与传统的径向磁通圆柱式电机相比,轴向磁通的盘式无铁心永磁同步电机有着许多明显的优点:其结构较为简单,加工及装配费用低,电机运行可靠,不需励磁电流,提高了电机的效率和功率密度。盘式电机永磁化是一种发展趋势,而稀土材料是其首选的永磁材料。我国已研制出盘式永磁同步电机,但还处于试制阶段,要实现产品化,还有许多研究课题亟待解决。 本文主要针对该电机的气隙磁密进行分析,对影响气隙磁密的各种因素展开了研究。具体内容如下: 1) 回顾了永磁电机的研究历史、发展现状和主要应用,对永磁材料的性能及选取、聚磁技术、电机磁场计算所需理论和有限元软件进行了介绍。 2) 将电机内的电磁场、有限元软件和盘式无铁心永磁电机特殊结构相结合,设计出了近二十个有限元计算程序,组成一个针对盘式无铁心永磁同步电机的计算软件包,由这些计算程序出发,对盘式无铁心永磁同步电机进行一系列仿真分析计算。 在绘制气隙磁密三维分布图时,由于有限元软件在绘图方面的限制,需要将气隙磁密数据从有限元软件中导出到文本文件,再由其它数学工具进行气隙磁密的三维图形绘制。在这一过程中由于导出数据格式与绘图工具所需数据格式不能兼容,还需要对导出数据进行处理。由于有限元软件导出的数据量很大,如果对这些数据进行人工整理将增加大量的工作量,所以作者在研究过程中,针对导出数据的特点编写了一个Vb数据处理程序,使数据处理工作得到大大简化。 3) 在上述建立的软件包的基础上,对基于Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机进行了一系列系统分析,其中包括三维开域磁场分析、永磁体厚度对电机气隙磁密的影响及分析、永磁体宽度变化时气隙磁场分析、采用不同角度Halbach阵列时的气隙磁密分析、不同半径处气隙磁密分析,为在电机设计过程中永磁体的设计提供了依据。 4) 在对盘式无铁心永磁同步电机磁场进行详尽的分析的基础之上,本文提出了对该电机的新设计方案,并就此方案进行了建模分析,结果表明,此新方案所得到的气隙磁密比原结构的气隙磁密更为理想。此外,还对新模型从定性的角度进行了涡流损耗分析,分析表明其结构有利于减小涡流损耗。
上传时间: 2013-04-24
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无刷直流电机是一种性能优越、应用前景广阔的电机,应用传统的控制理论对其进行控制系统设计、分析的技术已经相对成熟,在此基础上研发出的各种调速系统已经在工业生产中获得广泛应用。因此,无刷直流电机的进一步推广应用,在很大程度上依赖于对一些先进控制策略的研究。 为了改进无刷直流电机调速系统的控制性能,本文基于灰色控制理论建立了无刷直流电机灰色PID控制调速系统模型。常规的PID控制以其结构简单、可靠性高、易于工程实现等优点至今仍被广泛采用。在系统模型参数变化不大的情况下,PID控制性能优良,但无刷直流电机是一种多变量、非线性的控制系统,传统的PID控制器难以克服电机自身参数不确定和扰动带来的转速偏差问题,无法实现精确快速的控制。灰色控制器是在继承经典PID控制器不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。该控制器设计不需要建立电机的精确数学模型,对参数变化和负载扰动不敏感。系统较好地实现了给定速度参考模型的自适应跟踪,结构简单,能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。 本文以灰色系统理论为基础,把无刷直流电机的数学模型分为确定部分与不确定部分,对被控对象的不确定部分建立灰色模型,进行灰色预估补偿,使控制系统的灰量得到一定程度的白化。对所提出的无刷直流电机灰色PID控制调速系统进行了仿真,对仿真结果给出理论分析;以TMS320F2812型DSP为核心控制器建立了无刷直流电机调速驱动系统。仿真和实验结果表明,基于灰色PID控制算法的无刷直流电机调速系统受电机参数变化影响较小,具有较高的控制精度和鲁棒性,表现出优良的动、静态性能。
上传时间: 2013-04-24
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模拟ic设计经典的入门教程,分析很透彻,适合初学者进行系统的认识模拟电路的设计方法,对于有经验的工作者,也可当作设计参考
上传时间: 2013-05-24
