該文研究了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制問題、速度觀測(cè)問題、速度控制問題和單片機(jī)控制技術(shù).首先,該文分析了無刷直流電機(jī)電勢(shì)平衡方程非線性產(chǎn)生的原因,設(shè)計(jì)了反電勢(shì)過零點(diǎn)觀測(cè)器間接觀測(cè)轉(zhuǎn)子位置,闡述了觀測(cè)器的設(shè)計(jì)和極點(diǎn)配置方法,分析了觀測(cè)誤差產(chǎn)生的原因,介紹了消除轉(zhuǎn)子位置信號(hào)干擾脈沖的原理和方法,在此基礎(chǔ)上,提出了一種新的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制方案,通過轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和霍爾位置信號(hào)的比較,驗(yàn)證了該方案的有效性.其次,針對(duì)無刷直流電機(jī)的速度檢測(cè)和速度控制問題,分析了無刷直流電機(jī)的一種時(shí)變多輸入-多輸出（MIMO）模型,提出了模型的線性化技術(shù),分析了影響電機(jī)速度控制的負(fù)載擾動(dòng),設(shè)計(jì)了速度觀測(cè)器和魯棒速度控制器,分別對(duì)其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了闡述,通過仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性,給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論.最后,分析了無刷直流電機(jī)橋式驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)和“端電壓法”間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的原理,研究了“三段式”起動(dòng)技術(shù)的轉(zhuǎn)子定位、加速和切換問題,設(shè)計(jì)了橋式無位置傳感器無刷直流電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng),分別對(duì)系統(tǒng)各組成部分做了詳細(xì)的分析,系統(tǒng)運(yùn)行情況良好,各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 無傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著大功率開關(guān)器件、集成電路及高性能的磁性材料的進(jìn)步，采用電子換相原理工作的無刷直流電機(jī)得到了長足的發(fā)展。無刷直流電動(dòng)機(jī)既具有交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用同益普及。 普通無刷直流電機(jī)存在著轉(zhuǎn)子位置傳感器，當(dāng)電機(jī)尺寸較小時(shí)轉(zhuǎn)子位置傳感器難于安裝并且維修困難，另外傳統(tǒng)的霍爾元件溫度特性不好，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性變差，所以在一些小型，輕載啟動(dòng)條件下，無位置傳感器無刷直流電機(jī)就成為理想選擇，并具有廣闊的發(fā)展前景。 同時(shí)隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，微處理器越來越多的用在控制系統(tǒng)中。許多復(fù)雜但有效的算法越來越多的用于電機(jī)控制當(dāng)中。但是在無位置傳感器無刷直流電機(jī)，應(yīng)用時(shí)往往需要精確的速度控制，尤其在高速運(yùn)行場(chǎng)合，對(duì)信號(hào)反饋控制靈敏度的要求更為嚴(yán)格，并且算法也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的微處理器如 5l、96系列在實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制時(shí)，由于本身指令功能不強(qiáng)，乘除法所用周期過多，外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢，資源相對(duì)較少，使其不能很好的完成對(duì)無位置傳感器無刷直流電機(jī)的控制。美國TI公司專門為電機(jī)的數(shù)字化控制設(shè)計(jì)的16位定點(diǎn)DSP控制器 TMS320X240集DSP的信號(hào)高速處理能力及適用于電機(jī)控制的優(yōu)化的外圍電路于一體，可以為高性能，復(fù)雜傳動(dòng)控制提供可靠高效的信號(hào)處理與控制硬件。本論文所研究的無位置傳感器無刷直流電機(jī)DSP控制系統(tǒng)即為滿足這一需要而設(shè)計(jì)的。 本論文首先對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)及其無位置傳感器控制的基本原理以及DSP芯片 TMS320F240進(jìn)行了必要的介紹，并且對(duì)基于反電勢(shì)檢測(cè)法的DSP實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的分析，包括對(duì)反電勢(shì)檢測(cè)及其相位實(shí)時(shí)修正方法，電機(jī)換流的實(shí)現(xiàn)，速度、電流雙閉環(huán)控制算法，電機(jī)的啟動(dòng)分析，正反轉(zhuǎn)控制，速度的調(diào)節(jié)，制動(dòng)、保護(hù)等都做了——詳細(xì)論述。本論文還對(duì)控制系統(tǒng)的控制及功率部分硬件作了詳細(xì)的分析。最后本論文對(duì)軟件的具體實(shí)現(xiàn)作了具體的闡述。 根據(jù)本論文所述的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的無刷電機(jī)無位置傳感器DSP控制系統(tǒng)，可以獲得良好的速度控制性能。而且，DSP技術(shù)不僅使系統(tǒng)獲得了高精度，高可靠性，還簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的可靠性。具有控制靈活，智能水平高，參數(shù)易改等優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽： DSP 無刷直流電機(jī) 無位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-05-28
上傳用戶：Alibabgu
