盤式永磁電機(jī)因其較高的轉(zhuǎn)矩密度和良好的動態(tài)響應(yīng)特性,在各種驅(qū)動、伺服和控制領(lǐng)域得到了迅速的推廣和應(yīng)用。本文針對盤式永磁同步電動機(jī)的設(shè)計(jì)展開研究,所做工作主要包括以下幾個部分: 首先,從電機(jī)的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機(jī)和徑向永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度進(jìn)行了比較,得到了兩種電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度的變化關(guān)系。推導(dǎo)了六相盤式永磁同步電動機(jī)的電樞反應(yīng)電抗、槽漏抗等的計(jì)算公式,同時也給出了這些參數(shù)相應(yīng)的有限元計(jì)算方法,兩種計(jì)算結(jié)果基本一致。并且在對多極少齒結(jié)構(gòu)電機(jī)的漏磁系數(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了該類電機(jī)的漏磁系數(shù)的計(jì)算方法。 其次,采用了針對六相電機(jī)的22極24槽結(jié)構(gòu),使得電機(jī)的主要尺寸減小,電機(jī)定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進(jìn)行優(yōu)化,可使得永磁電機(jī)氣隙磁密波形畸變率減小,進(jìn)而降低的轉(zhuǎn)矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律。 通過對盤式永磁電機(jī)的磁場分布特點(diǎn)的研究,編寫了分環(huán)法盤式永磁電機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序。通過對樣機(jī)設(shè)計(jì)值與實(shí)驗(yàn)值比較,不斷對盤式永磁電動機(jī)的電磁程序進(jìn)行完善和修正,目前已經(jīng)形成了一個比較實(shí)用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子盤體進(jìn)行剛度計(jì)算,并且也對電機(jī)的定子進(jìn)行了固有頻率的計(jì)算,保證了電機(jī)的可靠運(yùn)行。 最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)制造了一臺5kW的雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的盤式永磁同步電動機(jī)樣機(jī)并做了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析基本一致。
標(biāo)簽: 高功率密度 永磁同步電動機(jī)
上傳時間: 2013-07-29
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音響技術(shù)發(fā)展到今天,音頻功率放大器得到了極大的發(fā)展。而一個好的功放必須有一個好的能量來源。一般來說功放電源的成本占功放成本的一半左右,可見電源在功放中的重要性。 本文提出了一種功放電源設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行了一些理論上的分析,仿真研究和實(shí)驗(yàn)調(diào)試,具體包括以下幾個方面: 對前級的APFC(有源功率因數(shù)校正)部分提出一種基于單周控制(OCC)原理的新技術(shù),對此電路的理論進(jìn)行詳細(xì)的分析。對電路的元件以及儲能電感等都進(jìn)行了計(jì)算,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)最后完成電路設(shè)計(jì)與調(diào)試。 針對功放電源對瞬態(tài)響應(yīng),頻率響應(yīng),負(fù)載調(diào)整率以及電源調(diào)整率的高條件要求,本文提出利用LLC諧振變換器技術(shù)滿足該功放實(shí)現(xiàn)大功率設(shè)計(jì)需要的目的,由于將主電路的工作頻率取到100KHZ以上,這樣的設(shè)計(jì)也將反應(yīng)時間提高到微秒級別,電源變化的噪聲將不會出現(xiàn)音頻輸出;并且LLC諧振變換器軟開關(guān)電源技術(shù)也大大地提高了電源效率。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LLC諧振變換器能滿足功放電源的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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自上世紀(jì)初以來,電力發(fā)電、輸配電系統(tǒng)都是三相系統(tǒng)。因此,大多數(shù)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都是由三相電機(jī)與三相變頻器構(gòu)成的。但是目前三相電機(jī)的地位已經(jīng)受到一定的挑戰(zhàn),一是在低壓大功率的傳動場合,二是在對系統(tǒng)可靠性要求很高的場合。而多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)除了可以用低壓功率器件實(shí)現(xiàn)大功率等級外,具有多相冗余結(jié)構(gòu)使調(diào)速系統(tǒng)的可靠性得以改善。因此,多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究受到日益廣泛的關(guān)注。 和常規(guī)的三相感應(yīng)電機(jī)相比多相感應(yīng)電機(jī)有著許多優(yōu)點(diǎn),例如多相感應(yīng)電機(jī)在一相或多相定子繞組開路和短路時仍然可以起動或繼續(xù)運(yùn)行,轉(zhuǎn)矩脈動小,轉(zhuǎn)子損耗小,運(yùn)行性能好,可以在不提高相電壓的情況下增加電機(jī)的容量,比較適合應(yīng)用于艦艇推進(jìn)系統(tǒng)等方面。 本文在傳統(tǒng)的三相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,致力于研究多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),以多相感應(yīng)電機(jī)為主要研究對象,進(jìn)行了深入的研究,主要包括以下幾個方面: 1、對多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作了較為全面的綜述,介紹了多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 2、研究了多相感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。從電機(jī)的繞組連接方式入手,對多相感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行了諧波分析,從理論上證明了多相電機(jī)相對于三相電機(jī)在減小諧波含量方面的優(yōu)越性,同時探討了多相感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。 3、在三相感應(yīng)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序的基礎(chǔ)上整理推導(dǎo)了多相感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)程序,并用Visual C++編程語言開發(fā)了多相感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)軟件。 4、對多相感應(yīng)電機(jī)的電磁場進(jìn)行了詳細(xì)的分析,運(yùn)用電磁場有限元分析軟件Maxwell 2D對本論文中的樣機(jī)的瞬態(tài)磁場進(jìn)行分析,分析結(jié)果同用VC所編寫的電磁設(shè)計(jì)程序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)樣機(jī)數(shù)據(jù)的合理性。