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微机电系统(MEMS)器件的构成涉及微电子、微机械、微动力、微热力、微流体学、材料、物理、化学、生物等多个领域,形成了多能量域并交叉耦合。为其产品的建模、仿真以及优化设计带来了较大的难度。由于静电驱动的原理简单使其成为MEMS器件中机械动作的主要来源。而梳齿结构在MEMS器件中有广泛的应用:微谐振器、微机械加速度计、微机械陀螺仪、微镜、微镊、微泵等。所以做为MEMS的重要驱动方式和结构形式,静电驱动梳齿结构MEMS器件的耦合场仿真分析以及优化设计对MEMS的开发具有很重要的意义。本课题的研究对静电驱动梳齿结构MEMS器件的设计具有较大的理论研究意义。 本文的研究工作主要包括以下几个方面: 1、采用降阶宏建模技术快速求解静电梳齿驱动器静电-结构耦合问题,降阶建模被用于表示微谐振器的静态动态特性。论文采用降阶建模方法详细分析了静电梳齿驱动器的各参数对所产生静电力以及驱动位移的关系;并对静电梳齿驱动器梳齿电容结构的静电场进行分析和模拟,深入讨论了边缘效应的影响;还对微谐振器动态特性的各个模态进行仿真分析,并计算分析了前六阶模态的频率和谐振幅值。仿真结果表明降阶建模方法能够快速、准确地实现多耦合域的求解。 2、从系统角度出发考虑了各个子系统对叉指式微机械陀螺仪特性的影响,系统详细地分析了与叉指状微机械陀螺仪性能指标-灵敏度密切相关的结构特性、电子电路、加工工艺和空气阻尼,并在此分析的基础上建立了陀螺的统一多学科优化模型并对其进行多学科优化设计。将遗传算法和差分进化算法的全局寻优与陀螺仪系统级优化相结合,证实了遗传算法和差分进化算法在MEMS系统级优化中的可行性,并比较遗传算法和差分进化算法的优化结果,差分进化算法的优化结果较大地改善了器件的性能。 3、从系统角度出发考虑了各个子系统对梳齿式微加速度计特性的影响,在对梳齿式微加速度计各个学科的设计要素进行分析的基础上,对各个子系统分别建立相对独立的优化模型,采用差分进化算法和多目标遗传算法对其进行优化设计。证实了差分进化算法和多目标遗传算法对多个子系统耦合的系统级优化的可行性,并比较了将多目标转换为单目标进行优化和采用多目标进行优化的区别和结果,优化结果使器件的性能得到了改善。
上传时间: 2013-05-15
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永磁同步发电机由于一系列高效节能的优点,在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用,并且受到许多学者的关注,其研究领域主要涉及永磁同步发电机的设计、精确性能分析、控制等方面。 本课题作为国家自然科学基金项目《无刷无励磁机谐波励磁的混合励磁永磁电机的研究》的课题,主要研究永磁电机的电磁场空载和负载计算,求出永磁电机的电压波形和电压调整率,为分段式转子的混合励磁永磁电机的研究奠定基础,主要做了以下工作: 首先介绍了永磁同步发电机的基本原理,包括永磁同步发电机的结构形式和永磁同步发电机的运行性能,采用传统解析理论给出了电压调整率的计算方法及外特性的计算模型;然后用有限元ANSYS对永磁同步发电机样机进行实体建模,经过定义分配材料、划分网格、加边界条件和载荷、求解计算等,得到矢量磁位Az、磁场强度H、磁感应强度B等结果,直观地看出电机内部的磁场分布情况。 其次根据电磁场计算结果,应用齿磁通法对其进行后处理。该方法求解转子在一个齿距内不同位置处的磁场,以定子齿的磁通为计算单位,根据绕组与齿的匝链关系,计算出磁链随时间的变化,进而得到永磁同步发电机空、负载时电压大小及波形。通过计算结果写实验结果对比,验证了齿磁通法的正确性,为计算永磁同步发电机各种性能特性提供有力工具。 最后,基于齿磁通法对永磁同步发电机的外特性进行了深入研究,定量分析了结构参数对外特性的影响规律,提出了有效降低电压调整率的方法的是:增加气隙长度g的同时,适当增加永磁体的磁化方向的长度hm;此外,要尽量的减少每相串联匝数N和增大导线面积以减小阻抗参数。通过改变电机的结构参数,对其电磁场进行计算,找到永磁电机电压调整率的变化规律,为加电励磁的混合励磁永磁电机做准备,达到稳定输出电压的目的。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,随着工农业的迅速发展,世界能源消耗速度急剧增加。因此,新能源和节能技术的开发已经成为世界各国科技工作者的当务之急。而机车制动能量回收系统是目前国内外节能技术方面研究的热点之一。 超级电容作为一种新型电荷储能元件,具有大容量、大电流快速充放电、寿命长和无污染等特性。这些独特的优点使其在储能和能量回收方面有着广阔的应用前景。但是由于超级电容单体电压的差异,如不对其进行实时检测,在使用过程中将对整个组件的性能造成极大的影响。