該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運行的場合.該項研究完成兩相逆變器的設(shè)計,并組成了試驗用的兩相逆變器—異步電動機系統(tǒng).系統(tǒng)是一個轉(zhuǎn)速開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng),由單片機機控制電路、功率驅(qū)動電路、逆變器主電路、保護(hù)電路組成.論文通過對電機基本方程進(jìn)行Kron變換和對稱分量變換,分別建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型,編制了動態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真程序,并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,對系統(tǒng)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行分析.相對于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術(shù)在小功率兩相異步電動機的變頻調(diào)速控制上的應(yīng)用可使轉(zhuǎn)矩脈動減少,效率提高,具有一定的經(jīng)濟性和實用性.
上傳時間： 2013-08-01
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該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對永磁同步電機及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢有了一個比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制的機理,并提出了一套相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩直接控制方案,建立了仿真和試驗平臺,進(jìn)行了仿真分析和實驗研究,獲得了有價值的研究成果.該文的主要內(nèi)容包括:(1)由空間矢量模型推導(dǎo)出永磁同步電機的磁鏈、電壓和轉(zhuǎn)矩的公式,描述了永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制的基本控制機理,分析了永磁同步電機與感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)矩直接控制方式上的不同之處以及轉(zhuǎn)矩直接控制對永磁同步電機的要求.(2)在對永磁同步電機運行機理的分析基礎(chǔ)之上,討論了永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制系統(tǒng)中各個控制子模塊的功能和具體的實現(xiàn)方式,提出了一套永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制的具體實施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制仿直模型,對所出的控制方案進(jìn)行了仿真分析.(3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步電機轉(zhuǎn)矩直接控制實驗系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進(jìn)行了永磁同步電機運行實驗.
標(biāo)簽： 永磁同步電機 轉(zhuǎn)矩 直接控制
上傳時間： 2013-05-29
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隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計算技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.而高壓變頻調(diào)速是近幾年剛剛開始應(yīng)用的一種高新技術(shù),不僅解決了大功率風(fēng)機、水泵的軟起動和調(diào)速問題,而且節(jié)能顯著,具有較大的應(yīng)用市場和廣闊的發(fā)展空間.該文首先對高壓變頻調(diào)速存在的對電網(wǎng)、電機和用電設(shè)備產(chǎn)生電磁污染的問題進(jìn)行認(rèn)真的分析,并針對高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的問題,根據(jù)增加電壓矢量種類,能降低高壓交流電輸出諧波的原理,采用了功率單元串聯(lián)的方法,設(shè)計出一種適用于風(fēng)機和水泵調(diào)速的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器,供給普通異步電動機做調(diào)速驅(qū)動.測試結(jié)果表明,這種新型變頻器的輸出電壓波形符合實際的要求,解決了由于高壓變頻調(diào)速由于輸出諧波引起的電磁污染問題.該變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,主控制器的計算繁瑣、數(shù)據(jù)傳輸量大和控制難度高.為了得到良好的控制性能,該文結(jié)合同類產(chǎn)品,設(shè)計出以雙DSP(TM320F240)為核心的主控制器和系統(tǒng)總控制結(jié)構(gòu),同時給出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖.最后,舉例說明功率單元串聯(lián)的新型高壓變頻器在風(fēng)機上應(yīng)用,論證了該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益以及廣闊的應(yīng)用前景.
