本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動機的無傳感器矢量控制方法，此種方法利用內置式電機的凸極性的特性，適合于電機在低速運行狀態下對轉子位置和轉速進行估算，對運行中的電機參數變化不敏感，系統具有較強的魯棒性。本文采用了以內置式電動機為研究對象，首先分析了永磁同步電動機的結構和數學模型，并介紹了矢量控制坐標變換方法、空間矢量脈寬調制技術（SVPWM）。進而闡述高頻電壓信號注入法的原理，建立數學模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式，通過對載有轉子位置信息的高頻信號進行處理，對轉子的磁極位置和轉速等信息進行估計計算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺，建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動機的無傳感器控制仿真模型，實驗結果驗證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產的TMS320F28335為核心芯片，搭建了控制系統電路，并同時介紹了系統的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分，包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數字濾波器的算法都進行了介紹。最后的實驗結果表明，這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機在低速時的控制要求，動態性能較好，能夠準確跟蹤轉子的實際位置，估算轉子轉速，控制系統的魯棒性較好，實現了無傳感器控制的實驗目的。
上傳時間： 2022-06-30
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本文首先介紹了無刷直流電機的結構和工作原理，然后論述了無刷直流電機的控制技術和策略。為了驗證控制算法和控制策略的合理性，在分析無刷直流電機（BLDC）數學模型的基礎上，提出了一種無刷直流電機控制系統仿真建模的方法。本文在Matlab/Simulink環境下，構建了無刷直流電機系統的仿真模型，并詳細介紹了控制系統的各個子模塊。該系統采用雙閉環控制：速度環采用離散PID控制，根據滯環電流跟蹤型PWM逆變器原理實現電流控制。在建立仿真模型的基礎上，本論文對模型進行了仿真。觀察電機的相電流、反電動勢、轉速、輸出電磁轉矩等參數，并進行了分析。仿真和試驗結果與理論分析一致，驗證了該方法的合理性和有效性。該仿真模型適用于驗證其他控制算法的合理性，并且為實際電機控制系統的設計和調試提供了新的思路。關鍵詞：無刷直流電機；建模；仿真；電流滯環；Matlab
上傳時間： 2022-07-18
上傳用戶：qdxqdxqdxqdx
建立了小電流接地系統的仿真模型，利用電磁暫態程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情況對故障穩態和暫態電壓、電流幅值特征和相位特征產生的影響，（這句話太拗口）并得到了相應的零序電壓及零序電流的幅值、相位及波形。通過對仿真數據及波形的進一步分析，得出了小電流接地系統發生單相接地故障時的運行特點，驗證了小電流接地故障穩態和暫態分析理論的科學性、合理性。為了提取配電網單相接地故障選線和故障測距的暫態故障特征量，基于PSCAD/EMTDC的仿真環境，搭建了小電流接地系統的配電網絡仿真模型并綜合考慮不同短路時刻、不同接地電弧電阻、不同故障距離和線路長度等多個因素，對配電網小電流接地系統的單相接地故障進行了大量仿真。在配電網單相接地短路故障后的第1個工頻周波（0~0.02s）內故障線路的零序電流包絡線的變化速度比非故障線路變化緩慢，包絡面積大，但與非故障線路首半波極性相反。仿真分析表明此暫態特性不受短路時刻、電弧電阻、故障距離和消弧線圈被償度的影響，為單相接地故障選線和故障測距的研究提供了理論依據。
上傳時間： 2022-07-22
上傳用戶：xsr1983
無刷直流電機是是永磁電機的一種，如果換個角度看，它將是一個非線性、多變量的集成系統與微電子元器件、電力電子元器件有著精密聯系，無刷直流電機正是伴隨前兩者出現的。無刷直流電動機優點很多，跟交流電動機一樣，基本結構簡單、工作運行可靠、維護修理方便等一系列優點都具備，而又與交流電動機的許多特性相似，如其工作運行效率高、沒有勵磁損耗以及調節速度的性能好等，故廣泛應用于當今國民經濟的各個領域，中小功率的調速系統正逐步被無刷直流電機調速系統所取代。無刷直流電機的關鍵技術之一是控制策略。本文采用雙閉環調速控制系統，實現轉速的抗干擾調節，使得無刷直流電機在穩態時無靜差。文章詳細介紹了無刷直流電機的基本結構、運行工作原理、研究目的和應用狀況，建立簡單的無刷直流電機數學模型，并利用強大的仿真平臺，建立控制系統的仿真模型，對無刷直流電動機速度閉環控制系統進行仿真。通過對模型仿真，結果清楚的顯示：該控制模型工作運行可靠、平穩，沒有什么波動，具有良好的靜、動態特性。
