永磁無刷直流電動機體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計算機及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動車電動機研發(fā)的熱點.可以預(yù)見,隨著永磁材料和電力電子器件的價格的進一步降低,以及無刷直流電機驅(qū)動的理論研究和實踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機及其控制系統(tǒng)將在很多場合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過大量的文獻資料閱讀,在對永磁無刷直流電機的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個整體了解的基礎(chǔ)上,針對復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機弱磁恒功率控制運行機理和難點;其次,對采用復(fù)合式永磁無刷直流電機本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運行,獲得了相關(guān)實驗數(shù)據(jù)和波形,驗證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計的正確性.
上傳時間: 2013-04-24
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研究了超級電容快速充電方法,分析了恒功率快速充電的原理,并通過比較恒電流和恒功率兩種方法,證明了恒功率充電更有利于實現(xiàn)快速充電。根據(jù)恒功率充電原理,制作了快速充電樣機。實驗表明該樣機電路穩(wěn)定,能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電要求,具有良好的實用前景。
上傳時間: 2013-11-17
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MPU-2型恒功率晶閘管中頻電源控制線路分析
上傳時間: 2013-10-25
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本文對永磁無刷直流電機恒功率弱磁研究進行了較為全面的從仿真到實驗、從理論到實踐的深入研究,同時對傳統(tǒng)面貼式永磁無刷直流電機和復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁無刷直流電機進行了詳盡地理論分析,系統(tǒng)地提出了關(guān)于復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機一套較為完善的理論.本文首先從BLDCM的導(dǎo)通規(guī)律和繞組結(jié)構(gòu)入手,真實模擬了傳統(tǒng)面貼式永磁無刷直流電機弱磁調(diào)速的物理過程,并獲得其在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率模式下的解析表達式.從而直觀的反映了BLDCM的弱磁機理,獲得了影響其恒功率速度范圍的關(guān)鍵參數(shù).借鑒復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在永磁同步電機恒功率弱磁中的成功運用,將這種結(jié)構(gòu)引入永磁無刷直流電機中,并完成了兩臺不同磁阻形式和功率、電壓等級的原型樣機的研制.針對原有d、q軸法的局限性,提出了真實模擬永磁無刷直流電機導(dǎo)電方式的場路結(jié)合法實現(xiàn)對永磁無刷直流電機的弱磁分析.在場路結(jié)合法分析的基礎(chǔ)上,提出了磁阻段提高恒功率速度范圍的真實原因,并進一步提出了采用永磁段、磁阻段雙d軸錯角以擴大轉(zhuǎn)速范圍的新思想,并在實踐中驗證了這種雙軸空間錯角技術(shù)的有效性.從而為復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁電機運行性能優(yōu)化提供了新的可供選擇的調(diào)節(jié)手段.
上傳時間: 2013-08-02
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM),分別進行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術(shù)研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調(diào)速控制方法及其性能特點的基礎(chǔ)上,分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進行了正弦波、方波驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建和控制電路設(shè)計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號,構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動系統(tǒng),其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統(tǒng)SPWM信號產(chǎn)生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。同時,采用專用PWM調(diào)制芯片和硬件邏輯器件構(gòu)成96VDC方波驅(qū)動系統(tǒng),采用寬范圍輸入電壓的開關(guān)電源實現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電,將直流電機系統(tǒng)常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)中,提高了大功率方波驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性,其原理樣機性能穩(wěn)定,負載電流可達30A。 兩種系統(tǒng)測試結(jié)果分析對比表明:相同結(jié)構(gòu)的稀土永磁無刷同步電動機,采用正弦波或方波驅(qū)動控制各有利弊。正弦波驅(qū)動采用變頻調(diào)速,電機運行平穩(wěn),利用弱磁調(diào)速,還可實現(xiàn)超高速恒功率運行,但易于失步;而方波驅(qū)動采用PWM調(diào)壓調(diào)速,電機則具有良好的控制特性,機械特性較硬,起動轉(zhuǎn)矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉(zhuǎn)矩脈動較大。 綜上所述,采用方波驅(qū)動更適合于兩輪電動車輛的運行特點,論文介紹的方波驅(qū)動系統(tǒng)在電動車輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽: 電動車輛 驅(qū)動控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),是繼矢量控制技術(shù)之后出現(xiàn)的又一種新的控制思想,其控制手段直接,系統(tǒng)響應(yīng)迅速,具有優(yōu)良的靜、動態(tài)特性,系統(tǒng)魯棒性好,因而受到了普遍關(guān)注并得到了迅速發(fā)展。 