隨著國內(nèi)交流伺服電機等硬件技術(shù)逐步成熟,高運算能力的控制芯片與電機控制技術(shù)相結(jié)合,具有高效、節(jié)能和可移植性好等特點,這樣使得交流伺服系統(tǒng)成為現(xiàn)代電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設(shè)計了交流永磁電機位置伺服控制系統(tǒng)。針對三相永磁同步電機的物理方程,通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立轉(zhuǎn)矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全數(shù)字交流位置伺服控制系統(tǒng)。 硬件方面,采用的是瑞薩公司專用電機控制Tiny系列芯片M30262F8作為控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模塊PS21564實現(xiàn)功率驅(qū)動,簡化了系統(tǒng)電路,縮小了系統(tǒng)的體積,提高了系統(tǒng)的可靠性。由交流電流傳感器檢測三相定子繞組電流;由增量式磁性編碼器檢測永磁轉(zhuǎn)子位置,并設(shè)計一種比較快速的轉(zhuǎn)子初始檢測方法。 軟件方面,采用結(jié)構(gòu)化語言C和單片機M16C匯編語言混編,實現(xiàn)了單片機初始化、三環(huán)控制、電流跟隨型PWM控制,提高編寫代碼的效率,同時保證系統(tǒng)的實時控制性能;由軟件方式實現(xiàn)經(jīng)典PID控制和簡單模糊控制相結(jié)合構(gòu)成“串聯(lián)校正”閉環(huán)控制系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的快速性和抗干擾能力。此外,本文對控制策略進(jìn)行了研究,闡述了模糊PID控制策略;還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調(diào)制。 實驗結(jié)果表明,本文所設(shè)計的伺服控制系統(tǒng)能實現(xiàn)電機的啟動,調(diào)速和定位等,并能達(dá)到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
標(biāo)簽: 位置伺服 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-19
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超聲波電源廣泛應(yīng)用于超聲波加工、診斷、清洗等領(lǐng)域,其負(fù)載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負(fù)載,因此換能器與發(fā)生器之間需要進(jìn)行阻抗匹配才能工作在最佳狀態(tài)。串聯(lián)匹配能夠有效濾除開關(guān)型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應(yīng)用較為廣泛。但是環(huán)境溫度或元件老化等原因會導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生漂移,使諧振系統(tǒng)失諧。傳統(tǒng)的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統(tǒng)整體電壓電流同頻同相,由于工作頻率改變了而匹配電感不變,此時換能器內(nèi)部動態(tài)支路工作在非諧振狀態(tài),導(dǎo)致?lián)Q能器功率損耗和發(fā)熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實際應(yīng)用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點調(diào)節(jié)逆變器開關(guān)頻率的同時應(yīng)改變匹配電感才能使諧振系統(tǒng)工作在最高效能狀態(tài)。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數(shù)存在的缺點,本文應(yīng)用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規(guī)律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關(guān)系動態(tài)選擇換能器匹配電感的方法。經(jīng)過分析比較,選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感,通過改變電抗控制度調(diào)節(jié)電抗值。并給出了實現(xiàn)這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設(shè)計出實現(xiàn)這一原理的超聲波逆變電源。實驗結(jié)果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現(xiàn)電抗值隨電抗控制度線性無級可調(diào),由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復(fù)合控制策略,穩(wěn)態(tài)時,換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動態(tài)時,逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結(jié)合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。該超聲波換能系統(tǒng)能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發(fā)生漂移系統(tǒng)仍能保持工作在最佳狀態(tài),具有實際應(yīng)用價值。
標(biāo)簽: 動態(tài) 換能器 超聲波電源
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代電機技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展,先前困擾著交流伺服系統(tǒng)的電機控制復(fù)雜、調(diào)速性能差等問題取得了突破性的進(jìn)展。交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高,價格趨于合理。交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領(lǐng)域成了現(xiàn)代伺服控制系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。由于感應(yīng)電機具有結(jié)構(gòu)堅固,制造容易,價格低廉等優(yōu)勢,因而感應(yīng)電機伺服系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景,代表了將來交流伺服技術(shù)的發(fā)展方向。 首先,本文結(jié)合大量的文獻(xiàn)資料,總結(jié)和分析了當(dāng)前交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,明確了加強開發(fā)交流感應(yīng)電機伺服系統(tǒng)的意義。 其次,深入研究了矢量控制的坐標(biāo)變換理論和交流感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)闡述了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制原理,建立其相應(yīng)的控制方程。結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理,提出了交流伺服系統(tǒng)的控制方案。 再次,本研究以DSP TMS320F2812A為核心控制單元,以一體化智能功率模塊(ASIPM)為功率電路主體,基于模塊化設(shè)計原則設(shè)計和實現(xiàn)了一臺軟、硬件結(jié)合的全數(shù)字化控制系統(tǒng);并對設(shè)計中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論研究和實踐探索。 最后,對感應(yīng)電機伺服系統(tǒng)進(jìn)行了試驗研究。本文通過實驗分析,驗證了系統(tǒng)設(shè)計方案的有效性和可行性,并指出了系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)方向。
