隨著電力電子器件、永磁材料、微機(jī)、新型控制理論和電機(jī)理論的發(fā)展,無(wú)刷直流電機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,近年來(lái)在各種驅(qū)動(dòng)、伺服和控制領(lǐng)域得到了迅速的推廣應(yīng)用。大功率無(wú)刷直流電機(jī)在國(guó)外已經(jīng)成功應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)效率、可靠性要求較高的場(chǎng)合,在國(guó)內(nèi),近年來(lái)也引起了廣泛興趣。本課題對(duì)大功率無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行預(yù)研,以?xún)膳_(tái)無(wú)刷直流電機(jī)樣機(jī)為研究對(duì)象進(jìn)行分析和電磁設(shè)計(jì)研究。首先計(jì)及電樞繞組電感,從分析換相過(guò)程入手,建立了三相星型六狀態(tài)工作模式下,電壓源型無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并基于此模型,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn),對(duì)該種無(wú)刷直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)、反電勢(shì)系數(shù)、機(jī)械特性和電樞等效電阻等進(jìn)行了深入研究,分析表明電樞繞組電感對(duì)上述各系數(shù)和特性存在較大影響,因此在大功率無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)和分析中,電樞繞組電感必須予以考慮。其次,本文對(duì)等效磁路法、電磁場(chǎng)有限元法和等效磁網(wǎng)絡(luò)法以及它們?cè)跓o(wú)刷直流電機(jī)電磁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了比較研究,提出了采用有限元法計(jì)算漏磁系數(shù)、計(jì)算極弧系數(shù)、電樞計(jì)算長(zhǎng)度和氣隙系數(shù),然后把它們應(yīng)用到等效磁路法中進(jìn)行空載特性計(jì)算,而采用電磁場(chǎng)有限元法分析負(fù)載特性的場(chǎng)路結(jié)合法。以此為基礎(chǔ),編制了無(wú)刷直流電機(jī)電磁設(shè)計(jì)軟件,并將其應(yīng)用于兩臺(tái)樣機(jī)的設(shè)計(jì),通過(guò)與電磁場(chǎng)有限元法計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性。最后對(duì)兩臺(tái)樣機(jī)的電樞反應(yīng)及其影響進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究,分析發(fā)現(xiàn)q軸電樞反應(yīng)是影響切向磁化結(jié)構(gòu)的無(wú)刷直流電機(jī)性能的主要因素,設(shè)計(jì)中需采取措施抑制q軸電樞反應(yīng)的影響。
標(biāo)簽: 大功率 分 無(wú)刷直流電機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文論述了基于ST7FMC的電動(dòng)摩托車(chē)控制系統(tǒng)的研究。 近年來(lái),由于燃油交通工具尾氣排放對(duì)城市空氣造成的嚴(yán)重污染,以及人們生活水平、環(huán)保意識(shí)的逐漸提高,綠色交通工具己成為時(shí)代發(fā)展的重要課題。考慮到我國(guó)目前的國(guó)情,發(fā)展電動(dòng)車(chē)具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機(jī)技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動(dòng)車(chē)的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場(chǎng)上大多數(shù)的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置,功能過(guò)于簡(jiǎn)單,不能充分發(fā)揮系統(tǒng)潛力及處理一些特殊的控制問(wèn)題。 提出了基于意法半導(dǎo)體芯片ST7FMC的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了低成本、高智能的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),能滿足更多應(yīng)用場(chǎng)合的需要。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了分析與研究: 首先,建立無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并分析其電機(jī)運(yùn)行特性。 其次,根據(jù)ST專(zhuān)用單片機(jī)的特點(diǎn)詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制策略:將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制,以保證調(diào)速性能和電流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器進(jìn)行速度的檢測(cè),比較精確;將相電流檢測(cè)設(shè)計(jì)成母線電流PWM On中點(diǎn)檢測(cè);采用了高性能的驅(qū)動(dòng)集成電路IR2136來(lái)驅(qū)動(dòng)MOSFET組成的全橋逆變電路;驅(qū)動(dòng)方式采用新型的凸形波驅(qū)動(dòng)控制方法。 最后,組裝了試驗(yàn)樣車(chē),通過(guò)實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)及實(shí)地運(yùn)行,驗(yàn)證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計(jì)的基于ST7FMC的電動(dòng)摩托車(chē)控制系統(tǒng)具有運(yùn)行性能良好、可靠性高的特點(diǎn),為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: ST7FMC 電動(dòng)摩托車(chē) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-17