上傳時間： 2022-07-24
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SABER仿真軟件中的器體模型庫很豐富，各種器件模型多達1萬個，但它們均是一些通用的器件模型，可以滿足大多數情況下的仿真需求。但在下列三種情況下，就要自己建立模型進行仿真。1、SABER提供的仿真模型不能滿足一些特殊要求，如在進行參數掃描仿真分析時，不能將幾個參數同時變化掃描進行仿真。2、在對控制策略和系統進行仿真時，對于特定的控制算法或調節器通用軟件本身不會提供現成的算法模型，此時就必須進行建模。3、SABER提供的模型本身存在缺陷，仿真不能真實地反映電路或系統的工作情況。如果遇到上述情況之一，為了取得較好的仿真結果和現實指導意義，建立仿真模型將不可避免。通常建立仿真模型的方法有兩種，一種是基于SABER模型庫中已有的模型進行組合，將由多個器件組成的電路打包成一個器件，這種方法也稱之為電路等級建模法；另一種是用MAST語言進行編寫，對器件的行為進行描述，這在研究控制算法中應用較多。下面列舉實例，從這兩個方面進行具體介紹建模的操作方法和思路。
標簽： saber
上傳時間： 2022-07-25
上傳用戶：jiabin
本文擬借助于神經網絡良好的逼近能力，實現永磁同步電機的無位置傳感器控制。 人工神經網絡(Neural Network)可以逼近任意復雜非線性映射，具有很強的自學習自適應能力，十分適合于解決復雜的非線性控制問題。其中，BP神經網絡是目前廣泛應用的神經網絡之一，得到了較為深入的研究，其結構簡單，需要離線確定的參數少、泛化能力強、逼近精度高、實時性強，采用BP神經網絡實現永磁同步電機的調速控制具有重要意義。 文中提出了基于BP神經網絡的永磁同步電機自適應調速控制策略，建立了一種包含辨識網絡和控制網絡的雙神經網絡結構控制系統。辨識網絡在線動態辨識系統輸出并對控制網絡參數進行調整，控制網絡與PI控制方法相結合實現永磁同步電機自適應轉速控制。仿真結果表明，該系統動態響應快、實時性較強、精度較高。 文中提出了一種基于混合訓練算法的BP神經網絡永磁同步電機無位置傳感器控制方法。采用混沌優化和梯度下降法相結合的混合算法對BP神經網絡進行離線訓練后，將其用于永磁同步電機的轉子位置角在線估計。結果表明，該訓練算法可以有效地加快神經網絡收斂速度，且估計的轉子位置角誤差較小、精度較高。 文中建立了以TMS320F2812芯片為核心的永磁同步電機調速控制系統，并進行了相應的軟硬件設計，為實現永磁同步電機的各種控制策略奠定了實驗基礎。DSP控制系統為神經網絡訓練提供樣本，為研究永磁同步電機的自適應調速控制和轉子位置角估計創造了條件。
上傳時間： 2013-05-23
上傳用戶：1101055045
本文對感應電動機軟起動過程中存在的電流、電磁轉矩以及轉速振蕩問題進行了系統的理論分析和實驗研究.論文首先根據感應電動機的數學模型,利用MATLAB仿真工具建立了感應電動機軟起動的通用仿真模型,其次分析了晶閘管觸發角度、機組的轉動慣量、負載轉矩以及轉子電阻這四個因素對振蕩的影響,進而探討了感應電動機軟起動過程中出現電流、電磁轉矩以及轉速振蕩的原因.結果表明:在感應電動機軟起動過程中,當轉子轉速達到同步轉速并在其附近變化時,電動機的續流角會大幅度變化,當續流角圍繞晶閘管的觸發角變化時,三相交流調壓電路的輸出電壓會產生振蕩,在電動機定、轉子磁場的相互作用下會使振蕩加劇,因而就會造成電動機電流、電磁轉矩以及轉速的振蕩.特別需要指出的是電動機在軟起動過程中出現的轉速振蕩是在同步轉速附近振蕩而并非象有些文章所說的在低速下振蕩.根據上述原因,本文提出了采用關斷角控制的新型控制策略,這種控制策略是使電動機在起動過程中的電流關斷角由某一初始值逐漸減小到零,利用該方法可以使感應電動機起動過程中的續流角始終小于晶閘管的觸發角,這樣續流角的變化就不會引起電動機端電壓的振蕩,因而就從根本上消除了感應電動機軟起動過程中的振蕩現象.文中首先通過仿真驗證了該控制策略的正確性,在此基礎上研制了基于關斷角控制的感應電動機軟起動裝置的硬件電路和軟件程序,并進行了樣機試驗,實驗結果驗證了理論分析的正確性.另外,文中還探討了軟起動對于感應電動機起動過程中轉軸扭矩振蕩的影響.大型感應電動機驅動大轉動慣量負載直接起動時,其轉子軸上會出現過大的扭矩振蕩,這是由于定子繞組中電源頻率的電流與轉子中直流電流相互作用產生的具有轉差頻率的電磁轉矩分量造成的.采用軟起動會使電動機起動時轉子中產生的直流電流分量大為減小,進而可以減小電磁轉矩的轉差頻率分量,故可以有效地抑制感應電動機起動過程中作用在轉軸上過大的扭矩振蕩.
