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低待机

  • 永磁同步电动机数字化伺服控制系统的研究.rar

    作者在论文中系统地研究了目前新颖的电机伺服控制系统——永磁同步电动机及其数字化伺服控制系统的关键技术。在理论分析的基础上,探讨了永磁电机的各种磁路结构对电机电抗及其它性能的影响,并分别讨论了各种结构在不同应用场合的优缺点,最后选择了表面凸出式磁路结构,建立了手算电磁设计程序,进行了多方案的优选;探讨了引起电动机转矩波动的原因和减小波动的措施,采用了一系列诸如分数槽、增大气隙、斜槽、合适的绕组节距等措施,成功地减小了力矩波动,改善了伺服电动机低速运转特性;在电磁设计手算的基础上,首次采用优秀的数学工具软件Mathcad2001进行了Windows平台下的PMSM机辅设计程序的开发,增加了可视性,并大大简化了程序的开发,提高了设计效率,快速方便准确地进行了电机的电磁计算;应用先进的AutoCAD 2000绘图软件设计和绘制了全套电机结构图纸;参加了样机的全部试验项目,试验结果达到了设计预定目标,全面满足了伺服系统用电机的高效率、高功率因数、小振动、低噪音、低发热、动态性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系统部分里,作者探讨了永磁同步电动机磁场定向矢量控制理论,探讨了快速电流跟踪方法的实现;在永磁同步电动机数学模型的基础上,建立了基于DSP的永磁同步电动机磁场定向数字化伺服控制系统的方案,使用了最新推出的电机专用DSP芯片TMS320LF2407、功率驱动IR2130芯片、轴角/数字量转换RDC-19222芯片及串行通信转换MAX232芯片,在消化了这些芯片的大量手册和开发工具的资料后,对整个系统进行了软、硬件设计,包括编写和调试了部分DSP程序,设计和焊接了部分硬件电路板。这些预研工作为设计伺服控制系统数字化专用控制器打下了基础。

    标签: 永磁同步电动机 数字化 伺服控制系统

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:duoshen1989

  • 变速恒频风力发电系统的建模与仿真研究.rar

    变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的关注,有着良好的发展前景。本文致力于研究变速恒频风力发电技术,从分析其运行机理入手,比较了定桨距、变桨距和变速恒频风力发电的区别,选定双馈式变速恒频方案:它在低风速阶段主要进行变桨距调节追求最大风能捕获,高风速时通过控制双馈电机转子侧的电流,达到定子输出恒频和有功、无功的独立调节。变桨距风力机作为风能转换为机械能的设备,是风力发电系统的重要组成部分,它与风电场风能资源的匹配问题直接影响到了风力发电系统的运行特性。本文以风能理论为基础,探讨了风力机组设备的选型问题,建立起风速和风力机系统的数学模型。双馈异步电机是变速恒频风力发电系统的核心。本文分析了其基本运行特点,指出双馈发电机具有普通交流电机无法比拟的优点;研究了稳态电路和功率平衡关系,并详细推导出M-T-0坐标系下的5阶状态方程,建立起定子磁链定向矢量控制系统,实现了定子有功和无功的解耦控制,使电机控制简单化。变频器是双馈电机实现变速恒频运行的关键,本文选定了六脉波交-交变频器作为励磁电源。通过对其主电路结构、余弦交截法和触发脉冲产生原理等的进一步分析,建立起六脉波交-交变频器的数学模型,并处理了与变频器与发电机的接口问题。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真软件,建立了系统各组成部分的仿真模型,并进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所建模型是正确的,变速恒频风力发电系统具有良好的运行特性。