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論文針對(duì)兩輪電動(dòng)車(chē)輛(EV)用稀土永磁(REPM)無(wú)刷同步電動(dòng)機(jī)(SM),分別進(jìn)行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術(shù)研究。論文在全面分析正弦波和方波無(wú)刷電機(jī)工作原理、調(diào)速控制方法及其性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分別對(duì)36VDC電動(dòng)自行車(chē)和96VDC電動(dòng)摩托車(chē)用稀土永磁無(wú)刷同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了正弦波、方波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)建和控制電路設(shè)計(jì)。 論文采用高集成度智能專(zhuān)用芯片與廉價(jià)的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號(hào),構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其外圍電路簡(jiǎn)單緊湊,克服了傳統(tǒng)SPWM信號(hào)產(chǎn)生方法中微處理機(jī)程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。同時(shí),采用專(zhuān)用PWM調(diào)制芯片和硬件邏輯器件構(gòu)成96VDC方波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),采用寬范圍輸入電壓的開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電,將直流電機(jī)系統(tǒng)常用的電流截止負(fù)反饋電路引入無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,提高了大功率方波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性,其原理樣機(jī)性能穩(wěn)定,負(fù)載電流可達(dá)30A。 兩種系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果分析對(duì)比表明:相同結(jié)構(gòu)的稀土永磁無(wú)刷同步電動(dòng)機(jī),采用正弦波或方波驅(qū)動(dòng)控制各有利弊。正弦波驅(qū)動(dòng)采用變頻調(diào)速,電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),利用弱磁調(diào)速,還可實(shí)現(xiàn)超高速恒功率運(yùn)行,但易于失步;而方波驅(qū)動(dòng)采用PWM調(diào)壓調(diào)速,電機(jī)則具有良好的控制特性,機(jī)械特性較硬,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,車(chē)輛提速快,適于爬坡,但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。 綜上所述,采用方波驅(qū)動(dòng)更適合于兩輪電動(dòng)車(chē)輛的運(yùn)行特點(diǎn),論文介紹的方波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽: 電動(dòng)車(chē)輛 驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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針對(duì)空間電壓欠量脈寬調(diào)制過(guò)程中存在的問(wèn)題,采用理論推演與軟件設(shè)計(jì)方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎(chǔ)上,利用T I 公司的 D S P電機(jī)控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設(shè)計(jì)了S V P W M的實(shí)現(xiàn)方法,并給出 j - 變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制仿真實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果表明此方法是切實(shí)可行V , J ,控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能,較高的控制效果,有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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低壓斷路器是電力系統(tǒng)中低壓配電網(wǎng)中的主要電器開(kāi)關(guān)之一,它不僅可以接通和分?jǐn)嗾X?fù)載電流和過(guò)載電流,而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鳌V饕陬l繁操作的低壓配電線路或開(kāi)關(guān)柜中作為電源開(kāi)關(guān)使用,并對(duì)線路、電器設(shè)備等實(shí)行保護(hù),當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過(guò)流、過(guò)載、短路、斷相、漏電等故障時(shí),能自動(dòng)切斷線路,起保護(hù)作用,應(yīng)用十分廣泛。智能控制器是斷路器上的保護(hù)裝置,也是斷路器的核心控制裝置。 20世紀(jì)90年代,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,斷路器的保護(hù)裝置己由傳統(tǒng)的電磁式過(guò)流脫扣器發(fā)展成采用集成電路的電子式脫扣器,直至目前出現(xiàn)了帶高性能微處理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),集測(cè)量、監(jiān)視、控制、通信、保護(hù)等功能于一體,在低壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 在本課題中,該智能控制器在硬件上以美國(guó)Microchip公司推出的公司生產(chǎn)的PIC148F448為核心處理器,主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集處理和斷路器的故障保護(hù),實(shí)時(shí)顯示線路運(yùn)行時(shí)電流或故障信息等。利用帶有CAN接口的高性能的PIC18F448單片機(jī)設(shè)計(jì)了CAN總線接口,給出了CAN接口的硬件電路、軟件流程。該電路具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了智能控制器與PC機(jī)的雙向通信功能,通過(guò)總線系統(tǒng)達(dá)到遙調(diào)、遙控的目的,使得智能控制器的性能得到增強(qiáng),符合配電系統(tǒng)的要求,達(dá)到了本課題研究要求。