該文主要研究的是感應電動機無速度傳感器矢量控制變頻調速及參數辨識.首先,利用坐標變換的方法推導出感應電動機在兩相殂止和兩相同步旋轉坐標系中的數學模型,并對電機動態特性進行了仿真.用矢量控制理論和電壓解耦的方法建立了轉差型電壓喬量解耦控制系統.利用神經網絡的方法和模型參考自適應(MRAS)的方法實現轉速辨識,仿真結果驗證了辨識方法是可行的.利用系統固有了硬件資源(如PWM逆變器、微機控制系統)發出一定規則的脈沖實現電動機參數的靜態測試,仿真結果表明它能為矢量控制系統提供較高精度的電機參數,具有一定的實際意義.為了實現電機轉速高速響應的目標,用大規模數字信號處理器DSP產現系統控制,文中給出了控制思想.
上傳時間: 2013-04-24
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矢量變換控制的異步電動機變頻調速系統是一種高性能的調速系統,已經在許多需要高精度、高性能的場合中得到應用。以矢量變換為基礎的許多控制方法,諸如無速度傳感器控制、自適應控制等正在發展中。本文對異步電動機變頻調速系統進行了研究,利用異步電動機在二相同步旋轉MT坐標系下的數學模型,使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK分別對開環控制系統和閉環矢量控制變頻調速系統進行了仿真。在開環控制系統的仿真中,推導出一種異步電動機在MT坐標系下的仿真模型,該模型具有結構簡單、靜態、動態性能良好的特點,同時這個仿真模型也用于閉環系統。在閉環控制系統的仿真中,設計了一個速度、磁鏈閉環的電流滯環型PWM變頻調速系統,并且使這個閉環系統在SIMULINK中加以實現。本文同時還應用非線性反饋解耦理論將矢量控制的閉環系統分解為線性化的轉速子系統和轉子磁鏈子系統,兩個子系統中的速度調節器和磁鏈調節器可按線性理論設計。仿真結果證明這兩個變頻調速系統具有良好的動態、靜態性能。其中的一些仿真模塊也可用于其它控制策略的變頻調速系統中。
標簽: MatiabSimulink 異步電動機 變頻調速系統
上傳時間: 2013-04-24
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從雙饋電機的基本工作原理出發,分析雙饋電機調速的特點,引入矢量控制技術,進行坐標變換,得出雙饋電機同步坐標系上的數學模型.用MATLAB的S函數建立雙饋電機仿真模型,對雙饋電機起動性能進行分析.對雙饋電機的調速性能進行了詳細討論,得知雙饋電機要完全進行調速必須實現MT軸轉子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機調速時的矢量控制策略即轉子電流定向的矢量控制.在進行定子磁場定向后,保持轉子電流與定子磁鏈相垂直,進行轉子電流定向.雙饋電機轉子電流定向矢量控制調速系統完全分為兩個通道,解除了雙饋電機的內部耦合,實現電機的勵磁電流與轉距電流的分別控制,使雙饋電機的調速性能優異.試驗證明調速系統具有變頻器功率小、功率因數高、動態性能好、調速范圍廣等優點,適用于風機、泵類負載的調速,有良好的工業應用前景.