    标签: 变速恒频 仿真研究 风力发电系统

    上传时间: 2013-07-14

    上传用户:dsgkjgkjg

  • 开关磁阻电机的减振降噪和低转矩脉动研究.rar

    开关磁阻电机(SR电机)驱动系统(SRD)是一种先进的机电一体化装置,但是其较大的振动噪声和转矩脉动问题制约了SRD的广泛应用。本文以减小SR电机振动噪声和转矩脉动为主题展开理论分析和实验研究。主要内容有:由于径向力引起的定子径向振动是SR电机噪声的主要根源,因此径向力的分析和计算是研究SR电机振动噪声的基础。本文利用磁通管法推导出径向力的解析表达式,定性分析了径向力与电机结构参数等之间的关系。根据虚位移原理,推导出基于矢量磁势的电磁力计算公式。该计算方法求解电磁力时只需进行一次磁场计算,不但减小了计算量,同时计算精度较传统虚位移法高。利用这一计算方法,求出了实验样机的转矩及径向力的精确数值解。针对在SRD性能仿真时,传统的非线性插值不但耗时,而且对有限元计算数据量要求高的问题,本文利用人工神经网络强大的非线性模型辨识能力,成功进行了SR电机磁链反演和转矩计算的模型训练,最后建立了基于人工神经网络的SR电机精确解析数学模型。因为SR电机本体结构形式的选择问题与振动噪声大小有着密切的关系。本文从噪声辐射和振动幅值角度探讨了SR电机主要尺寸的确定;接着从对称性、力波阶数等角度研究了SR电机相数及绕组连接方式、极数、并联支路数的选择问题。并对一些常用的降低电机机械噪声的措施和方法进行了综述。系统振动特性的研究对于减小振动噪声十分重要。本文从振动系统的运动方程出发,导出了从激振力到振动加速度的传递函数和系统的自由振动解;然后利用机电类比法得出了SR电机定子系统的固有频率以及振动振幅的解析解,定性分析了影响振动振幅的各种因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通过建立不同的散热筋结构形式、高度、根数以及形状的SR电机三维有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散热的散热筋结构是高度高、根数多、上窄下宽的梯形截面的周向散热筋的结论。通过建立不同绕组装配工艺下的SR电机三维有限元模型,分析得出了加强绕组刚度可以提高系统低阶固有频率的结论。通过比较实验样机的模态分析结果和运行实验结果,证实了模态分析的有效性。仿真是计算SRD系统性能和预估电机振动的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系统的非线性动态仿真模型的基础上,对SRD系统进行了稳态性能仿真、动态性能仿真以及负载突变仿真。接着利用稳态性能仿真,综合考虑最大平均转矩和效率这两个优化目标,对SR电机的开关角进行了优化。最后结合由磁场有限元计算得到的径向力数据表和稳态性能仿真,通过非线性插值得到径向力的波形,然后对径向力波形进行了频谱分析,从而找到其主要的谐波分量。在电机设计阶段避免径向力波主要频谱分量与SR电机定子的固有频率接近而引起共振是降低SR电机噪声的首要条件。合适的控制策略对于SR电机减振降噪是必不可少的。本文理论推导出三步换相法的时间参数取值公式。仿真证明本取值公式较原先文献的结论在阻尼比较小时有更好的减振效果。针对SR电机运行中可能出现多个模态振形被激发出来的情况,利用数值优化法对三步换相法的时间参数进行了优化,使得减振效果整体最佳,所提的数值优化方法对两步换相法同样有效。在分析已有的直接瞬时转矩控制的基础上,针对其不足之处,提出了转矩定频控制取代内滞环的方法、开始重叠区域的转矩控制方法、最佳开关角度二次优化法和时间参数优化的三步换相法等新的控制方案。动态仿真证明这些方案是切实有效的,达到了预期效果。最后在直接瞬时转矩控制的每一次转矩斩波都使用三步换相法,和在相关断时刻根据实际电平灵活选用两步或三步换相法以减小电机振动噪声,并提出了考虑减振要求的开关频率设计方法,最终形成了一套完整的降低振动噪声和转矩脉动控制策略。设计并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR电机控制器。根据控制策略要求,选用了不对称半桥功率电路拓扑结构;出于降低成本以及提高可靠性考虑,采用了MOSFET双路并联电路方案。在控制软件中实现了本文所提出的降低SR电机振动噪声和转矩脉动控制策略。本文最后对实验样机进行了静态转矩的测量实验,对比转矩测量值与转矩有限元计算值,验证了磁场有限元计算的有效性。然后对实验样机进行了空载与负载、电流控制与转矩控制、低速斩波与高速单波、是否采用两步或三步换相法等一系列对比运行实验,对比各种实验结果,充分证实了本文所提出的降低振动噪声和转矩脉动控制策略的有效性。本课题组承担了国家十·五863计划电动汽车重大专项:“EQ6110HEV混合动力城市公交车用电机及其控制系统”(2001AA501421)。本文的研究是在该项目的资助下完成,并且本文关于电机本体结构形式、散热筋结构和机械降噪措施等的结论已在该项目的60kW实验样机上得到证实。

