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研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調速控制方法及其性能特點的基礎上,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、方波驅動系統的構建和控制電路設計。 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,生成穩定的SPWM脈沖信號,構成36VDC正弦波驅動系統,其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統SPWM信號產生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統復雜的缺陷。同時,采用專用PWM調制芯片和硬件邏輯器件構成96VDC方波驅動系統,采用寬范圍輸入電壓的開關電源實現系統的控制供電,將直流電機系統常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅動系統中,提高了大功率方波驅動系統的可靠性,其原理樣機性能穩定,負載電流可達30A。 兩種系統測試結果分析對比表明:相同結構的稀土永磁無刷同步電動機,采用正弦波或方波驅動控制各有利弊。正弦波驅動采用變頻調速,電機運行平穩,利用弱磁調速,還可實現超高速恒功率運行,但易于失步;而方波驅動采用PWM調壓調速,電機則具有良好的控制特性,機械特性較硬,起動轉矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉矩脈動較大。 綜上所述,采用方波驅動更適合于兩輪電動車輛的運行特點,論文介紹的方波驅動系統在電動車輛應用領域有著較好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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本課題來源于國家863計劃《高速高效防爆稀土永磁同步電機研究》項目的部分研究內容。為了進一步提高稀土永磁同步電動機的效率,本論文主要采用有限元分析與實驗相結合的方法,重點針對稀土永磁同步電動機穩態運行時的諧波轉子銅耗、瞬態起動過程以及空載諧波磁場進行了深入研究。 論文利用有限元電磁場仿真軟件MagNet,對油田抽油用22kW稀土永磁同步電動機進行了詳細的電磁場仿真計算,首次,對諧波磁場引起的稀土永磁同步電動機穩態運行時的轉子銅耗進行了深入分析。通過對22kW電機的間接法和直接法效率實驗,分離出諧波引起的雜散損耗,并與仿真計算結果進行對比分析,證明了:實際稀土永磁同步電動機穩態運行時是存在轉子銅耗的,這也是和傳統稀土永磁同步電動機理論不同的地方。研究成果《稀土永磁同步電動機穩態運行時的轉子銅耗分析》發表在核心期刊《微特電機》2006年第9期上。 論文采用有限元MagNet對抽油用22kW稀土永磁同步電動機進行了起動過程的仿真研究,并利用先進的動態示波記錄儀DL750對22kW電機進行了空載起動過程的實驗。實驗結果表明有限元電磁仿真計算結果是準確的,也為稀土永磁同步電動機的優化設計提供了參考依據。研究成果《基于有限元的稀土永磁同步電動機起動過程仿真研究》發表在核心期刊《微特電機》2007年第1期上。 論文應用有限元電磁場軟件MagNet對作者設計的370W稀土永磁同步電動機的空載氣隙磁場進行了仿真分析,得到空載諧波磁場的波形畸變率是6.23﹪;為了驗證有限元分析結果的正確性,專門設計了兩臺370W稀土永磁同步電動機對拖實驗,利用WT3000電力分析儀分析出:實際空載氣隙磁場波形的畸變率是3.26﹪;通過實驗結果和仿真結果的對比分析,發現實際電機的轉子鼠籠條對電機空載諧波磁場有很好的抑止作用。初步的研究成果《稀土永磁同步電動機空載氣隙磁場的諧波分析研究》于2006年12月投到核心期刊《微特電機》上。
上傳時間: 2013-04-24
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滯環SVPWM整流器的Simulink仿真
上傳時間: 2013-06-28
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針對空間電壓欠量脈寬調制過程中存在的問題,采用理論推演與軟件設計方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎上,利用T I 公司的 D S P電機控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設計了S V P W M的實現方法,并給出 j - 變頻調速系統的全數字化實現。 通過對永磁同步電機進行控制仿真實驗,得到的結果表明此方法是切實可行V , J ,控制系統具有優良的動靜態性能,較高的控制效果,有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,人們對環境保護越來越重視,SF<,6>氣體的使用和排放受到限制,從而使電器領域內SF<,6>斷路器的發展也受到限制。而真空斷路器充分利用了真空優異的絕緣與熄弧特性,且對環境不造成污染,所以目前在中壓領域已經占據了主導地位,而且不斷向高電壓、大容量方向發展。因此,未來高壓真空斷路器必然取代高壓SF<,6>斷路器。真空滅弧室是真空斷路器的“心臟”,所以,開發高壓真空斷路器最關鍵的是滅弧室的設計。