標(biāo)簽: DSP 交流伺服 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-01
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在電力機車牽引、汽車工業(yè)以及家用電器等工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在運動控制系統(tǒng)中,直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種新型的交流調(diào)速技術(shù),其控制思想新穎、控制結(jié)構(gòu)簡單、控制手段直接、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速,正在運動控制領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。雖然直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢是矢量控制所不能實現(xiàn)的,但是直接轉(zhuǎn)矩控制依然存在一系列不能忽視的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩點式轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器,使轉(zhuǎn)矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內(nèi),這種控制方法不可避免地帶來電機輸出轉(zhuǎn)矩脈動過大和逆變器開關(guān)頻率不恒定等問題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用定子磁鏈定向,只用便于測量的定子電阻來估計定子磁鏈,這樣在低速運行時會帶來磁鏈估計的誤差。雖然在全速范圍內(nèi)估計定子磁鏈運用低速時采用的電流-轉(zhuǎn)速模型和高速時采用的電壓-電流模型的合成模型,即電壓-轉(zhuǎn)速模型,然而兩種模型的平滑切換又是一個新的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制在基頻以下調(diào)速的理論和應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn),在基頻以上的弱磁調(diào)速范圍內(nèi)的理論和應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究。 為了解決這些問題,本文針對異步電動機在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,詳細(xì)討論了定子磁鏈估計的三種基本模型,設(shè)計了定子磁鏈估計的加權(quán)模型,使電機在全速運行的范圍內(nèi)都能夠得到準(zhǔn)確的定子磁鏈。針對轉(zhuǎn)矩脈動過大和逆變器開關(guān)頻率不恒定的問題,本文設(shè)計了兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,通過對一個采樣周期內(nèi)非零電壓矢量作用時間占采樣周期的占空比的優(yōu)化,解決了轉(zhuǎn)矩脈動過大的問題;在一個采樣周期內(nèi),從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉(zhuǎn)換只有一次,實現(xiàn)了開關(guān)頻率的恒定。在基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,本文設(shè)計了轉(zhuǎn)矩和磁鏈滑模變結(jié)構(gòu)控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器;運用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù),實現(xiàn)了開關(guān)頻率的恒定。本文把傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)擴展到基頻以上的弱磁范圍內(nèi)的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中,對其進(jìn)行了相關(guān)研究。 為了驗證上述各種控制系統(tǒng)的正確性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對其進(jìn)行了仿真驗證。針對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),對定子磁鏈估計的加權(quán)模型進(jìn)行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明所設(shè)計的定子磁鏈的加權(quán)模型能夠在電機運行的全速范圍內(nèi)準(zhǔn)確地估計定子磁鏈。針對基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),本文分別對負(fù)載轉(zhuǎn)矩有擾動和無擾動、給定轉(zhuǎn)速為恒定值和不為恒定值四種情況進(jìn)行了仿真驗證,并分別和傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行了對比。仿真結(jié)果表明,兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)均能有效的減小轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。針對電機運行在基頻以上的弱磁調(diào)速情形,本文運用三種不同的直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別進(jìn)行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明,兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)依然優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),依然能夠減小轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。
標(biāo)簽: 異步電機 直接轉(zhuǎn)矩 控制理論