本論文從交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展開始,分析了異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理,推導(dǎo)了u-l、i-n兩種磁鏈模型,并對這兩種磁鏈模型的適應(yīng)范圍和特點進行了分析,然后推導(dǎo)了在全速范圍都適用的u-n模型。u-n模型的特點是:低速下工作于i-n模型,高速下工作于u-i模型,高低速之間自然過渡,加之引入電流調(diào)節(jié)器對電流觀測值進行補償,大大提高了模型的觀測精度。 然后以交流電力機車為例,介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用,并根據(jù)電力機車的牽引特性,設(shè)計了不同的控制策略: (1)低速區(qū):采用圓形磁鏈的直接轉(zhuǎn)矩控制; (2)高速區(qū):采用六邊形磁鏈的直接轉(zhuǎn)矩控制; (3)弱磁區(qū):通過改變磁鏈給定值來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩,實現(xiàn)恒功率調(diào)節(jié)。 同時應(yīng)用MATLAB/SIMULINK軟件建立了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型,并得出了仿真結(jié)果,驗證了該方法的正確性。 最后介紹了無速度傳感器的直接轉(zhuǎn)矩控制方法,推導(dǎo)了基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)理論的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的辨識方法,建立了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的辨識模型,并得到了仿真結(jié)果。
標(biāo)簽: 直接轉(zhuǎn)矩 控制技術(shù) 交流調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著綠色工程的實施,在照明領(lǐng)域,已將電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用到電氣照明中去,所以尋找綠色、高效、長壽命、光色好等優(yōu)點的照明設(shè)備已成為必然。高強度氣體放電燈(High-Intensity-Discharge)由于光效高而節(jié)能,已經(jīng)在照明領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器存在諸多缺點,故與之配套的HID燈電子鎮(zhèn)流器的開發(fā)成為研究的熱點,本文對基于數(shù)字控制的HID燈電子鎮(zhèn)流器進行了研究與設(shè)計。 本文第二章闡述了氣體放電的基礎(chǔ)知識和電光源的基本參數(shù)。比較了電子電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)缺點,針對HID燈對電子鎮(zhèn)流器的要求,介紹了電子鎮(zhèn)流器基本原理和發(fā)展趨勢。第三章對高強度氣體放電燈的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。首先是對電子鎮(zhèn)流器的拓撲結(jié)構(gòu)進行分析與比較,選定了傳統(tǒng)的三級結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,其次是對電子鎮(zhèn)流器的核心-逆變器的結(jié)構(gòu)進行了分析,選定了全橋逆變結(jié)構(gòu),再次是對HID燈的各種點火電路的結(jié)構(gòu)進行分析,本文選定了用單片機進行控制的點火的方式;最后是對燈的聲諧振進行了各種方式的比較與分析,給出通過數(shù)字調(diào)頻的方式來抑制聲諧振理論分析。第四章主要通過比較各種功率因數(shù)校正的優(yōu)缺點,并采取了基于boost結(jié)構(gòu)的臨界功率因數(shù)校正。第五章對HID燈啟動工作過程進行了分析,提出了三段線性控制的策略,給出了控制的理論分析;比較了間接和直接兩種控制恒功率的方法,選定間接控制方式。第六章主要對數(shù)字控制的250W金鹵燈的樣機的實現(xiàn)中的部分電路(保護、驅(qū)動、逆變)進行分析與設(shè)計并給出了部分電路圖和軟件設(shè)計的流程圖以及部分仿真與試驗波形。最后在第七章對試驗結(jié)果進行分析,對本文的設(shè)計進行小結(jié)以及對未來的展望。
標(biāo)簽: 氣體 電子鎮(zhèn)流器
上傳時間: 2013-07-16
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氙燈作為高強度氣體放電燈,其較好的顯色性,高光效等優(yōu)點大大超過傳統(tǒng)的鹵鎢燈,越來越受到市場的青睞,與其配套的電子鎮(zhèn)流器的研制也成了熱點。鑒于氙燈復(fù)雜的啟動特性,與模擬控制相比,數(shù)字控制因其較大的靈活性在此控制方面顯示了較大的優(yōu)勢。本文將以數(shù)字控制的汽車頭燈電子鎮(zhèn)流器為研究課題,對其一些關(guān)鍵的問題加以研究和探討。 論文的緒論部分將首先介紹汽車頭燈的發(fā)展歷史,接著對汽車頭燈電子鎮(zhèn)流器存在的難點問題做簡要的分析,指出目前其所處的現(xiàn)狀,并結(jié)合汽車頭燈未來發(fā)展趨勢談?wù)劚敬握n題的可行性和必要性。 第二章首先給出了目前氙燈電子鎮(zhèn)流器的基本電路結(jié)構(gòu),考慮到第一級直流升壓變流電路的重要性,較詳細討論了目前具備升壓功能的幾個典型電路的特點。鑒于氙燈較高的點火要求,對幾種典型的點火電路做了分析比較,最后討論了控制模式及其具體的控制方式。 第三章對汽車頭燈電子鎮(zhèn)流器進行了全面的設(shè)計。依據(jù)汽車頭燈電子鎮(zhèn)流器的主要技術(shù)指標(biāo),較詳細給出了主電路的設(shè)計過程,并還對其做了相應(yīng)的損耗分析及效率估計。接著介紹了單級電壓遞升式點火電路設(shè)計,模數(shù)控制方式的原理,及控制回路中典型控制電路的設(shè)計,最后通過實際樣機的制作,論證其設(shè)計的合理性。 第四章詳細分析了高強度氣體放電燈的啟動特性,并根據(jù)金鹵燈和氙燈各自啟動特點及相應(yīng)要求,分別提出了適合各自啟動要求的控制方法。此外,在大量文獻閱讀的基礎(chǔ)上,比較了當(dāng)前典型的恒功率控制方案。在這個基礎(chǔ)上,提出了基于數(shù)模混合控制的新型恒功率控制方案。最后通過實驗驗證了這些控制方法的可行性及正確性。
標(biāo)簽: 數(shù)字控制 汽車頭燈 電子鎮(zhèn)流器
上傳時間: 2013-07-09