本文對110kV的真空滅弧室的內部電磁場進行了仿真分析,為我國開發110kV真空斷路器提供一定的參考。 本文采用有限元軟件對110kV真空斷路器滅弧室內部靜電場進行了仿真分析,得到了滅弧室內部各種屏蔽罩的大小、尺寸和位置對電場分布的影響;觸頭距離對滅弧室內部電場分布的影響;傘裙對滅弧室內部電場分布的影響。再根據等離子體和金屬蒸氣具有一定導電率的特點,從麥克斯韋基本方程出發,推導了滅弧室內部電場所滿足的計算方程,然后用有限元法對二維電場進行了求解。考慮到弧后粒子消散過程中,電極和懸浮導體表面會有帶電微粒的存在,又計算分析了帶電微粒對真空滅弧室電場分布的影響,進而提出了使滅弧室內部電場更加均勻的措施。 根據大電流真空電弧的物理模型,基于磁場對電流的作用力理論,計算分析了真空電弧自生磁場的收縮效應以及對分斷電弧的影響,得到了弧柱中自生磁場產生的電磁壓強分布,最后分析了外加縱向磁場分量對減小自生磁場收縮效應的作用。 建立了110kV、1/2線圈以及1/3線圈縱向磁場觸頭三維電極模型,并利用有限元法進行了三維靜磁場和渦流場仿真。得到了電流在峰值和過零時縱向磁場分別在觸頭片表面和觸頭間隙中心平面上的二維和三維分布,給出了這兩種觸頭在電流過零時縱向磁場滯后時間沿徑向路徑和軸向路徑的分布規律,最后還對這兩種觸頭的性能進行了比較。
上傳時間: 2013-07-09
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超聲波電機是上個世紀八十年代逐步發展起來的新型微電機。它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力,通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁馬達相比,它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作相應快、運行無噪聲、無輸入時能自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域要比傳統的電磁電機性能優越得多。目前,旋轉型超聲波電機,尤其是環形行波型超聲波電機,在工業、辦公、過程自動化等領域的伺服系統中作為直接驅動執行器得到廣泛的關注。 本論文主要研究并設計了用于超聲波電機控制驅動的小型控制系統。其目的是針對市場需要,提供給用戶一種價格較低、體積小、性能指標適中,操作簡便,能夠實現快速定位,速度可調節的標準的閉環控制器。 控制器的核心為MSP430F167。課題對外圍檢測、控制、驅動電路進行相關的研究和設計,并按照控制器的需求設計相應的軟件。最后給出實驗結果:系統運行穩定,速度曲線較為理想,達到了最初的設計要求。 系統總結了超聲波電機的發展、特點、分類,通過與傳統電磁電機的對比給出了超聲波電機的廣闊的應用前景。在此基礎上,指出了超聲波電機研究的發展方向,明確了本文的研究內容。 總結了環形行波型超聲波電機的結構特點、運行機理,并在此基礎上總結了環形行波型超聲波電機調頻、調相、調幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅動逆變電路的優缺點。 本課題設計了基于超聲波電機的控制驅動系統電路。首先,提出了本次設計的設計思想及目的;其次,介紹了本設計的控制器硬件電路具體設計過程以及調頻調速的實現方式。然后,詳細介紹了該控制系統的軟件構成,包括上位機軟件、下位機軟件以及通訊部分。詳細闡述了在本控制系統中的調速、定位原理。最后通過實驗結果說明了該小型控制系統的有效性。
上傳時間: 2013-07-18
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隨著社會生產的發展和人民生活水平的提高,對供電質量的要求也越來越高,電壓是標志電能質量的一個基本技術指標,它與無功功率密切相關。本文闡述了電壓無功綜合控制對于電力系統運行及工農業生產的重大意義;綜述了國內外在這一領域中的研究所取得的成果、面臨的問題和發展的前景。針對目前我國應用最為廣泛、性能價格比最佳的并聯電容與有載調壓變壓器綜合控制裝置的研制開發中所涉及的問題進行了較全面的分析與研究,提出了一種符合當前變電站綜合自動化發展需要的可靠性高、組態靈活、功能齊全的變電站電壓無功綜合控制方案。該方案主控單元選用抗干擾能力強、指令豐富、擴展靈活、通訊聯網能力強的西門子S7-226PLC作為控制核心;參數檢測單元選用可靠性高、具有通訊功能的智能型綜合電量變送器;控制主機通過與參數檢測單元通訊獲得所需參數,同時還可與上位機或其他具有串口的設備通訊。采用的電壓無功控制策略,從系統的實際需要出發,充分考慮了影響電壓無功控制效果的主要因素,控制決策以實時計算數據為參考,控制精度高,并有效避免了無效調節對設備及系統造成的危害;控制軟件根據已經確定的控制算法做出控制決策并能夠完成系統運行方式的自動識別、電容器的循環投切,電容器及分接頭的保護及通訊等功能。文中還闡述了電容器接線形式選擇、串聯電抗及高壓真空開關的選擇依據以及變壓器調檔控制原理。 理論分析和仿真計算均證明了本文中所提出的控制策略的精確性和嚴密性;試驗證明了該設計方案先進、靈活、可靠、功能齊全,符合電力系統自動化對控制裝置的要求。
上傳時間: 2013-06-01