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當(dāng)前社會的發(fā)展與能源、環(huán)保等問題的日益突出。混合動力電動汽車以其低排放,噪聲小,節(jié)能等優(yōu)點越來越受到世界各國的重視。為了改善電動汽車的動力性和能量利用率,動力蓄電池的電壓越來越高,需要配備專門的系統(tǒng)來管理高壓系統(tǒng)的安全。 根據(jù)混合動力結(jié)構(gòu)特點和高壓電路特性,在分析及其常用蓄電池工作原理及運行原理使用條件的基礎(chǔ)上,本課題以MH-Ni電池作為研究對象,分析了MH-Ni電池的工作原理、電池的電壓、電流和溫度特性,提出電動車電池組高壓控制的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測電動汽車高壓電系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點工作內(nèi)容:對電池進(jìn)行預(yù)充電,檢測其外部是否漏電;檢測電池內(nèi)部是否絕緣;對電池進(jìn)行故障檢測。通過對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電,防止電池外部電路漏電或短路,減少電池箱故障,延長電池模塊的使用壽命;通過對電池箱內(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測,防止電池因絕緣電阻低下而影響系統(tǒng)工作,發(fā)生不安全事故;通過診斷系統(tǒng)能實現(xiàn)電池故障和隱患的早期預(yù)報,從而能有效地增加電動車電池組的續(xù)駛里程及無故障工作時間、饅維護(hù)工作量降到最低。 基于選定的電動車電池管理系統(tǒng)(BMS),針對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電和電池箱內(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測,本文研究和提出安全條件的判定規(guī)則,實現(xiàn)電動車電池管理系統(tǒng)(BMS)中安全保障功能。仿真實驗表明,本文設(shè)計的高壓電安全測試系統(tǒng),可以實現(xiàn)對電動汽車電池高壓系統(tǒng)的安全實施管理。
標(biāo)簽: 電動車 壓控 電池組
上傳時間: 2013-06-22
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矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)是國內(nèi)當(dāng)前電氣傳動和自動化領(lǐng)域研究的熱點和技術(shù)攻堅的難點。矢量控制技術(shù)作為一種先進(jìn)的控制策略,是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)變換理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有先進(jìn)性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數(shù)學(xué)模型通過坐標(biāo)變換,將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制,以期達(dá)到獨立控制電機轉(zhuǎn)矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進(jìn)的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發(fā)出了一套基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和轉(zhuǎn)子速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng),并實現(xiàn)了實際運行,初步達(dá)到了產(chǎn)品化的目標(biāo)。主要的工作如下: (1)從電機數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)系變換入手,采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調(diào)速系統(tǒng)的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設(shè)計了調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路,包括控制電路,驅(qū)動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設(shè)計了基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件部分,給出了調(diào)速系統(tǒng)的軟件流程圖和各子模塊的具體實現(xiàn); (4)采用先進(jìn)的自適應(yīng)Fuzzy-PI調(diào)節(jié)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調(diào)速實驗平臺,進(jìn)行了整機測試,給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。 該系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于矢量變頻器成品生產(chǎn)中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產(chǎn)車間進(jìn)行了相應(yīng)的實驗。實驗表明,該系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能,運行穩(wěn)定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進(jìn)性、新穎型、實用性的高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)。
標(biāo)簽: 異步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng) 矢量控制
上傳時間: 2013-05-25
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隨著對電能應(yīng)用高效率的要求,基于電力電子技術(shù)的非線性負(fù)載等開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍,這些開關(guān)設(shè)備造成的諧波成分對電網(wǎng)的污染也越來越嚴(yán)重。這些諧波會影響其它電氣設(shè)備的正常工作,危及電網(wǎng)安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補償,得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項目方案的論證階段,為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設(shè)計和仿真驗證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網(wǎng)相連的并聯(lián)電力有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu),進(jìn)而分析了這種主電路結(jié)構(gòu)在大容量和低開關(guān)頻率場合對開關(guān)紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制,選取全狀態(tài)反饋來達(dá)到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網(wǎng)處理為擾動輸入,對LCL主電路在靜止abc坐標(biāo)系中進(jìn)行了建模,然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點設(shè)計了控制系統(tǒng)。為消除電網(wǎng)這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響,引入了電壓前饋,并從理論上推導(dǎo)了前饋的具體關(guān)系式。之后引入了觀測器,并把對電網(wǎng)輸入的建模考慮進(jìn)了觀測器,消除了電網(wǎng)輸入對狀態(tài)估計和補償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實際安裝時,電網(wǎng)進(jìn)線和變壓器的電感是不確定的,其會加在LCL的網(wǎng)側(cè)電感上,從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產(chǎn)生偏差,因此文章研究了所設(shè)計的控制器對LCL網(wǎng)側(cè)電感變化的適應(yīng)性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標(biāo),對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設(shè)計了重復(fù)控制器。 最后,基于設(shè)計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負(fù)載進(jìn)行補償?shù)碾娏τ性礊V波器系統(tǒng)模型,進(jìn)行了仿真;并對動靜態(tài)性能進(jìn)行了分析,驗證了設(shè)計和理論分析的正確性。