上傳時間： 2013-07-13
上傳用戶：天誠24
直流電動機具有運動效率高和調速性能好等諸多優點,但傳統的直流電動機均采用電刷,以機械方法進行換向,因而存在致命弱點,再加上制造成本高及維修困難等缺點,從而限制了它的應用范圍.近年來隨著永磁材料、現代電力電子技術、計算機技術和現代控制理論的迅猛發展而成熟起來的永磁無刷直流電動機(Brushless Direct Current Motor-BIDCM)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低且可靠性高的特點,因而得到了廣泛的應用.該文研究的對象是由兩套三相無刷直流電動機組成的六相無刷直流電動機,每套繞組三相對稱,兩套繞組對應相之間相差30°電角度.重點研究六相無刷直流電機的轉矩特性和系統的可靠性.在分析無刷直流電動機電磁轉矩產生原理的基礎上,闡述了三相無刷直流電動機轉矩脈動的原因,在此基礎上提出六相無刷直流電動機.分析結果表明,六相無刷直流電動機的轉矩特性優于三相無刷直流電機,并且系統的可靠性也較高.該文對無刷直流電動機的工作原理進行了詳盡的分析,建立了三相和六相無刷直流電動機的數學模型.并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相和六相無刷直流電動機的系統仿真模型.該系統仿真模型采用雙閉環控制,內環為電流環(采用滯環調節),外環為速度環(采用PI調節).對所得的仿真結果進行分析,表明與理論分析相吻合,證明了六相無刷直流電動機仿真模型的正確性.對兩套繞組可能出現的故障進行仿真分析,結果表明六相無刷直流電動機具有較強的容錯能力.由此得出結論,該文提出的六相無刷直流電動機方案是可行的.由于繞組在電機的結構中占有相當重要的位置,該文利用槽號相位表,設計了三相和六相無刷直流電動機的繞組.對槽號的分配,線圈的連接作了詳細地說明.該文還對三相和六相無刷直流電動機定子繞組的磁勢進行了諧波分析,分析結果表明了六相無刷直流電動機定子繞組的磁勢高次諧波含量要少于三相無刷直流電動機.
上傳時間： 2013-07-13
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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
上傳用戶：13081287919
永磁無刷直流電動機利用轉子上的永磁體激磁，采用電子換相取代機械換相，結構簡單、體積小、效率高，在許多領域得到了廣泛應用。但是，由于永磁無刷直流電動機本身存在較大的轉矩脈動，從而使電機運行性能存在缺陷，限制了它在精密傳動系統中的應用。本文在開發完成永磁無刷直流電動機控制系統的基礎上，針對如何減小和抑制自控式永磁電動機轉矩脈動這一問題，提出了一種混合控制策略：利用原有的六個離散位置信號，在三三導通控制策略的基礎上，融入矢量控制策略，使得電機在運行過程中定子的基波磁勢與轉子磁勢盡量保持在90°左右，來實現近似正弦波電流驅動，可以在不增加系統成本的基礎上，較好地抑制電磁轉矩脈動，并通過實驗驗證其正確性，其主要內容如下： 第二章主要闡述了永磁無刷直流電動機的運行原理，給出了電機的數學模型，在此基礎上，利用Matlab/Simulink軟件建立了電機及控制系統的仿真模型，并給出了仿真和實驗波形。 第三章介紹基于TI公司TMS320F240PQA芯片的永磁直流無刷電機控制器的設計，并對系統主電路、驅動模塊、電流檢測、過壓保護等電路作了詳細的介紹，對設計中容易出現的問題進行分析，搭建了整個系統的硬件平臺。 第四章介紹了常規的矢量控制技術，提出了一種混合控制策略的新方法：利用霍爾位置傳感器的六個位置信號，使得電機在運行過程中定子的基波磁勢與轉子磁勢盡量保持在90°左右，從而達到控制器簡單、轉矩脈動降低的目的。并分析了這種控制策略在勻速、加減速情況下的運行性能。 第五章在前幾章分析的基礎上，完整給出了混合控制策略的軟件編程方法，并按照模塊化的思想，把軟件分成多個獨立模塊，并重點介紹了系統啟動、轉速計算、轉子位置計算、sinθ和cosθ的計算、PWM輸出等幾個部分，并給出實驗波形驗證其可行性。
上傳時間： 2013-05-30
上傳用戶：時代將軍
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