TMS320C54x的回波抑制軟件
上傳時間: 2013-07-07
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開關磁阻電機(SR電機)驅動系統(SRD)是一種先進的機電一體化裝置,但是其較大的振動噪聲和轉矩脈動問題制約了SRD的廣泛應用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內容有:由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機噪聲的主要根源,因此徑向力的分析和計算是研究SR電機振動噪聲的基礎。本文利用磁通管法推導出徑向力的解析表達式,定性分析了徑向力與電機結構參數等之間的關系。根據虛位移原理,推導出基于矢量磁勢的電磁力計算公式。該計算方法求解電磁力時只需進行一次磁場計算,不但減小了計算量,同時計算精度較傳統虛位移法高。利用這一計算方法,求出了實驗樣機的轉矩及徑向力的精確數值解。針對在SRD性能仿真時,傳統的非線性插值不但耗時,而且對有限元計算數據量要求高的問題,本文利用人工神經網絡強大的非線性模型辨識能力,成功進行了SR電機磁鏈反演和轉矩計算的模型訓練,最后建立了基于人工神經網絡的SR電機精確解析數學模型。因為SR電機本體結構形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機主要尺寸的確定;接著從對稱性、力波階數等角度研究了SR電機相數及繞組連接方式、極數、并聯支路數的選擇問題。并對一些常用的降低電機機械噪聲的措施和方法進行了綜述。系統振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統的運動方程出發,導出了從激振力到振動加速度的傳遞函數和系統的自由振動解;然后利用機電類比法得出了SR電機定子系統的固有頻率以及振動振幅的解析解,定性分析了影響振動振幅的各種因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通過建立不同的散熱筋結構形式、高度、根數以及形狀的SR電機三維有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結構是高度高、根數多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機三維有限元模型,分析得出了加強繞組剛度可以提高系統低階固有頻率的結論。通過比較實驗樣機的模態分析結果和運行實驗結果,證實了模態分析的有效性。仿真是計算SRD系統性能和預估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統的非線性動態仿真模型的基礎上,對SRD系統進行了穩態性能仿真、動態性能仿真以及負載突變仿真。接著利用穩態性能仿真,綜合考慮最大平均轉矩和效率這兩個優化目標,對SR電機的開關角進行了優化。最后結合由磁場有限元計算得到的徑向力數據表和穩態性能仿真,通過非線性插值得到徑向力的波形,然后對徑向力波形進行了頻譜分析,從而找到其主要的諧波分量。在電機設計階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機減振降噪是必不可少的。本文理論推導出三步換相法的時間參數取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻的結論在阻尼比較小時有更好的減振效果。針對SR電機運行中可能出現多個模態振形被激發出來的情況,利用數值優化法對三步換相法的時間參數進行了優化,使得減振效果整體最佳,所提的數值優化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉矩控制的基礎上,針對其不足之處,提出了轉矩定頻控制取代內滯環的方法、開始重疊區域的轉矩控制方法、最佳開關角度二次優化法和時間參數優化的三步換相法等新的控制方案。動態仿真證明這些方案是切實有效的,達到了預期效果。最后在直接瞬時轉矩控制的每一次轉矩斬波都使用三步換相法,和在相關斷時刻根據實際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機振動噪聲,并提出了考慮減振要求的開關頻率設計方法,最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略。設計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據控制策略要求,選用了不對稱半橋功率電路拓撲結構;出于降低成本以及提高可靠性考慮,采用了MOSFET雙路并聯電路方案。