標(biāo)簽: 多相 感應(yīng)電機(jī)
上傳時間: 2013-07-30
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近年來,隨著人們生活的改善,機(jī)動車輛得到迅速發(fā)展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴(yán)重污染,一些城市相繼制定法規(guī)限制摩托車和燃油助力車的使用來保護(hù)環(huán)境。于是發(fā)展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價(jià)格低廉的特點(diǎn),成為比較理想的交通工具。開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內(nèi)高效運(yùn)行、而且堅(jiān)固耐用,適合于在惡劣條件下應(yīng)用等特點(diǎn)決定了其非常適合于車輛負(fù)載。 本文主要研究四相8/6極開關(guān)磁阻電機(jī)傳動系統(tǒng)在兩輪電動車中的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了以AVR單片機(jī)為主控芯片的電動車控制器。1.根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了SR 電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,分析并確定了開關(guān)磁阻電機(jī)的位置信號檢測方法,制定了該系統(tǒng)使用的控制策略:采用轉(zhuǎn)速外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,通過AVR單片機(jī)片內(nèi)定時器/計(jì)時器T/C2輸出的PWM斬波調(diào)壓間接地調(diào)節(jié)電流以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.以AVR單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)了開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)的各硬件電路,主要有電源轉(zhuǎn)換電路和電壓采樣電路、系統(tǒng)功率電路及MOSFET驅(qū)動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護(hù)電路。3.在硬件電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,通過實(shí)驗(yàn)得到的速度電流波形證實(shí)了該控制器的可行性。
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機(jī) 制器設(shè)計(jì) 電動車
上傳時間: 2013-07-25
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電氣驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的心臟,主要由驅(qū)動電機(jī)、功率變換器和控制器等三個子系統(tǒng)構(gòu)成。本文以TI公司的TMS320LF2407A為系統(tǒng)控制核心,富士公司的IPM模塊為逆變器開關(guān)器件,運(yùn)用空間矢量技術(shù),設(shè)計(jì)了異步電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。 論文在異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上,分析了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)以及矢量控制系統(tǒng)的控制策略和實(shí)現(xiàn)方法;為了給控制系統(tǒng)提供電源,論文設(shè)計(jì)了使用UC3843作為控制核心的反激型開關(guān)穩(wěn)壓電源,介紹了UC3843以及電源電路的工作原理及設(shè)計(jì);論文詳細(xì)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的主電路、控制電路以及保護(hù)和告警電路;針對電動汽車電機(jī)控制器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,處在大量的干擾中,論文從電路板PCB的設(shè)計(jì)以及控制器機(jī)箱內(nèi)部布局布線等方面充分考慮了其電磁兼容性;根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室中使用磁粉制動器模擬電機(jī)負(fù)載搭建了異步電機(jī)試驗(yàn)臺,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了控制系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能和較寬的調(diào)速范圍。
標(biāo)簽: 電動 異步電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,對于數(shù)字化焊機(jī)系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn),本文開展了對數(shù)字化IGBT逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的研究工作,設(shè)計(jì)了數(shù)字化逆變焊機(jī)的主電路和控制系統(tǒng)的硬件部分。 本文首先介紹了“數(shù)字化焊機(jī)”的概念,分析了數(shù)字化焊機(jī)較傳統(tǒng)的焊機(jī)的優(yōu)勢,然后結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化焊機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展形勢,針對數(shù)字信號處理技術(shù)的特點(diǎn),闡明了進(jìn)行本課題研究的必要性和研究內(nèi)容。文章隨后列出了整個數(shù)字化逆變焊機(jī)的設(shè)計(jì)思路和方案,簡要介紹了數(shù)字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點(diǎn),較為詳細(xì)地解釋了以DSP為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。根據(jù)弧焊電源控制的要求,選擇了控制器的DSP型號。 逆變焊機(jī)的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結(jié)構(gòu)(逆變頻率20KHz),由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及元件的選型和參數(shù)的計(jì)算,并對所設(shè)計(jì)的主電路進(jìn)行了Matlab計(jì)算機(jī)仿真研究。 在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點(diǎn),為弧焊逆變器控制系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化提供了條件。在DSP最小系統(tǒng)、電壓電流采樣調(diào)理模塊、保護(hù)模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對整個焊接電源進(jìn)行了實(shí)時的閉環(huán)控制與焊接過程的實(shí)時監(jiān)控??刂齐娐凡捎妹}寬調(diào)制方式(PWM)進(jìn)行輸出控制,即:控制IGBT的導(dǎo)通時間來實(shí)現(xiàn)焊機(jī)輸出功率與輸出特性的控制。