永磁無刷直流電機(jī)是近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī),由于采用了高性能的永磁材料和電子控制技術(shù),它具有單位體積轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)矩慣性比小,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高,調(diào)速特性好等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及家用電器等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用.該文討論了永磁無刷電機(jī)的電磁分析方法,提出了場(chǎng)路結(jié)合的分析方法并闡述了其原理,并以此對(duì)永磁無刷直流電機(jī)的電磁性能進(jìn)行了分析.該文著重于電機(jī)的設(shè)計(jì),結(jié)合了ANSYS有限元計(jì)算軟件與AutoCAD的二次開發(fā)技術(shù)建立了一套較完整和實(shí)用的CAD軟件,并以此軟件為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)制造了外轉(zhuǎn)子低速電機(jī)的樣機(jī)并對(duì)之進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,并將測(cè)試結(jié)果與通過軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較與分析.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 電磁分析
上傳時(shí)間： 2013-06-14
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由于低場(chǎng)磁共振自由感應(yīng)（FID-Free Induction Decay）信號(hào)十分微弱,信噪比低,所以信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試具有一定的困難.該文首先對(duì)低場(chǎng)磁共振電路系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了分析,并估算了低場(chǎng)磁共振的信號(hào)幅值,然后重點(diǎn)對(duì)天線接口和前置放大兩個(gè)電路模塊進(jìn)行了分析研究.天線接口電路是射頻發(fā)射電路、信號(hào)接收電路與磁體天線的接口電路.針對(duì)接收信號(hào)弱、信噪比低的情況,天線接口電路不但要實(shí)現(xiàn)天線的三個(gè)狀態(tài)（發(fā)射、泄放、接收）間的切換,而且要對(duì)信號(hào)進(jìn)行無源放大.該文在完成了天線接口電路功能分析后,建立了簡化模型,然后對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算,得出了滿足最大放大倍數(shù)和期望帶寬時(shí)的調(diào)試指導(dǎo)參數(shù),還據(jù)此設(shè)計(jì)了校驗(yàn)信號(hào)發(fā)生電路.前置放大電路主要完成磁共振FID信號(hào)的有源放大.該文在進(jìn)行了方案討論后,給出了具體的前置放大電路,并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行了靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算和動(dòng)態(tài)仿真分析,計(jì)算了增益系數(shù),分析了帶寬,并作了噪聲分析.該文還參照高頻電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn),分析了低場(chǎng)磁共振信號(hào)放大電路的噪聲干擾的來源、種類;討論了器件選擇、電路布板等方面的注意事項(xiàng);給出了減小噪聲干擾的一些具體措施.
標(biāo)簽： FID 磁共振 信號(hào)放大電路
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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作者在論文中系統(tǒng)地研究了目前新穎的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)——永磁同步電動(dòng)機(jī)及其數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上，探討了永磁電機(jī)的各種磁路結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)電抗及其它性能的影響，并分別討論了各種結(jié)構(gòu)在不同應(yīng)用場(chǎng)合的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇了表面凸出式磁路結(jié)構(gòu)，建立了手算電磁設(shè)計(jì)程序，進(jìn)行了多方案的優(yōu)選；探討了引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的原因和減小波動(dòng)的措施，采用了一系列諸如分?jǐn)?shù)槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節(jié)距等措施，成功地減小了力矩波動(dòng)，改善了伺服電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)特性；在電磁設(shè)計(jì)手算的基礎(chǔ)上，首次采用優(yōu)秀的數(shù)學(xué)工具軟件Mathcad2001進(jìn)行了Windows平臺(tái)下的PMSM機(jī)輔設(shè)計(jì)程序的開發(fā)，增加了可視性，并大大簡化了程序的開發(fā)，提高了設(shè)計(jì)效率，快速方便準(zhǔn)確地進(jìn)行了電機(jī)的電磁計(jì)算；應(yīng)用先進(jìn)的AutoCAD 2000繪圖軟件設(shè)計(jì)和繪制了全套電機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙；參加了樣機(jī)的全部試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo)，全面滿足了伺服系統(tǒng)用電機(jī)的高效率、高功率因數(shù)、小振動(dòng)、低噪音、低發(fā)熱、動(dòng)態(tài)性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統(tǒng)部分里，作者探討了永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向矢量控制理論，探討了快速電流跟蹤方法的實(shí)現(xiàn)；在永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了基于DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的方案，使用了最新推出的電機(jī)專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅(qū)動(dòng)IR2130芯片、軸角／數(shù)字量轉(zhuǎn)換RDC-19222芯片及串行通信轉(zhuǎn)換MAX232芯片，在消化了這些芯片的大量手冊(cè)和開發(fā)工具的資料后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，包括編寫和調(diào)試了部分DSP程序，設(shè)計(jì)和焊接了部分硬件電路板。這些預(yù)研工作為設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)數(shù)字化專用控制器打下了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 數(shù)字化 伺服控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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上傳時(shí)間： 2013-06-28