在控制軟件中實現了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進行了靜態轉矩的測量實驗,對比轉矩測量值與轉矩有限元計算值,驗證了磁場有限元計算的有效性。然后對實驗樣機進行了空載與負載、電流控制與轉矩控制、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比運行實驗,對比各種實驗結果,充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔了國家十·五863計劃電動汽車重大專項:“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及其控制系統”(2001AA501421)。本文的研究是在該項目的資助下完成,并且本文關于電機本體結構形式、散熱筋結構和機械降噪措施等的結論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。
上傳時間: 2013-07-05
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在永磁無刷直流電機中,即使電樞繞組不通電,由于水磁體產生的磁場同定子鐵芯的齒槽相互作用而產生轉矩,即齒槽定位力矩。定位力矩使電機輸出轉矩波動,產生振動和噪聲。影響齒槽轉矩的因素很多,如齒槽的數量、齒槽形狀、斜槽角度、磁鋼的極弧系數以及輔助凹槽等等,因此,準確計算定位力矩較為復雜。本文利用麥克斯韋張量法來分析定位力矩,為電機設計提供理論參考。文中闡述了齒槽力矩產生機理,綜述了抑制齒槽轉矩的方法,探討了抑制齒槽轉矩的發展趨勢。 本文以永磁無刷直流電機為對象,利用Ansoft有限元仿真軟件,通過有限元分析對改變槽口寬度、定子斜槽、改變極弧系數和定子沖片增加輔助凹槽對定位力矩的影響進行了研究。深入分析了沖片輔助凹槽對抑制永磁無刷直流電機定位力矩的作用,因為沖片面加輔助凹槽的方法,生產中便于加工,對電機性能影響很小。結果表明,同一沖片上在對稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果,而以沖片中心線對稱地加兩個輔助凹槽時,輔助凹槽角度不同作用不同。對不同沖片,適合的輔助凹槽角度也是不同的。 最后對這幾種抑制定位力矩的方法進行優化組合,找出了一個最優的抑制永磁無刷直流電機定位力矩的方案。
上傳時間: 2013-06-18
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滾筒式洗衣機在其工作運轉,尤其是其脫水甩干時的振動,一直是個突出的問題。滾筒洗衣機在運行過程中由于衣物的不平衡分布,會使滾筒受到變載荷與變方向偏心力激勵的作用并引起激烈的振動,使得整機的振動不僅產生很大的噪音,而且對洗衣機機械與電器部件的壽命產生影響。因為傳統機械減振方法存在通用性方面的限制,近年來隨著技術的發展,從機電一體化系統的角度出發,綜合運用機械、電子、電機等方面的技術,提高洗衣機的振動控制效果已成為趨勢。 本文從課題要求和實際應用出發,在與日本松下公司合作的基礎上,針對National NA—V82型號滾筒洗衣機,以電力電子用數字控制開發系統MyWay PE—Expert作為控制系統,構建了滾筒洗衣機驅動系統平臺,并開發了一種新型的低振動的滾筒洗衣機驅動控制方法。本文的結構和主要研究內容如下: 第一章簡單介紹了滾筒洗衣機的發展現狀,通過對課題的背景介紹,闡述了課題的實際意義。其后詳細介紹了傳統的機械減振手段以及新型的通過電機控制技術實現的減振方法。通過對兩者的分析比較,提出了本文的主要工作及方案。 第二章介紹了驅動系統主要硬件組成及各部分之間的連接,給出了驅動系統的詳細連接圖。同時給出了基于矢量控制的驅動系統基本控制方法的原理和說明。最后還介紹了振動測量設備并確定其使用方案。 第三章研究了振動產生的機理,對振動規律進行分析。提出了基于加速度傳感器的偏心負載位置以及質量的實時測定方法。并通過仿真和實驗分析,研究了脈動轉矩對電機振動的影響。最后在此基礎之上,提出了基于脈動轉矩的低振動的滾筒洗衣機驅動系統控制方法:分段線性化振動抑制法以及自振動抑制法。 第四章通過實驗研究,確定低振動驅動控制方法所需要的相關參數。并驗證了偏心負載位置以及質量實時測定方法的精度和基于脈動轉矩的低振動的滾筒洗衣機驅動系統控制方法的效果。 第五章總結了研究的主要工作,并對未來的工作方向進行了研究和討論。