設(shè)計(jì)了專門的“分頻電路”,DSP輸出的控制脈沖經(jīng)過“分頻電路”分成兩路后,再經(jīng)IGBT專用驅(qū)動模塊M57959L,進(jìn)行功率放大后,觸發(fā)IGBT。DSP對輸出電流和電弧電壓進(jìn)行實(shí)時采樣,采用離散的PI控制算法計(jì)算后,輸出相應(yīng)的控制量來實(shí)時調(diào)節(jié)IGBT驅(qū)動脈沖的脈寬,進(jìn)而調(diào)制輸出電流,達(dá)到控制焊機(jī)輸出的目的。 經(jīng)過實(shí)驗(yàn),得到了相應(yīng)的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅(qū)動的實(shí)驗(yàn)波形,該控制系統(tǒng)基本符合逆變焊機(jī)的工作要求。 最后,在對本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上,對于本逆變焊機(jī)的進(jìn)一步完善工作提出了建議,為數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)今后更加深入的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-08-01
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本論文主要對燃料電池用DC/AC變換器的主電路拓?fù)?、脈寬調(diào)制(PWM)方式、控制系統(tǒng)硬件電路、控制策略以及電磁兼容(EMC)問題進(jìn)行了研究。考慮到燃料電池(Fuel Cell)的特性和DC/AC變換器的應(yīng)用場合,本文主要對單相DC/AC變換器做了研究。 首先,針對單相DC/AC變換器,分析了它們的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理以及脈寬調(diào)制方式。 其次,完成了DSP控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。DC/AC變換器的控制系統(tǒng)硬件電路,主要包括DSP最小系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、信號檢測與調(diào)理電路、CAN通信以及SCI串口通信電路等。變換器控制策略則采用電壓環(huán)控制,瞬時值電壓以及有效值電壓控制都采用PI調(diào)節(jié),并且闡述了如何通過DSP實(shí)現(xiàn)PWM脈沖。 另外本文還研究了DC/AC變換器控制電路板的電磁兼容(EMC)問題。針對一些電磁干擾(EMI)問題,提出了相應(yīng)的抑制措施。主要研究了開關(guān)電源EMI濾波器的設(shè)計(jì)方法。 最后,經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn),給出了結(jié)論,也提出了今后需要進(jìn)一步研究的方向。
上傳時間: 2013-05-17
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本文的主要工作是設(shè)計(jì)與開發(fā)了用于機(jī)床主軸直接驅(qū)動的全數(shù)字化永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟硬件平臺,并利用該平臺進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性。 首先,詳細(xì)闡述了坐標(biāo)變換理論,根據(jù)永磁同步電動機(jī)的本體結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了其在各坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,深入研究了永磁同步電動機(jī)的矢量控制原理和id=0控制策略,此外對空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本原理和特性進(jìn)行了研究。 其次,采用MATLAB軟件建立了電機(jī)系統(tǒng)的仿真模型。整個仿真系統(tǒng)包括PMSM模塊、Power Module模塊、測量模塊、坐標(biāo)變換模塊、電流、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和SVPWM模塊等。仿真結(jié)果驗(yàn)證了矢量控制和SVPWM技術(shù)應(yīng)用于本系統(tǒng)的可行性,同時為系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 再次,為了提高系統(tǒng)的動靜態(tài)特性和減小轉(zhuǎn)動脈動,采用DSP TMS320F2812為核心進(jìn)行了永磁同步電動機(jī)全數(shù)字矢量控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件包括電流檢測、速度檢測、顯示電路、驅(qū)動電路、主電路和系統(tǒng)保護(hù)電路等;系統(tǒng)軟件由DSP編程實(shí)現(xiàn),采用基于id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制方法,完成對永磁同步電動機(jī)的解耦控制。速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用常規(guī)PI控制算法,逆變器采用SVPWM控制策略。同時,給出了系統(tǒng)各模塊的軟件流程圖,包括系統(tǒng)初始化程序、速度和電流調(diào)節(jié)程序、SVPWM的實(shí)現(xiàn)以及功率驅(qū)動保護(hù)等子程序等。 最后,在實(shí)驗(yàn)平臺上做了大量深入的實(shí)驗(yàn)研究工作,并對試驗(yàn)波形做了深入分析。結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有能夠響應(yīng)速度快,低轉(zhuǎn)速運(yùn)行平穩(wěn)和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以滿足主軸直接驅(qū)動要求。
上傳時間: 2013-05-18
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MSP430寄存器(精)
上傳時間: 2013-06-14
上傳用戶:fujun35303
本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及電磁干擾產(chǎn)生與抑制問題進(jìn)行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎(chǔ)上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點(diǎn),運(yùn)用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數(shù),并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎(chǔ)上對電感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).本論文深入討論了DC/DC變換器中構(gòu)成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產(chǎn)生的機(jī)理以及干擾傳播途徑,在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導(dǎo)干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發(fā),對整個EMC測試進(jìn)行了詳細(xì)的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)場地、試驗(yàn)設(shè)置、所應(yīng)達(dá)到的等級進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
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