上傳用戶：onewq
該文通過研究直流調(diào)速系統(tǒng)雙向功率變換電路,提出一種ZCZVS Boost雙向DC/DC變換器與VVVF變頻調(diào)速器相結(jié)合,驅(qū)動(dòng)鼠籠型異步電機(jī)的節(jié)能型電動(dòng)車交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).該系統(tǒng)在功能上實(shí)現(xiàn)了車輛剎車減速或下坡制動(dòng)時(shí)能量的回饋,達(dá)到節(jié)能、提高能量使用效率和增加車輛行駛距離的目的;采用交流異步電機(jī),克服了傳統(tǒng)直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護(hù);采用ZCZVS技術(shù),降低了電磁干擾和損耗,提高了效率;另外,在逆變主電路中采用IPM模塊,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),節(jié)約了空間,提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)工作原理,進(jìn)行了拓?fù)浜蛥?shù)設(shè)計(jì),并完成一套300W樣機(jī)的制作,通過相應(yīng)的仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動(dòng)的電動(dòng)車輛.預(yù)計(jì)該系統(tǒng)在旅游風(fēng)景區(qū)、山城等將有很好的應(yīng)用前景.
標(biāo)簽： 節(jié)能 電動(dòng)車 交流
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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目前,在電壓互感器設(shè)計(jì)中,雖有人進(jìn)行過可靠性設(shè)計(jì)利優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究,但采用的方法仍為傳統(tǒng)方法.本文采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,它將有限元分析、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)利優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來,因此采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法得到的方案比利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的方案更加經(jīng)濟(jì)合理.首先,本文簡單介紹了電壓互感器的原理,描述了電壓互感器的分類、基本參數(shù)和誤差分析.第二,本文研究了電磁場(chǎng)有限元分析原理,介紹了麥克斯韋方程和電磁場(chǎng)微分方程.本文采用大型通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)電壓互感器進(jìn)行二維電磁場(chǎng)有限元分析,對(duì)電壓互感器建立了有限元數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)格剖分,對(duì)有限元模型加載了邊界條件并進(jìn)行了求解.研究了二維磁場(chǎng)分析單元PLANE53單元利電路模擬單元CIRCU124單元的特點(diǎn)及使用方法.第三,對(duì)電壓互感器的瓷套部分進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì).瓷套所受的彎曲負(fù)荷應(yīng)力很多,主要包括:風(fēng)力負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,地震負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,產(chǎn)品運(yùn)輸中傾斜產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力.本文研究了瓷套的應(yīng)力分布的確定方法,將多種應(yīng)力疊加在一起,推出了應(yīng)力分布參數(shù)的計(jì)算公式.瓷套的應(yīng)力、強(qiáng)度利各設(shè)計(jì)變量均可認(rèn)為服從正態(tài)分布,在設(shè)計(jì)時(shí)作為正態(tài)分布變量處理.本文應(yīng)用應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論,對(duì)電壓互感器瓷套的可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究.第四,研究了ANSYS軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,研究了采用ANSYS軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟和優(yōu)化工具及方法.利用ANSYS軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言與其OPT模塊,實(shí)現(xiàn)了有限元數(shù)值計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合.并以額定一次電壓35KV,額定二次電壓100V,額定頻率50HZ的電壓互感器為例,進(jìn)行了有限元分析計(jì)算利優(yōu)化設(shè)計(jì).根據(jù)電壓互感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)際情況,確定設(shè)計(jì)變量為繞組導(dǎo)線規(guī)格和鐵心結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化循環(huán)結(jié)束以后,可以選擇列出所有參數(shù)的數(shù)值,也可以只列出優(yōu)化變量,可以用圖顯示指定的參數(shù)隨序列號(hào)的變化情況,通過多方案的比較,得到最優(yōu)方案.將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于生產(chǎn)廠家,可節(jié)省研究開支,大大縮短開發(fā)周期,減少計(jì)算誤差,減少試驗(yàn)費(fèi)用,降低成本,提高產(chǎn)品的可靠性,因此本項(xiàng)目的研究具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.