上傳時間: 2013-07-02
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變速恒頻風力發電技術因其高效性和實用性正受到越來越多的關注,有著良好的發展前景。本文致力于研究變速恒頻風力發電技術,從分析其運行機理入手,比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風力發電的區別,選定雙饋式變速恒頻方案:它在低風速階段主要進行變槳距調節追求最大風能捕獲,高風速時通過控制雙饋電機轉子側的電流,達到定子輸出恒頻和有功、無功的獨立調節。變槳距風力機作為風能轉換為機械能的設備,是風力發電系統的重要組成部分,它與風電場風能資源的匹配問題直接影響到了風力發電系統的運行特性。本文以風能理論為基礎,探討了風力機組設備的選型問題,建立起風速和風力機系統的數學模型。雙饋異步電機是變速恒頻風力發電系統的核心。本文分析了其基本運行特點,指出雙饋發電機具有普通交流電機無法比擬的優點;研究了穩態電路和功率平衡關系,并詳細推導出M-T-0坐標系下的5階狀態方程,建立起定子磁鏈定向矢量控制系統,實現了定子有功和無功的解耦控制,使電機控制簡單化。變頻器是雙饋電機實現變速恒頻運行的關鍵,本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵磁電源。通過對其主電路結構、余弦交截法和觸發脈沖產生原理等的進一步分析,建立起六脈波交-交變頻器的數學模型,并處理了與變頻器與發電機的接口問題。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件,建立了系統各組成部分的仿真模型,并進行了仿真實驗研究。仿真結果表明,所建模型是正確的,變速恒頻風力發電系統具有良好的運行特性。
上傳時間: 2013-07-14
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本文主要圍繞車用CAN總線抗電磁干擾能力進行了研究。 首先,在在參考國內外相關研究資料的基礎上,依據FORD公司的ES-XW7T-1A278-AC電磁兼容標準、IS07637-3對非電源線的瞬態傳導抗干擾測試標準和IS011452-4大電流注入(BCI)電磁兼容性標準,利用瑞士EMTEST公司的UCS-200M、CSW500D等設備,搭建了3個用于測試CAN總線抗干擾能力的實驗平臺。 在所搭建的測試平臺上,著重從CAN總線通訊介質選擇和CAN節點抗干擾設計兩個方面進行了理論分析和對比實驗研究,得出了當采用屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線作為總線通訊介質時,影響其抗干擾能力的因素;當CAN總線節點采用的不同的物理層參數時,如光耦、共模線圈、磁珠、濾波電容、分裂端接電阻、不同的總線發送電平、不同的CAN收發器等,對CAN總線抗干擾能力的影響,給出了一些增強CAN節點電路抗干擾能力的建議及一種推薦電路。 最后提出了一種新的提高CAN總線抗干擾能力的方法,即通過把CAN總線的CANH和CANL數據線分別通過一個電阻連接到總線收發器的地和電源端,使總線的差分電平整體下拉,從而降低總線收發器對某些干擾引起的電平波動所產生的誤判斷以達到增強抗電磁干擾的目的。并在基于FORD公司的ES-XW7T-1A278-AC電磁兼容標準所搭建的CAN總線測試平臺上進行實驗,驗證了其有效性。
上傳時間: 2013-06-19
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本文主要研究電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關于PWM整流器的控制策略,并針對電網不平衡情況對三相PWM整流器作了相應的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細的介紹,主要是拓補結構,工作原理,分別在ABC靜止坐標系、αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了低頻和高頻數學模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象,并在dq坐標系中對其數學模型進行解耦。此外設計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統,介紹了硬件系統的電感和電容的參數設計。 介紹了間接和直接電流控制,并在直接電流控制中,引入了空間電壓矢量定向控制,給出了實現該控制策略的主要算法,并建立了仿真模型。直接功率控制是近來發展起來的三相PWM整流器控制技術,在詳細介紹了傳統的直接功率控制策略后,針對其存在的問題,提出了空間電壓矢量調制的直接功率控制策略,并通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。最后在三相電網不平衡的條件下,研究了對三相VSR的影響。詳細分析了抑制直流電壓波動的雙電流控制方法,以改善三相VSR在電網不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間: 2013-06-09
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感應電機雙饋調速系統是一種性能優越的電力拖動控制系統,它不僅降低了功率變換器的額定功率,而且能夠通過調節轉子電壓的幅值、相位和頻率來實現電機定子側功率因數的調節。由于系統控制方法的靈活性和多樣性,使得雙饋電機在工業傳動領域、風力發電以及抽水蓄能電站中擁有廣闊的應用前景。 本文主要對雙饋電機矢量控制系統進行了相關研究。首先,比較雙饋調速系統和傳統的異步電機變頻調速系統的異同點,闡述了雙饋電機的工作原理,各種不同的磁場定向控制方式,并分析了它的穩態特性;接著,利用雙饋調速系統控制方法靈活多樣的特點,構建了一套交直交變換器勵磁的矢量調速系統,系統模型建立在以轉子磁鏈定向了同步旋轉的坐標軸系中,可以實現雙饋電機轉速與無功功率的解耦控制,同時,控制交直交變換器能量的雙向流動,雙饋電機可以在超同步、亞同步方式下運行,通過計算機仿真,驗證了這種控制方式的可行性和正確性;隨后,闡述了雙饋電機的功角特性,通過功角特性分析了電機的靜態穩定性,并建立了雙饋電機的開環電壓控制、開環電流控制以及矢量控制的小信號模型,對上述幾種控制方式下的雙饋電機暫態穩定性進行了深入研究;最后,綜合上述討論結果,設計了雙饋電機的控制系統硬件部分,并給出了部分軟件設計流程。