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玻璃磨邊機這項技術國外在上世紀九十年代末期發展起來;但設備價格比較昂貴。而國產機尚處于起步階段。根據玻璃深加工企業的實際需要,本課題設計和完成了這種高精度的玻璃磨邊設備。 本文主要研究了步進電機、變頻器、光電編碼器、可編程控制器和由它們組成的控制系統在玻璃直線磨邊機上的應用。介紹了步進電機、變頻器、光電編碼器和可編程控制器的功能、特點。通過PLC、步進電機、變頻器、編碼器組成的控制系統來對玻璃加工進行控制。該系統在控制精度上基本達到了生產的需要。這里采用該系統來代替伺服系統,不僅降低了成本而且也滿足了企業的要求。文中還設計了PLC程序來對其進行控制,而且進行現場調試,達到了預期的目標。其間,還采取一些辦法解決了一些干擾問題,也掌握了實際選型的有關知識。本文還介紹了人機界面的主要設計參數。 本文對玻璃直線雙邊磨邊機電氣控制系統的總體設計方案進行了綜合性論述對控制系統進行了功能分析,闡述了系統的性能要求;根據控制系統的性能要求,提出了系統的總體設計方案。為了實現設計方案,本文對位置控制的方法進行分析和研究,給出了玻璃直線雙邊磨邊機電氣控制系統的具體實現方案;對變頻器和光電編碼器的原理進行了分析,給出了變頻器與光電編碼器的選型方法。玻璃直線雙邊磨邊機的夾持梁升降系統采用開環控制;工作臺開合控制系統采用變頻調速閉環控制,光電編碼器測量開合位置,反饋給PLC,對開合系統進行慢速開合,以提高定位精度,降低了開發成本。 本文還對采用可編程控制器作為下位機現場控制進行了軟硬件設計。詳細介紹了PLC的軟件設計,包括主程序,初始化程序,開合機構控制系統程序,夾持梁升降控制系統程序,玻璃傳送控制系統程序及上位機與下位機的通信處理方法。
上傳時間: 2013-06-04
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無刷直流電機(BLDCM)是隨著電機控制技術、電力電子技術和微電子技術的發展而出現的一種新型電機。它是在有刷直流電機的基礎上發展起來的。無刷直流電機具有交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列特點,又具有直流電機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點,在很多場合有廣泛的應用前景,成為了國內外研究的熱點。無刷直流電機傳統的理論部分分析和設計方法已經比較成熟,因此對無刷直流電機控制策略的研究就顯得十分重要。 PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛應用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良。但在工業上有許多無法建立精確數學模型的復雜控制對象和非線性控制對象,若采用傳統的PID進行控制的話,那么很難獲得比較理想的控制效果。 對于無刷直流電機而言,它是一個多變量、強耦合的非線性系統,固定參數的PID調節器無法得到很理想的控制性能指標。基于以上原因,本文以無刷直流電機為控制對象,通過分析無刷直流電機的數學模型,以BP神經網絡為基礎,設計了應用于無刷直流電機的神經網絡PID控制器。 在MATLAB平臺上,先利用神經網絡PID控制器,給出相應的控制算法,對典型的參數時變非線性系統的控制進行了仿真研究。仿真結果表明,同傳統PID控制器相比,神經網絡PID控制器對模型、環境具有較好的適應能力與較強的魯棒性,有效的改善了系統的控制結果,達到了預期的目的。隨后利用SIMULNK建立了無刷直流電機控制系統的仿真模型。分別采用普通PID控制器和神經網絡PID控制器對電機的不同運行狀況進行了仿真分析。仿真結果驗證了所建模型的正確性,并證明了神經網絡控制的優越性。
上傳時間: 2013-08-04
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風機的耗電量占全國總發電量的40﹪左右,是全國耗電最大的工業裝備,而且運行效率比國外低10﹪~30﹪。因此在風機(及水泵)上實行節能、節電、降耗是一個緊迫的任務,對緩解我國電能的供需矛盾、推進我國現代化建設、縮小我國和發達國家的差距具有非常現實和深遠的意義。 小型風機(1~10千瓦)特點是:單臺的耗電量很小,但是數量巨大,因此降低這些小型風機的耗電量同樣具有十分深遠的經濟意義。但在這一領域的節能研究一直未能得到充分重視。 本論文提出一種用于驅動小功率風機的永磁無刷直流電機,通過調速調節風量從而達到節能的目的。永磁無刷直流電機是近年隨著電力電子技術和永磁材料的進步而迅速發展起來的一種新型電機。它用一套電子換向裝置代替了有刷直流電動機的機械換向裝置,即克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列缺點,又具備直流電動機運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多特點,因此在各個領域中得到了廣泛應用。 本論文從永磁材料、磁體結構、充磁方式、繞組分布、極弧系數等方面分析了風機外轉子永磁無刷直流電機的設計要求,給出永磁無刷直流電機結構、原理及一般設計要求;根據風機電機的驅動要求,設計制造外轉子風機用鐵氧體永磁無刷直流電機樣機;針對風機用電機驅動系統的調速及各種保護要求,基于降低成本的原則,設計制造永磁無刷直流電機的驅動系統。這一設計為基于專用集成芯片的小功率無刷直流電機的調速控制系統,并進行了試制、調試及試驗。實驗表明了系統具有簡單和優越的控制性能,適于小功率無刷直流電機的控制。 樣機實測數據表明外轉子永磁無刷直流電機用于驅動小功率風機具有良好的性能、較低的成本,具有進行產業化生產的優勢。
上傳時間: 2013-04-24
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