上傳時間: 2013-04-24
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現代軋鋼機的機組容量日益增大,其有功、無功負荷變動異常劇烈。由于大部分設備供電多半采用晶閘管整流裝置,使電網中諧波增大,功率因數降低,出現較大的電壓波動。因此研究軋鋼廠供電系統電能質量的基本內容—無功補償與諧波抑制,對提高企業供電可靠性、降低損耗、提高用電設備出力等具有重要意義。由于通用的電力分析軟件不具備設計功能,因此有必要開發一套無功補償裝置設計和電能質量分析的專業軟件。 該文詳細分析了軋鋼供電系統各個諧波源產生的諧波特點和功率因數特點,研究了廣泛應用于軋鋼供電系統的TCR+FC型靜止無功補償裝置的補償特性和結構特點。以此為理論基礎,從軟件工程的角度,開發了一套動態補償仿真軟件,其中包括人機交互界面、電力模型和運算模型等。人機交互界面是用戶與軟件的接口,而電力模型和運算模型是內置在軟件內,對用戶不可見。用戶在界面上輸入系統參數,通過界面調用運算模型可以自動地設計TCR+FC型靜止無功補償裝置的各濾波支路和TCR支路的電路參數,除此之外,通過界面調用電力模型,用戶可以從界面上讀取該系統補償前后的電能質量。 因此,該軟件既是一個設計軟件,又是分析軟件,不僅能設計靜止無功補償裝置的各支路具體電路參數,為實際軋鋼系統的靜止無功補償裝置的設計提供理論參考,還能對系統投入SVC前后的電能質量的變化做出詳細的對比分析。 最后,以科學研究領域廣泛應用的PSCAD/EMTDC軟件為測試工具,在其中建立相應的電力模型。通過比較在兩個軟件中仿真得到的軋鋼機負載曲線、電壓電流波形、電壓波動、諧波、功率因數等,證實了該動態軟件的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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石油鉆采設備通常工作于公共電網所不及的沙漠、海洋和陸地等環境場合,其中的電站子系統由數臺柴油發電機組及其相應的控制系統構成,為石油鉆機提供動力電源(小電網供電系統)。石油鉆機中的鉆井設備(絞車、泥漿泵和轉盤等)由大功率的交流或直流電動機驅動,根據鉆井工藝需要調節轉速和控制轉矩,因此,通常采用VFD變頻調速系統或SCR直流調速系統來滿足鉆井工藝要求。眾所周知,電力電子裝置(VFD變頻傳動系統和SCR直流傳動系統)對電力系統帶來諧波污染,尤其是對柴油發電機組小電網系統,諧波污染的問題將更為嚴重,而且SCR電驅動系統的功率因數較低,也給小電網系統帶來額外負擔,影響供電質量。因此,對石油鉆機電驅動系統進行諧波抑制和提高功率因數,顯得尤為重要。本論文正是針對此問題進行的研究和實踐。 本文對石油鉆機電驅動系統的構成及其工作原理作了介紹,重點分析了SCR和VFD電驅動系統諧波和無功功率產生的原因及危害,結合國內外的研究成果,提出對石油鉆機電驅動系統進行諧波抑制和無功補償的方案,并將其應用到實際的工程項目中。 石油鉆機電驅動系統為典型的多諧波源系統,本文對各個諧波源進行了詳細地分析,并且將多個諧波源進行了合成疊加和計算,來確定對電網系統總的影響(電壓畸變率);針對SCR和VFD電驅動系統的結構和特點,提出了對SCR和VFD系統進行諧波抑制和無功功率補償的不同解決方案,即:對SCR電驅動系統,采用有源濾波器+動態無功功率補償的辦法,來消除諧波和改善功率因數;而對VFD電驅動系統,采用有源濾波器來消除諧波即可。 對石油鉆機SCR和VFD電驅動系統諧波進行的分析和計算,為兩系統諧波抑制的方案選型和系統優化提供了設計依據。本文選用適合于柴油發電機組小電網供電系統的有源濾波器(額定電壓為690V)來濾除諧波,在系統結構上,采用一個諧波源配置一個有源濾波器的方法,主要解決了CT和PT連接的問題,實踐證明系統配置合理,濾波效果良好。同時對SCR電驅動系統設計了動態無功補償裝置,通過實測數據驗證了本文對SCR電驅動系統的無功進行了有效地補償。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展,開關電源的小型化、高頻化成為趨勢,其中各個部分工作時的電磁干擾問題也越來越嚴重,因此開關電源的電磁兼容性也越來越引起人們的重視。目前,軟開關技術因其能減少開關損耗和提高效率,在開關電源中應用越來越廣泛。本文的主要目的是針對開關電源中的電磁干擾進行分析,研究軟開關技術對電磁干擾的影響,并且提出一種抑制共模干擾的濾波方法。 本文首先介紹了電磁兼容的定義、開關電源EMI的特點,論述了開關電源中EMI的研究現狀。