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伺服與變頻:伺服與變頻的一個重要區(qū)別是: 變頻可以無編碼器,伺服則必須有編碼器,作電子換向用. 一、兩者的共同點: 交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù),在直流電機的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的,也就是說交流伺服電 機必然有變頻的這一環(huán)節(jié):變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電,然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率 和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動電,由于頻率可調(diào),所以交流電機的速度就可調(diào)了(n=60f/2p ,n轉(zhuǎn)速,f頻率, p極對數(shù)) 二、談?wù)勛冾l器: 簡單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機的速度,這時可以開環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定,這就是傳統(tǒng)意義上的V/F控制方式。現(xiàn)在很多的變頻已經(jīng)通過數(shù)學(xué) 模型的建立,將交流電機的定子磁場UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個電流的分量,現(xiàn)在大多數(shù)能進行力矩控制的著名品牌的變頻器都是采用這樣方 式控制力矩,UVW每相的輸出要加摩爾效應(yīng)的電流檢測裝置,采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負反饋的電流環(huán)的PID調(diào)節(jié);ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩 控制技術(shù),具體請查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機的速度也可控制電機的力矩,而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制,編碼器反饋也可加可不加,加的時候控制 精度和響應(yīng)特性要好很多。 三、談?wù)勊欧? 驅(qū)動器方面:伺服驅(qū)動器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下,在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán),速度環(huán)和位置 環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運算,在功能上也比傳統(tǒng)的伺服強大很多,主要的一點可以進行精確的位置控制。通過上位控制 器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置(當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動器里),驅(qū)動器內(nèi)部的算法和 更快更精確的計算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。 電機方面:伺服電機的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠遠高于變頻器驅(qū)動的交流電機 (一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機),也就是說當(dāng)驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時,伺服電機就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動作變 化,響應(yīng)特性和抗過載能力遠遠高于變頻器驅(qū)動的交流電機,電機方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號,而 是電機本身就反應(yīng)不了,所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時為了保護電機做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的,有些性能優(yōu)良的變頻器就 可以直接驅(qū)動伺服電機!!! 四、談?wù)劷涣麟姍C: 交流電機一般分為同步和異步電機 1、交流同步電機:就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成,所以轉(zhuǎn)動后,隨著電機的定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化,轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化,而且轉(zhuǎn)子速度=定子速度,所以稱"同步"。 2、交流異步電機:轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動后,定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,磁場切割定子的感應(yīng)線圈,轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,進而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場,感應(yīng) 磁場追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化,但轉(zhuǎn)子的磁場變化永遠小于定子的變化,一旦等于就沒有變化的磁場切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈,轉(zhuǎn)子線圈中也就沒有了感應(yīng)電流,轉(zhuǎn)子磁 場消失,轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。。。所以在交流異步電機里有個關(guān)鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。 3、對應(yīng)交流同步和異步電機變頻器就有相映的同步變頻器和異步變頻器,伺服電機也有交流同步伺服和交流異步伺服,當(dāng)然變頻器里交流異步變頻常見,伺服則交流同步伺服常見。
標(biāo)簽: 伺服
上傳時間: 2013-11-17
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電機驅(qū)動系統(tǒng)特性• 電機大小取決于輸出力矩(而不是功率)以及散熱能力• 就一給定電機而言,在不考慮散熱限制的前提下:– 電機的低速下最大力矩輸出取決于逆變器的電流能力– 高速下輸出力矩能力受制于逆變器的電壓– 最大輸出功率由逆變器的KVA決定• 評估一個電機驅(qū)動系統(tǒng)的指標(biāo):– 最大輸出力矩與轉(zhuǎn)速的曲線(外特性):– 恒功率調(diào)速范圍– 效率分布圖(Efficiency map)而非某一點最高效率– 電機輸出功率kW與逆變器KVA之比– 力矩密度(Nm/(A-T)/m3)
標(biāo)簽: 電動汽車 實踐 電機控制器 設(shè)計方法
上傳時間: 2013-10-24
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