另外对超级电容内部特性的不了解也会对其使用造成障碍。 对超级电容电压检测方案的研究和对超级电容时域模型的研究,将为超级电容的电压均衡方案和超级电容的电参数分析提供支持,从而为整个能量回收系统的控制策略提供理论依据。因此以上两方面的研究将是整篇论文的核心内容。 本文采用模块化的设计理念,提出了一种兼顾均压的新型电压检测方案。在软件设计方面,对电压检测系统的软件架构进行分析,利用LabVIEW和ZLGCAN驱动函数包设计了友好的上位机软件监控界面。本文利用误差理论相关知识,对超级电容电压检测电路的误差精度进行了详细分析。 本文对两种超级电容时域模型进行建模和参数推导,并通过试验验证了所建模型的正确性。
上传时间: 2013-05-16
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本书从基本的直流电源知识开始,详尽介绍了电源电路中各部分单元电路工作原理、识图方法、电路故障分析思路,最后介绍了动手装配直流电源的全过程。
上传时间: 2013-07-08
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从基本的放大器电路知识开始,详尽介绍了数十种使用频率很高的放大器电路工作原理、识图方法、电路故障分析思路,还比较详细地介绍了胆机中的电子管放大器基础知识,最后介绍了万用表检修放大器的全过程。
上传时间: 2013-04-24
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矢量控制一直是电机控制领域的热门话题。本文以异步电机为研究对象,以矢量控制的解耦思想为基础,采用自动控制的有关方法,对矢量控制进行了探讨,着重研究了矢量控制系统中控制器的设计。 @@ 本文对矢量控制和自动控制的相关理论进行了简单的介绍,包括矢量控制的原理、坐标变换、控制系统的性能指标等。按照矢量控制的解耦思想将耦合的交流电机模拟为解耦的直流电机进行控制,解耦后的交流电机可对转子磁链和转速进行独立控制。在设计磁链控制器和速度控制器时,通过使用自动控制的相关原理,使得转子磁链和电机转速达到了预期的性能要求。本文使用的设计方法是先在连续域下设计控制器,然后将其离散化为数字控制器,并对连续域下的控制器和离散域下的控制器进行了仿真和比较。电机转速是本文的一个重要参数,文中专门设计了转速实验,并对测量结果进行了误差分析。最后,对本文设计方法的不足之处进行了简单的说明,也给出了对应的改善方法。 @@ 仿真表明,本文设计的矢量控制系统达到了良好的控制效果。 @@关键字:矢量控制、磁链调节器、速度调节器
上传时间: 2013-06-17
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在电力系统容量日益扩大和电网电压运行等级不断提高的潮流下,传统电磁式互感器在运行中暴露出越来越多的弊端,难以满足电力系统向自动化、标准化和数字化的发展需求,电子式互感器取代传统电磁式互感器已经成为一种必然的趋势,并成为人们研究的热点。本文围绕电子式电流互感器高压侧数据采集系统进行了研究与设计。 Rogowski线圈是电流传感元件,本文总绐了Rogowski线圈的基本原理,其中包括线圈的等效电路和相量图,线圈的电磁参数计算。在理论研究的基础上,结合实际设计一款高精度PCBRogowski线圈。电容分压器是电压传感元件,文章中介绍了传感器的原理、传感器的模型结构,针对其自身结构缺陷和工作环境的电磁干扰,提出具有针对性的电磁兼容设计方法。 积分器的性能一直是影响Rogowski线圈电流传感器的精度和稳定性的重要因素之一。模拟积分器具有结构简单、响应速度快、输入动态范围大等优点;数字积分器具有性能稳定,精度高等优点。后者的优势使其成为近年来Rogowski线圈电流互感器实用化研究的一个热点问题。本文设计了一套数字积分器设计的方法,其中包括了积分算法的选择,积分输入采样率和分辨率的确定,数字积分器的通用结构,积分初值的选择方法等。 为了保证系统的运行稳定,文章中的系统只采用激光供电模式,降低数据采集系统的功耗就成了系统设计的一个重要环节。文章中介绍了一些实用的低功耗处理方法,分析了激光器的特性,光电池的特性和光电转换器件的特性,并根据这些器件的特性,改进了数据发送激光器的驱动电路,大幅度降低了系统的功耗,保证了系统在较低供电功率条件下的正常运行。 论文最后对全文工作进行总结,提出进一步需要解决的问题。
上传时间: 2013-07-10
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