上傳時間： 2013-07-26
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本課題就是從研究永磁電機的設(shè)計著手，最大程度的改進(jìn)電動機本體的性能，設(shè)計出符合伺服驅(qū)動要求的永磁同步電動機，然后針對設(shè)計出來的具體電機開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動控制電路以及相關(guān)的控制軟件，使電動機、驅(qū)動控制電路和控制軟件三者相互配合，從整體上提高整個伺服控制系統(tǒng)的性能。 論文首先介紹永磁電機的發(fā)展前景和基本結(jié)構(gòu)；接著具體論述如何使用Visual Basic 6.0和ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行永磁同步電動機設(shè)計，為電機設(shè)計引入一種較新的方法，使電機許多性能參數(shù)得到進(jìn)一步較為精確的量化，設(shè)計者可據(jù)此對電機性能進(jìn)行更可靠的評估，從而為電機性能結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提供了基礎(chǔ)、指明了方向；然后，論文著重研究如何使用DSP實現(xiàn)對永磁同步電動機的伺服控制，控制部分從電機矢量控制理論入手，引入一套全新的電機轉(zhuǎn)子初始位置確定理論和算法，還涉及到正弦波脈寬調(diào)制和電壓空間矢量調(diào)制理論，系統(tǒng)的速度位置環(huán)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，這些在論文中都做了詳細(xì)地論述，從軟件和硬件兩個角度分別具體闡述了整個伺服控制系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。最后整個控制系統(tǒng)實現(xiàn)與PC機上的VB程序進(jìn)行串行通訊，使用者可通過PC機提供的控制界面程序方便的監(jiān)控伺服系統(tǒng)的運行狀況，同時文中還實現(xiàn)了對整個控制系統(tǒng)的Matlab建模及其仿真。
標(biāo)簽： DSP 永磁同步電動機 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的整流裝置是電網(wǎng)污染的主要來源,三相電壓型PWM整流器具有輸出電壓恒定、能實現(xiàn)單位功率因數(shù)運行的特點,甚至可以實現(xiàn)電能回饋電網(wǎng).該文主要研究了三相電壓型PWM整流器,內(nèi)容包括下列方面:原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、控制策略和硬件實現(xiàn).建立數(shù)學(xué)模型是研究三相PWM整流器的有效手段.分別在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了低頻和高頻數(shù)學(xué)模型.該文主要對電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關(guān)于PWM整流器的控制策略進(jìn)行了研究.電壓矢量定向控制包括間接電流控制和直接電流控制,該文分別介紹了它們的原理.關(guān)于直接電流控制,建立了它的仿真模型,并介紹了數(shù)字化實現(xiàn)的方法.由于電網(wǎng)電壓的諧波會惡化PWM整流器的工作性能,所以研究了改良的方法,并進(jìn)行了實驗驗證.直接功率控制方法的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快、抗干擾性能好.該文介紹了瞬時功率的概念、直接功率控制的原理和電壓矢量選擇的方法.由于傳統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)表是引起無功功率控制效果差的主要原因,所以提出了改造開關(guān)狀態(tài)表的方法.仿真和實驗結(jié)果驗證了此方法的有效性.最后,對電壓矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比較研究.關(guān)于硬件方面,介紹了主電路LC參數(shù)的計算方法、二階有源濾波的設(shè)計方法、DSP2407的主要功能、IPM的驅(qū)動與保護(hù).
上傳時間： 2013-04-24
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該論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了其變頻調(diào)速的理論并且設(shè)計了一套基于DSP的永磁同步電動機磁場定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動機相對感應(yīng)電動機來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點,因此自從上個世紀(jì)80年代,隨著永磁材料性能價格比的不斷提高,以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展,永磁同步電動機的研究也進(jìn)入了一個新的階段.永磁同步電動機既區(qū)別于感應(yīng)電動機又與電勵磁同步電動機相比有自身的特點,因此該論文首先從永磁同步電動機的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運行原理,分析了永磁同步電動機的轉(zhuǎn)矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調(diào)速領(lǐng)域中的一個重大突破,該論文詳細(xì)討論了永磁同步電動機的矢量控制,在推導(dǎo)其精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動機控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉(zhuǎn)矩/電流控制方式,并且開發(fā)出基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設(shè)計方案.弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動機弱磁調(diào)速的原理以及弱磁擴速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新弱磁方案.直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域的又一個高性能控制方法,論文最后討論了直接轉(zhuǎn)矩控制理論在永磁同步電動機控制上的運用,并使MATLAB工具對永磁同步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制具有動態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點.