標(biāo)簽： 電壓互感器 設(shè)計(jì)方法
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問題在當(dāng)今社會(huì)中受到越來越多的關(guān)注.能量回饋系統(tǒng)可以在減緩矛盾方面發(fā)揮重要作用,無論在減少能源的浪費(fèi)方面或是在新能源的利用開發(fā)上.主要運(yùn)用在功率電子負(fù)載、分布式發(fā)電和電機(jī)制動(dòng)能饋等場(chǎng)合.該文主要研究了能量回饋系統(tǒng).電力電子的逆變技術(shù)是能量回饋系統(tǒng)的核心部分,該文講述了電壓型逆變電路和電流型逆變電路在能量回饋系統(tǒng)中的工作實(shí)現(xiàn)原理.電壓型逆變電路是該文的重點(diǎn),針對(duì)中國電網(wǎng)的形式,對(duì)單相和三相逆變電路作了分析,討論了幾種控制策略的選擇,提出間接電流控制中相位幅值分別控制方法和直接電流控制中滯環(huán)控制方法在逆變器并網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)意義.電流型有源逆變利用移相調(diào)節(jié),適合大功率場(chǎng)合.文章的最后部分比較分析電流型和電壓型電路的性能特點(diǎn).數(shù)字化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),在具體實(shí)現(xiàn)能量回饋系統(tǒng)的過程中,該文也充分運(yùn)用數(shù)字式控制方式.在電流型逆變系統(tǒng)中,運(yùn)用可編程序控制器(PLC)作為控制核心,并在MCGS組態(tài)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)的通訊.在電壓型逆變系統(tǒng)中,將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制中心,實(shí)現(xiàn)外圍電路工作及其控制.在以上基礎(chǔ)上,分別研制了一臺(tái)大功率晶閘管電流型有源逆變器和一臺(tái)電壓型并網(wǎng)逆變器.
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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隨著電力電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為近代交流調(diào)速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動(dòng)系統(tǒng).然而,隨著電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,諧波污染問題也逐步顯現(xiàn).為了消除諧波,節(jié)能降耗,研究者做了大量的研究和分析.目前,在三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,對(duì)于整流過程所產(chǎn)生的諧波,已有過大量的分析和計(jì)算,并且研究出了精確的濾波方法,使整流部分輸出電壓近似為直流電壓.而對(duì)于逆變過程產(chǎn)生的諧波,大多只是定性分析,很少有定量計(jì)算的文獻(xiàn)出現(xiàn).該文首先對(duì)SPWM控制技術(shù)從原理上進(jìn)行了詳細(xì)的描述,指出了諧波問題的研究方向和諧波研究的意義.然后針對(duì)逆變器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),利用貝塞爾函數(shù)和傅里葉級(jí)數(shù)理論,分別對(duì)單相二階SPWM逆變器和三相SPWM逆變器的輸出電壓諧波的產(chǎn)生、大小和分布進(jìn)行了細(xì)致而具體的分析和計(jì)算.通過計(jì)算所得到的結(jié)果,以圖文的形式對(duì)諧波問題進(jìn)行了分析,得出了相應(yīng)的結(jié)論,并且對(duì)影響SPWM輸出電壓諧波頻譜分布的因素進(jìn)行了詳細(xì)的討論.該文還討論了諧波對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組磁動(dòng)勢(shì)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)矩以及銅耗的影響,為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)供電電壓諧波分析及附加損耗計(jì)算提供了參考.該文最后利用MATLAB軟件的SIMULINK中的電力系統(tǒng)庫,建立SPWM逆變電路的仿真模型.通過仿真,不但驗(yàn)證了數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)的正確性,而且為電力電子電路和電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種很好的仿真方法.
標(biāo)簽： SPWM 逆變供電 感應(yīng)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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