上傳時間: 2013-07-25
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由于直流調速的局限性和交流調速的優越性,以及計算機技術和電力電子器件的不斷發展,異步電動機變頻調速技術正在快速發展之中。在現代微機技術的快速發展下,計算機運行速度不斷提高,指令的執行速度也達到了前所未有的高度,使得復雜算法應用計算機來進行實時運算、執行成為可能。經過最近十幾年的應用開發,交流異步電動機的變頻調速性能已經優于直流調速系統。 目前廣泛研究應用的異步電動機調速技術有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調速方法,相對于恒壓頻比控制和直接轉矩控制,它有動態性能和低速性能好、調速范圍寬等優點。 本文對異步電動機的數學模型的建立進行了詳細的分析和闡述。通過對異步電動機的動態電磁關系的分析以及坐標變換原理概念的介紹,建立了異步電動機在不同坐標系上的數學模型,指出了異步電動機的模型特點是一多變量、強藕合的非線性系統。 在對異步電動機的矢量控制原理進行闡述時,給出了矢量變換方法實現的步驟,并依次說明了三相異步電動機數學模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后,介紹了轉子磁鏈的計算方法并設計了轉子磁鏈觀測器。 詳細地分析了磁通調節器,轉矩調節器和轉速調節器的工作原理,并設計了磁通調節器,轉矩調節器,轉速調節器。以DSP為控制核心,設計了異步電動機的矢量控制系統的硬件,并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環的矢量控制系統進行仿真,給出了仿真結果,并對仿真結果進行了分析。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發展,交流調速性能日益提高。變頻調速技術的出現使交流調速系統有取代直流調速系統的趨勢。但是國民經濟的快速發展要求交流變頻調速系統具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度,一般的通用變頻器已經不能滿足工業應用的需求,而交流電機矢量控制調速系統能夠很好的滿足這個要求。矢量控制(Field Oriented Control),能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制,本文對三相交流異步電機的矢量控制系統進行了研究和分析,以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統,并分析了逆變器死區效應的產生,實現了逆變器死區的補償。 本文介紹了交流調速及其相關技術的發展,變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎,通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型,并利用轉子磁場定向的方法,對該模型進行分析,設計了轉子磁鏈觀測器,以實現交流電機電流量的有效解耦,得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿照直流電機的控制方法,設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環控制系統。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺,在此基礎上實現了矢量控制算法,論述了電壓空間矢量調制(SVPWM)的原理和方法,并對其進行了改進。最后對逆變器的死區進行了補償。 實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制(FOC)系統,結構簡單,電流解耦方便,動態性能好,精度較高,能夠基本滿足現代交流電機控制系統的轉矩和速度要求。
上傳時間: 2013-05-24
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選相控制開關又稱同步開關或相控開關,其實質就是控制開關在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關過程所產生的涌流和過電壓等電磁暫態效應,提高開關的開斷能力。本論文以電力系統的無功補償為背景,分析了隨機投切電容器組的暫態過程所帶來的各種危害,從而提出選相投切技術;本文以真空開關選相投切電容器組為研究對象,著重介紹了電容器組選相投切技術的相關理論,給出了電容器組選相投切的控制策略,為同步開關選相控制器的設計提供了理論依據。 雙穩態永磁機構結構簡單、動作穩定可靠,其出力特性能與真空開關良好匹配,在中壓領域得到越來越廣泛的應用。相控真空開關采用三相獨立操動的雙穩態永磁機構,其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結果表明雙穩態永磁機能很好地滿足相控開關的要求,是相控開關的理想選擇。 IPM(智能功率模塊)作為一種新型的大功率開關器件,以其設計簡單(內置驅動和保護電路),低功耗,開關速度快等特點成為越來越多設計者的首選,得到了越來越廣泛的應用。本文討論了IPM在選相投切電容器組中的相關邏輯控制策略,光耦隔離驅動,IPM過流、過熱相關保護等內容,設計了以DSP(TMS320LF2407A)為核心的永磁機構同步控制系統,實時采集電網信號,經過FIR數字濾波提取零點,通過IPM控制大容量電容器放電來驅動永磁機構,實現斷路器在期望相位上分斷或關合以減小暫態沖擊,并保證儲能電容器的一次儲能完成一次完整的O-C-O操作。 通過相關試驗測試,表明本系統已經初步達到了設計所要達到的預期效果,為以后的研究以及同步控制控制系統的完善和優化提供了有益的經驗和參考。
上傳時間: 2013-04-24
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