標(biāo)簽： 永磁同步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-06
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該文介紹了一種新型高壓發(fā)電機電力發(fā)生器,它無需升壓變壓器即可直接連接到電網(wǎng),其定子采用多層同心式繞組,槽內(nèi)導(dǎo)體為高壓電纜,高壓電纜的引入克服了傳統(tǒng)發(fā)電機輸出電壓不能高于36kV的限制;并簡要介紹了這種發(fā)電機的全新設(shè)計與應(yīng)用前景;最后針對電力發(fā)生器不同于傳統(tǒng)發(fā)電機的結(jié)構(gòu),借助有限元分析軟件進(jìn)行了端部的建模、端部磁場、端部漏抗與端部電磁力的求解.文中圍繞一模型樣機,首先介紹了三維渦流場計算與利用磁場儲能進(jìn)行參數(shù)計算的理論基礎(chǔ).之后進(jìn)行了對定子端部區(qū)域的建模,由于電力發(fā)生器采用多層同心式繞組,其端部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,這對模型的建立、剖分都帶來了相當(dāng)大的難度.為了達(dá)到簡化分析計算的目的,我們對所求解的實際模型進(jìn)行了簡化處理,并闡述了簡化的理論根據(jù).在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了如何利用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行具體分析計算,包括網(wǎng)格剖分、電流加載及邊界條件的處理.最后得出了端部磁場矢量分布圖,端部漏抗值及端部繞組的電磁力分布規(guī)律.該文采用了簡化模型的方法進(jìn)行計算,為了驗證簡化的合理性,我們進(jìn)行了實例計算驗證.結(jié)果表明,文中所采用的簡化方法是合理的.該文所進(jìn)行端部磁場、端部漏抗及端部電磁力計算,為進(jìn)一步分析其他工況下電力發(fā)生器端部電磁力及振動提供了參考.
上傳時間： 2013-06-26
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本文對家用電器中語音識別技術(shù)的DSP實現(xiàn)進(jìn)行了研究。文章介紹了語音識別技術(shù)的基本概念，討論了語音識別系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)的技術(shù)；詳細(xì)分析了構(gòu)成語音識別系統(tǒng)的四個組成部分，包括語音信號數(shù)字化與預(yù)處理、語音的端點檢測、特征提取與模式匹配。著重介紹了實現(xiàn)端點檢測的短時平均能量與短時平均過零率分析，語音信號的線性預(yù)測分析及在此基礎(chǔ)之上的倒譜特征參數(shù)，以及實現(xiàn)模式匹配的常用的矢量量化技術(shù)、動態(tài)時間規(guī)整技術(shù)和隱馬爾可夫模型；根據(jù)提出的語音識別系統(tǒng)的構(gòu)成，介紹了在MATLAB6.5上實現(xiàn)了采用動態(tài)時間規(guī)整算法的識別系統(tǒng)的仿真分析。
標(biāo)簽： DSP 家用電器 語音識別技術(shù)
上傳時間： 2013-04-24
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本文在分析干式電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)和電場分布特點的基礎(chǔ)上，建立了四種電場分析模型：二維和三維高壓繞組電場分析模型、二維和三維端部電場分析模型。以SG10型H級絕緣空氣自冷干式變壓器為具體分析對象，采用ANSYS有限元分析軟件對四個電場模型進(jìn)行了有限元建模，并完成了有限元分析，得出相應(yīng)的干式電力變壓器絕緣的電場強度和分布分析結(jié)果。 在深入理解ANSYS有限元分析軟件接口的基礎(chǔ)上，編寫了以APDL參數(shù)化語言為基礎(chǔ)的命令流程序，并采用C++Builder6.0軟件編寫了實現(xiàn)模型修改和結(jié)果顯示的程序，完成了干式電力變壓器電場有限元分析系統(tǒng)的開發(fā)。應(yīng)用該軟件，用戶可以對四個模型的絕緣結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)等參數(shù)直接進(jìn)行修改，在調(diào)用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析后，可以得到非常直觀的相應(yīng)干式電力變壓器絕緣的電場強度和分布結(jié)果，包括顯示電場的最大電場強度值及其位置，以及用圖像方式顯示模型的電場強度矢量圖利分布云圖。本文工作對于研究干式電力變壓器的電場分布以及絕緣合理設(shè)計具有工程意義。
上傳時間： 2013-06-26
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開關(guān)磁阻電機（SR電機）驅(qū)動系統(tǒng)（SRD）是一種先進(jìn)的機電一體化裝置，但是其較大的振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動問題制約了SRD的廣泛應(yīng)用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內(nèi)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(chǔ)。本文利用磁通管法推導(dǎo)出徑向力的解析表達(dá)式，定性分析了徑向力與電機結(jié)構(gòu)參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)虛位移原理，推導(dǎo)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(jìn)行一次磁場計算，不但減小了計算量，同時計算精度較傳統(tǒng)虛位移法高。利用這一計算方法，求出了實驗樣機的轉(zhuǎn)矩及徑向力的精確數(shù)值解。針對在SRD性能仿真時，傳統(tǒng)的非線性插值不但耗時，而且對有限元計算數(shù)據(jù)量要求高的問題，本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性模型辨識能力，成功進(jìn)行了SR電機磁鏈反演和轉(zhuǎn)矩計算的模型訓(xùn)練，最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SR電機精確解析數(shù)學(xué)模型。