    标签: 开关磁阻电机 降噪

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:13081287919

  • MW级直驱永磁同步风力发电机设计.rar

    直驱永磁同步风力发电机去掉了风力发电系统中常见的齿轮箱,让风力机直接拖动电机转子运转在低速状态,这就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题,提高了运行可靠性。它不同于电励磁的凸极同步发电机,而是采用高磁能积的永磁材料作为磁极,就省去了励磁绕组产生的损耗,使得电机的结构变得简单,效率也随之提高。 直驱永磁同步风力发电机运行转速低,一般定子外径都比较大。为了电机的运输方便和良好的冷却效果,本文选择内转子永磁同步发电机作为设计类型。首先提出了电机设计的目标,即在满足电机设计要求的基础上提高运行的可靠性和降低成本。然后根据等效磁路法编制了电磁计算程序,据此进行了电机的初始设计。然后使用有限元的方法分析了电机在各种运行状态下的性能,最后设计了电机的通风系统并进行了通风计算。

    标签: 直驱 永磁同步 电机设计

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:hanwu

  • 超声波电机小型控制驱动系统的实用性研究.rar

    超声波电机是上个世纪八十年代逐步发展起来的新型微电机。它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁马达相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入时能自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。目前,旋转型超声波电机,尤其是环形行波型超声波电机,在工业、办公、过程自动化等领域的伺服系统中作为直接驱动执行器得到广泛的关注。 本论文主要研究并设计了用于超声波电机控制驱动的小型控制系统。其目的是针对市场需要,提供给用户一种价格较低、体积小、性能指标适中,操作简便,能够实现快速定位,速度可调节的标准的闭环控制器。 控制器的核心为MSP430F167。课题对外围检测、控制、驱动电路进行相关的研究和设计,并按照控制器的需求设计相应的软件。最后给出实验结果:系统运行稳定,速度曲线较为理想,达到了最初的设计要求。 系统总结了超声波电机的发展、特点、分类,通过与传统电磁电机的对比给出了超声波电机的广阔的应用前景。在此基础上,指出了超声波电机研究的发展方向,明确了本文的研究内容。 总结了环形行波型超声波电机的结构特点、运行机理,并在此基础上总结了环形行波型超声波电机调频、调相、调幅等控制方法以及推挽、半桥和全桥驱动逆变电路的优缺点。 本课题设计了基于超声波电机的控制驱动系统电路。首先,提出了本次设计的设计思想及目的;其次,介绍了本设计的控制器硬件电路具体设计过程以及调频调速的实现方式。然后,详细介绍了该控制系统的软件构成,包括上位机软件、下位机软件以及通讯部分。详细阐述了在本控制系统中的调速、定位原理。最后通过实验结果说明了该小型控制系统的有效性。

    标签: 超声波 电机 控制驱动

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:caixiaoxu26

  • 多路温度与湿度检测系统的研制.rar

    本文针对我国当今大型仓库、大型粮库的监测与控制现状,进行研究开发,采用较为实用和先进的单片微型机控制系统,运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的粮库温、湿度自动监测系统,主要包括通讯控制总站以及下位机的设计。操作人员可以通过向通讯控制总站发送命令,提取下位机温、湿度数据,下位机实现温、湿度检测;同时可以查看历史检测数据,进行粮情分析和粮库管理等一系列操作。 温湿度的测量和控制系统通常被认为是一项较为简单的控制技术,但是由于湿敏元件的稳定性差,寿命短等问题,实际应用系统中能正常运行的不多,除非建立有严格的管理制度,而且管理人员的综合素质要达到一定的要求。所以,本文重点分析了湿敏传感测量的机制,选型和技术措施。在研究了多种湿度传感器性能的基础上选用了合适的湿度传感器,这是本设计的一个重点。本设计还有一个重点,用CPLD设计了一个模拟开关和显示部分。 本设计研制的上位机采用PC机,通过RS-232接口与转换器相连,转换器通过RS-485总线连接下位机,实现监控室与现场的数据通信。每台下位机位于各粮仓内,需要监测256路的温、湿度信号,为了能实现共256路温湿度的数据采集工作,本设计中用CPLD设计了一个模拟开关,每次只采集一路数据送入到单片机中去;另外,本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。正常情况下上位机每4小时向下位机发布一次检测信号(同时在任何时刻也可监控某个粮仓的温湿度情况),下位机利用PICl6F877单片机来实现粮仓中128路温度和128路湿度的测控。 该粮仓温、湿度测控系统实用性强,成本低,数据传输效率高,可靠性好。它不仪可以应用于粮库的监控管理,而且也可推广到其他监控领域,因此具有广泛的应用前景。