標(biāo)簽: 大容量 并聯(lián) 電力
上傳時間: 2013-06-20
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工業(yè)生產(chǎn)過程中,時滯對象普遍存在,同時也是較難控制的,尤其是大時滯對象的控制一直都是一個難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時滯系統(tǒng),常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實際應(yīng)用中表現(xiàn)了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數(shù)整定與系統(tǒng)控制分開處理的離線整定方法,如果工況發(fā)生變化就必須重新調(diào)整參數(shù)。針對這一問題,為了實現(xiàn)時滯系統(tǒng)參數(shù)自整定的控制,本文將神經(jīng)網(wǎng)路控制、模糊控制和PID控制結(jié)合起來,設(shè)計了基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器。 首先,本論文分析了時滯系統(tǒng)的特點,討論了幾種時滯系統(tǒng)較為成熟的常規(guī)控制算法:微分先行控制算法、史密斯預(yù)估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進(jìn)行了比較。 其次,在分析PID參數(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種改進(jìn)方法,并設(shè)計了相應(yīng)的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強的邏輯推理功能,也具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的能力,同時也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應(yīng)性。該方法不需要離線整定參數(shù),實現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。仿真實驗表明了該控制器對模型和環(huán)境都具有較好的適應(yīng)能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實現(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實驗結(jié)果都證實了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調(diào)量,并減少了調(diào)節(jié)時間,提高了系統(tǒng)的實時性和控制精度。
標(biāo)簽: 時滯系統(tǒng) 參數(shù) 自整定控制
上傳時間: 2013-07-05
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跑步運動是人們喜愛的運動方式之一,借助電動跑步機進(jìn)行跑步運動簡單方便,已成為新的運動時尚。電動跑步機已經(jīng)成為一種大眾健身器材,市場前景極為廣闊。 目前電動跑步機大多采用有刷直流電動機或交流變頻電機作為驅(qū)動電機,本文研究采用外轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動無刷直流電動機的電動跑步機。其主要優(yōu)點在于:一是省去了傳統(tǒng)電動跑步機的減速機構(gòu),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,效率高;二是無刷電機驅(qū)動具有優(yōu)良的調(diào)速和控制性能,可以提升電動跑步機品質(zhì),實現(xiàn)智能化;三是無刷電機驅(qū)動性價比高,更具市場競爭力。因此,進(jìn)行電動跑步機外轉(zhuǎn)子無刷直流電動機驅(qū)動及控制系統(tǒng)的研究具有較高的理論意義和工程實用價值。 本文首先綜述了電動跑步機及其電機驅(qū)動的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及外轉(zhuǎn)子無刷計特點、分?jǐn)?shù)槽繞組及其控制器;應(yīng)用電機磁場有限元軟件MAGNEFORCE研究了不同極/槽配合無刷電機的磁場分布和不同極弧系數(shù)對電機性能的影響;在此基礎(chǔ)上試制了電動跑步機外轉(zhuǎn)子無刷直流電動機樣機并進(jìn)行初步性能試驗;運用MATLAB對外轉(zhuǎn)子無刷直流電動機進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析。
標(biāo)簽: 電動 無刷電機 控制
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多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應(yīng)用。在多電平逆變器的多種控制策略中,空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法具有調(diào)制比大、能夠優(yōu)化輸出電壓波形、易于數(shù)字實現(xiàn)、母線電壓利用率高等優(yōu)點,成為人們關(guān)注的熱點。 本文首先對電力電子技術(shù)的發(fā)展前景和多電平逆變器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎(chǔ)上對三電平逆變器進(jìn)行了研究,綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點;介紹了二極管箝位型三電平逆變器,分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統(tǒng)兩電平逆變器的優(yōu)點,體現(xiàn)了課題研究的重要意義。其次,本文以中點箝位式三電平逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),著重分析了三電平空間電壓矢量調(diào)制基本原理,提出了一種將最近的三個矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調(diào)制算法,給出大扇區(qū)和小三角形區(qū)域判斷規(guī)則以及合成參考電壓矢量的相應(yīng)輸出作用順序,并優(yōu)化了開關(guān)矢量的作用順序,利于實現(xiàn)對中點電壓的控制,使算法易于實現(xiàn)。再次,論文分析了三電平逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡產(chǎn)生的原因,分析了大、中、小矢量對中點電位的影響,提出了能夠影響中點電位波動的關(guān)鍵矢量,并通過分配成對小矢量的作用時間實現(xiàn)了對中點電位的控制。最后,采用MATLAB軟件對所推導(dǎo)的三電平逆變器SVPWM調(diào)制算法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果證明了算法的可行性。
標(biāo)簽: SVPWM 三電平逆變器 控制策略
上傳時間: 2013-08-01
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