從電磁干擾的三要素出發,介紹了開關電源中電磁干擾的干擾源和干擾的耦合通路。分析了電感、電容、高頻變壓器等器件的高頻特性,并介紹了線性阻抗穩定系統(LISN)的定義和作用。在了解了軟開關基本概念的基礎上,本文以全橋變換器為對象,介紹了移相全橋ZVS的工作原理,分析了它在實現過程中對共模干擾的影響,并在考慮IGBT寄生電容的情況下,對其共模干擾通道進行了分析。然后以UC3875為核心,設計了移相全橋ZVS的控制電路和主電路,實現了軟開關。為了對共模干擾進行抑制,本文提出了一種新型的有源和無源相結合的EMI濾波器,即無源部分采用匹配網絡法,將阻抗失配的影響降到最低;有源部分采用前饋控制,對共模電流進行補償。 針對以上提出的問題,本文通過Saber軟件對移相全橋ZVS進行了仿真,并和硬開關條件下的傳導干擾進行了比較,得出了在高頻段,ZVS的共模干擾小于硬開關,在較低頻段改善不大,甚至更加嚴重,而差模干擾有較大衰減的結論。通過對混合濾波器進行仿真,取得了良好的濾波效果,和傳統的無源EMI濾波器相比,在體積和重量上都有一定優勢。
上傳時間: 2013-05-28
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現如今,逆變器的脈沖寬度調制(PWM)技術作為一種最常見的調制方式在交流傳動系統中廣泛應用。采用PWM調制技術的最終目的在于追求逆變器輸出電壓、電流波形更接近正弦從而進一步控制負載電機的磁通正弦化。為了達到這些目的,很多種基于PWM原理的調制方法被相繼提出并應用。 在鐵道牽引調速系統中,逆變裝置具有調速范圍寬,輸出頻率變化快等特點,而逆變器本身器件的開關頻率又不是很高。這種情況下,分段同步調制模式的使用有效地改善了變頻器的輸出,達到了減少諧波的目的。本文圍繞分段同步調制在交流牽引傳動系統中的應用進行研究,主要目的在于解決該調制模式應用中存在的切換點選擇、切換震蕩沖擊等問題。文章詳細討論了分段調制模式下載波比和載波比切換點選取的原則,重點分析了分段同步調制模式下載波比切換點沖擊電壓的產生原因和危害,提出了改善電壓電流沖擊的方法,并在搭建的實驗平臺上驗證了理論分析的正確性。此外,本文還對列車高速時載波比極低的極限情況下分段同步調制對變頻器輸出交流電壓和直流回流電流諧波的改善情況進行了理論推導和仿真分析。 論文搭建了用于調制實驗的3.7kW小功率電機實驗平臺,在開環的VVVF調速系統中進行了分段同步調制載波比切換實驗;在Matlab/Simulink環境下搭建了分段同步調制模式下的電機牽引模型,進行了分段同步調制載波比切換仿真;實驗和仿真結果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能發生的沖擊,所得結果驗證了理論分析的正確性。
上傳時間: 2013-08-04
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抑制電子電路噪聲的方法,希望對大家有用,看看吧
上傳時間: 2013-06-17
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在永磁直流電機中,即使電樞繞組不通電,由于永磁體產生的磁場同電樞鐵芯的齒槽相互作用而產生轉矩,即齒槽定位力矩(CoggingTorque)。定位力矩使電機輸出轉矩波動,產生振動及噪聲。文中闡述了產生定位力矩的原理,綜述了包括德昌電機公司的技術在內的抑制定位力矩的方法和研究現狀。抑制定位力矩的方法,主要就是減小電樞旋轉過程中氣隙中磁場能量的變化。 文中以少槽永磁直流電機為例,通過有限元分析,以及DOE實驗驗證,對轉子沖片增加輔助凹槽、充磁方式和轉子沖片不同類型對定位力矩的影響進行了研究,深入分析了沖片輔助凹槽對抑制少槽永磁直流電機定位力矩的作用,結果表明,同一沖片上在對稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果,而以沖片中心線對稱地加兩個輔助凹槽時,輔助凹槽角度不同作用不同。對不同沖片,適合的輔助凹槽角度也是不同的。文中找出了一個較成熟的抑制少槽永磁直流電機定位力矩的系統方法,給出了生產中實用的抑制方法,同時通過實驗給出了這些方法對電機性能的影響。 DOE方法能從不同因素中找出對定位力矩起主要作用的變異因素,并且尋找到各變異因素之間的影響作用,給出抑制定位力矩各變量的最佳組合,相比現時生產中的方法,該組合可將定位力矩降低70%。
上傳時間: 2013-07-10
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