    标签: 多路 温度 湿度检测

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:liuwei6419

  • 干式变压器优化设计及其CAD系统的研究.rar

    由于干式变压器的优良性能以及在特种场合下对干式变压器的应用需求,当前我国干式变压器市场空间广阔,竞争激烈。但是目前国内许多干式变压器生产厂家仍然停留在手工设计计算阶段,设计的效率低、周期长、人工成本高。干式变压器原材料的上涨,也加大了厂家的制作成本。以研究、开发实用性干式变压器CAD系统为目的,本文对该集成软件的系统分析及相应的实现技术进行了详细的研究。 首先,在总结干式变压器手工设计方法的基础上,借鉴变压器的通用优化设计模型,结合干式变压器的特点,建立了干式变压器的优化设计模型。以铁芯直径、窗高、内线圈匝数、外线圈电流密度、内线圈电流密度为变量,采用改进遗传算法对其进行干式变压器单机优化设计。该算法将模拟退火思想引入到遗传算法的选择机制中,解决了传统遗传算法过早收敛的问题。其与传统遗传算法优化结果对比表明:新的算法收敛性较好,优化效果较明显,算法是成功的。并根据Appelbaum序贯分解法的基本思想,通过“共同变量”和“非共同变量”将系列中兼容的各规格变压器联系起来,得到系列变压器优化设计的统一数学模型,然后使用改进后的遗传算法对中小型干式变压器中套用同一个机座的系列优化问题进行了探讨,并在此基础上建立了干式变压器系列优化的软件优化设计流程。 其次,在软件设计方面选用C++程序设计语言,采用Visual Basic进行界面编写,且运用ActiveX技术实现了VB与AutoCAD软件的连接。该设计不但能够对干式变压器进行优化设计,并且添加了CAD制图功能。本文对数据库支撑的干式变压器CAD系统进行了系统设计和研究,详细探讨了该集成软件的实现技术。 最后,在各项性能指标都满足国家标准要求的情况下,以SC9-50/10型号和SCB9-1250/10型号的干式变压器为例进行单机优化,变压器有效成本分别降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列号SC9-50/10四个规格变压器为例进行系列优化,分别按照不同的权重来进行系列优化设计,优化方案1时,总成本下降了3.26﹪;优化方案2时,总成本下降了3.1﹪。可见,达到了预期效果,干式变压器成本有效降低。

    标签: CAD 干式变压器 优化设计

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:kernaling

  • 采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统.rar

    近年来,随着永磁材料的发展,永磁同步电机应用日益广泛。永磁同步电机根据反电动势和电流波形的不同,可分为梯形波永磁同步电机(无刷直流电机)和正弦波永磁同步电机(永磁同步电机)。正弦波永磁同步电机为实现其正弦波驱动控制需要连续的转子位置信号,通常采用机械位置传感器(旋转变压器、光电编码器等),机械位置传感器虽可以提供高精度的转子位置信息,但其体积大,价格高,增加了转子的惯量,且性能易受环境因素的影响,限制了永磁同步电机的应用场合。近年来受到广泛的关注的无位置传感器技术,是通过检测反电动势(电压)或电流等过零点获取转子的位置信号,此技术虽取消了机械位置传感器,但存在控制复杂,位置检测精度不高,运行转速范围受到限制等问题。为解决上述问题,本文研究采用低成本的低分辨率位置传感器取代机械位置传感器,通过位置估算法得到高分辨率的转子位置信号,以实现永磁同步电机的正弦波驱动控制问题。 首先,本文分析了传统的采用位置区间的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度实现位置估算法的原理,针对其不足提出了一种改进的方法,该法通过对位置区间初始速度的估算,可以显著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三种位置估算法的Matlab仿真模型,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明:改进位置估算方法即使在加减速等动态性能过程中也能保持较小的位置误差,性能明显优于传统的方法。 其次,完成了以TI公司的数子信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为主控芯片,以IR公司IR2110为驱动芯片采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统的硬件电路的设计和调试工作。探讨了正弦波永磁同步电机在采用无电流传感器的电流开环控制时的控制策略问题。在此情况下电压相位角φ对电机运行性能有重要的影响,为得到最佳的φ=f(ω)曲线,需根据负载特性进行优化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机的软件设计,文中详细讨论了位置估算程序和实现SVPWM程序的设计和调试,并对其进行了实验验证。