因為SR電機本體結(jié)構(gòu)形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關(guān)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(shù)等角度研究了SR電機相數(shù)及繞組連接方式、極數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)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(jìn)行了綜述。系統(tǒng)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(tǒng)的運動方程出發(fā)，導(dǎo)出了從激振力到振動加速度的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)構(gòu)形式、高度、根數(shù)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(jié)構(gòu)是高度高、根數(shù)多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結(jié)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(tǒng)低階固有頻率的結(jié)論。通過比較實驗樣機的模態(tài)分析結(jié)果和運行實驗結(jié)果，證實了模態(tài)分析的有效性。仿真是計算SRD系統(tǒng)性能和預(yù)估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統(tǒng)的非線性動態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上，對SRD系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)性能仿真、動態(tài)性能仿真以及負(fù)載突變仿真。接著利用穩(wěn)態(tài)性能仿真，綜合考慮最大平均轉(zhuǎn)矩和效率這兩個優(yōu)化目標(biāo)，對SR電機的開關(guān)角進(jìn)行了優(yōu)化。最后結(jié)合由磁場有限元計算得到的徑向力數(shù)據(jù)表和穩(wěn)態(tài)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(jìn)行了頻譜分析，從而找到其主要的諧波分量。在電機設(shè)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(dǎo)出三步換相法的時間參數(shù)取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻(xiàn)的結(jié)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(xiàn)多個模態(tài)振形被激發(fā)出來的情況，利用數(shù)值優(yōu)化法對三步換相法的時間參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使得減振效果整體最佳，所提的數(shù)值優(yōu)化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上，針對其不足之處，提出了轉(zhuǎn)矩定頻控制取代內(nèi)滯環(huán)的方法、開始重疊區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制方法、最佳開關(guān)角度二次優(yōu)化法和時間參數(shù)優(yōu)化的三步換相法等新的控制方案。動態(tài)仿真證明這些方案是切實有效的，達(dá)到了預(yù)期效果。最后在直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的每一次轉(zhuǎn)矩斬波都使用三步換相法，和在相關(guān)斷時刻根據(jù)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(guān)頻率設(shè)計方法，最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。設(shè)計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據(jù)控制策略要求，選用了不對稱半橋功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；出于降低成本以及提高可靠性考慮，采用了MOSFET雙路并聯(lián)電路方案。在控制軟件中實現(xiàn)了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進(jìn)行了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量實驗，對比轉(zhuǎn)矩測量值與轉(zhuǎn)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(jìn)行了空載與負(fù)載、電流控制與轉(zhuǎn)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(jié)果，充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔(dān)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(tǒng)”（2001AA501421）。本文的研究是在該項目的資助下完成，并且本文關(guān)于電機本體結(jié)構(gòu)形式、散熱筋結(jié)構(gòu)和機械降噪措施等的結(jié)論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。
標(biāo)簽： 開關(guān)磁阻電機 減 降噪
上傳時間： 2013-07-05
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