和負載狀態下的研究結果均表明:隨著槽開口的增加或者氣隙長度的減小,轉子損耗隨之增加。因此從減小高速永磁無刷電機轉子渦流損耗的角度考慮,2極6槽的定子結構優于2極3槽結構。 二、高速永磁無刷直流電機額定運行時的電流波形中含有大量的時間諧波分量,其中5次和7次時間諧波分量合成的電樞磁場以6倍轉子角速度相對轉子旋轉,11次和13次時間諧波分量合成的電樞磁場以12倍轉子角速度相對轉子旋轉,這些諧波分量與轉子異步,在轉子保護環、永磁體和轉軸中產生大量的渦流損耗,是轉子渦流損耗的主要部分。首先研究了永磁體分塊對轉子渦流損耗的影響,分析表明:永磁體的分塊數和透入深度有關,對于本文設計的高速永磁無刷直流電機,當永磁體分塊數大于12時,永磁體分塊才能有效地減小永磁體中的渦流損耗;反之,永磁體分塊會使永磁體中的渦流損耗增加。為了提高轉子的機械強度,在永磁體表面通常包裹一層高強度的非磁性材料如鈦合金或者碳素纖維等。分析了不同電導率的包裹材料對轉子渦流損耗的影響。然后利用渦流磁場的屏蔽作用,在轉子保護環和永磁體之間增加一層電導率高的銅環。有限元分析表明:盡管銅環中會產生渦流損耗,但正是由于銅環良好的導電性,其產生的渦流磁場抵消了氣隙磁場的諧波分量,使永磁體、轉軸以及保護環中的損耗顯著下降,整體上降低了轉子渦流損耗。分析了不同的銅環厚度對轉子渦流損耗的影響,研究表明轉子各部分的渦流損耗隨著銅屏蔽環厚度的增加而減小,當銅環的厚度達到6次時間諧波的透入深度時,轉子損耗減小到最小。 三、對于給定的電機尺寸,設計了兩臺電感值不同的高速永磁無刷直流電機,通過研究表明:電感越大,電流變化越平緩,電流的諧波分量越低,轉子渦流損耗越小,因此通過合理地增加繞組電感能有效的降低轉子渦流損耗。 四、研究了高速永磁無刷直流電機的電磁設計和轉子動力學問題。對比分析了平行充磁和徑向充磁對高速永磁無刷直流電機性能的影響,結果表明:平行充磁優于徑向充磁。設計并制作了兩種不同結構的轉子:單端式軸承支撐結構和兩端式軸承支撐結構。對兩種結構進行了轉子動力學分析,實驗研究表明:由于轉子設計不合理,單端式軸承支撐結構的轉子轉速達到40,000rpm以上時,保護環和定子齒部發生了摩擦,破壞了轉子動平衡,導致電機運行失敗,而兩端式軸承支撐結構的轉子成功運行到100,000rpm以上。 五、最后制作了平行充磁的高速永磁無刷直流電機樣機和控制系統,進行了空載和負載實驗研究。對比研究了PWM電流調制和銅屏蔽環對轉子損耗的影響,研究表明:銅屏蔽環能有效的降低轉子渦流損耗,使轉子損耗減小到不加銅屏蔽環時的1/2;斬波控制會引入高頻電流諧波分量,使得轉子渦流損耗增加。通過計算繞組反電勢系數的方法,得到了不同控制方式下帶銅屏蔽環和不帶銅屏蔽環轉子永磁體溫度。采用簡化的暫態溫度場有限元模型分析了轉子溫升,有限元分析和實驗計算結果基本吻合,驗證了銅屏蔽環的有效性。
上傳時間: 2013-05-18
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