    标签: 分辨率 位置传感器 正弦波

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:shwjl

  • 数字化IGBT逆变焊机的研究.rar

    随着焊接技术、控制技术以及计算机信息技术的发展,对于数字化焊机系统的研究已经成为热点,本文开展了对数字化IGBT逆变焊机控制系统的研究工作,设计了数字化逆变焊机的主电路和控制系统的硬件部分。 本文首先介绍了“数字化焊机”的概念,分析了数字化焊机较传统的焊机的优势,然后结合当前数字化焊机的国内外发展形势,针对数字信号处理技术的特点,阐明了进行本课题研究的必要性和研究内容。文章随后列出了整个数字化逆变焊机的设计思路和方案,简要介绍了数字信号处理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特点,较为详细地解释了以DSP为核心的控制系统设计过程。根据弧焊电源控制的要求,选择了控制器的DSP型号。 逆变焊机的主电路采用输出功率较大的IGBT全桥式逆变结构(逆变频率20KHz),由输入整流滤波电路、逆变电路、中频变压器、输出整流电路和输出直流电抗器组成。文中简略介绍了主电路的设计要点及元件的选型和参数的计算,并对所设计的主电路进行了Matlab计算机仿真研究。 在控制系统的设计中,采用TI(美国德州仪器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作为CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特点,为弧焊逆变器控制系统真正实现数字化提供了条件。在DSP最小系统、电压电流采样调理模块、保护模块、键盘与显示模块等主要模块的作用下对整个焊接电源进行了实时的闭环控制与焊接过程的实时监控。控制电路采用脉宽调制方式(PWM)进行输出控制,即:控制IGBT的导通时间来实现焊机输出功率与输出特性的控制。设计了专门的“分频电路”,DSP输出的控制脉冲经过“分频电路”分成两路后,再经IGBT专用驱动模块M57959L,进行功率放大后,触发IGBT。DSP对输出电流和电弧电压进行实时采样,采用离散的PI控制算法计算后,输出相应的控制量来实时调节IGBT驱动脉冲的脉宽,进而调制输出电流,达到控制焊机输出的目的。 经过实验,得到了相应的输出电压电流波形、PWM波形和IGBT门极驱动的实验波形,该控制系统基本符合逆变焊机的工作要求。 最后,在对本文做简要总结的基础上,对于本逆变焊机的进一步完善工作提出了建议,为数字化焊机控制系统今后更加深入的研究奠定了良好的基础。

    标签: IGBT 数字化 逆变

    上传时间: 2013-08-01

    上传用户:x4587

  • 电涡流式电缆偏心检测技术的研究.rar

    电缆偏心严重影响电缆的质量,因此在电缆生产时必须要进行偏心检测。该文针对目前我国电缆偏心检测技术落后的现状,提出采用电涡流检测方法来研制可以对电缆进行在线实时偏心检测的自动化系统,并对此项检测技术进行了详细研究。 该文先从偏心传感器、数据采集器和上位机系统三大部分对电涡流式电缆偏心检测系统进行了整体设计。完成了偏心传感器探头的设计并解决了偏心传感器振荡电路的电源供应问题和信号从旋转部件到静止部件的传输问题。以TLC2543A/D转换器和AT89C52单片机为核心器件设计了数据采集器,完成模拟信号到数字信号的转换,并通过RS-232串行通讯把采样数据传输给PC机。利用VisualBasic语言开发了软件系统,对接收的数据进行了处理并对结果进行了输出显示。 为了提高检测系统的精度,系统中采用了模拟滤波器和数字滤波器。根据检测系统中信号的特点,分别确定了模拟滤波器和数字滤波器的性能指标,设计了抗混叠的3阶巴特沃思模拟滤波器和5阶椭圆型ⅡR低通数字滤波器,并采用适当的方法进行了实现。在静态的电缆偏心检测实验系统中对滤波器的性能进行了验证。 偏心传感器是检测系统中的关键部件,它的性能至关重要。该文通过构造的静态实验系统对偏心传感器的性能进行了研究,分析了被测电缆线芯直径、检测线圈的匝数和检测探头的尺寸对偏心传感器性能的影响。

    标签: 电涡流 检测技术 电缆

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:yt1993410