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具有慣量小、控制簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)良特性,因此在航天、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無(wú)刷直流電機(jī)在國(guó)外已經(jīng)成功應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)要求較高的場(chǎng)合,近年來(lái)在國(guó)內(nèi)也引起了廣泛的興趣。本課題針對(duì)輪式機(jī)器人,設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)并設(shè)計(jì)相應(yīng)控制系統(tǒng)。 首先,本課題分析了機(jī)器人用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、繞組連接,并對(duì)三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)星角接工作方式進(jìn)行比較,按照無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)兩種模式運(yùn)行、多極分?jǐn)?shù)槽等特點(diǎn)進(jìn)行局部設(shè)計(jì)。最終以爬坡時(shí)狀態(tài)為參考,經(jīng)過(guò)多次計(jì)算得到無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的初始設(shè)計(jì)方案。 其次,為了提高設(shè)計(jì)的可靠性及設(shè)計(jì)成本,本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來(lái)對(duì)所設(shè)計(jì)的電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。應(yīng)用Maxwell 2D軟件進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和校驗(yàn),以校核仿真結(jié)果參數(shù)能否與設(shè)計(jì)方案相吻合。 最后設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)并對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。控制系統(tǒng)CPU采用PIC16F877單片機(jī),它能夠提供最佳的性能價(jià)格比。系統(tǒng)采用IGBT 專(zhuān)用柵極驅(qū)動(dòng)集成電路IR2130,來(lái)控制系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)仿真采用MATLAB/SIMULINK軟件,檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)電機(jī)在系統(tǒng)中的性能。 結(jié)論,本課題主要包括五部分:無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)繞組連接分析,初始數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì),Maxwell對(duì)電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證,設(shè)計(jì)PIC單片機(jī)控制系統(tǒng),應(yīng)用MATLAB對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通過(guò)這五部,本文完成了輪式機(jī)器人用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)及相應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: 輪式機(jī)器人 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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為設(shè)計(jì)高性能、低損耗的電機(jī),需要準(zhǔn)確地分析電機(jī)鐵耗。本文從鐵磁材料的磁化特點(diǎn)出發(fā),以分離鐵耗模型為基礎(chǔ),對(duì)交變磁化以及旋轉(zhuǎn)磁化條件下鐵磁材料和電機(jī)的鐵耗進(jìn)行分析和計(jì)算,分別從理論和實(shí)踐角度著重就電機(jī)鐵耗計(jì)算和測(cè)量中的一些相關(guān)問(wèn)題作了深入研究。 按照分離鐵耗模型,鐵心損耗可以分成磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗。本文首先從交流磁滯回線的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā),在Preisach靜態(tài)磁滯模型的基礎(chǔ)上,利用極限磁滯回線的對(duì)稱(chēng)性,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立了Preisach人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯仿真模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵磁材料交流磁滯回線的理論計(jì)算,為磁滯損耗的理論分析和計(jì)算奠定了基礎(chǔ);為對(duì)交流磁滯回線進(jìn)行實(shí)測(cè),本文給出了一種采用愛(ài)潑斯坦方圈測(cè)量鐵磁材料交流磁滯回線與磁滯損耗的新方法,該方法克服了環(huán)形樣片測(cè)量法的不足,操作簡(jiǎn)單,且測(cè)量精度高,具有較好的實(shí)用價(jià)值。利用該方法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好地驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果。 對(duì)渦流損耗以及異常損耗的計(jì)算模型,本文系統(tǒng)地給出了其推導(dǎo)過(guò)程,對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)一步加以明確,并對(duì)模型的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。鐵磁材料異常損耗計(jì)算模型是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理推導(dǎo)而來(lái)的,模型中參數(shù)的確定涉及到鐵磁材料的微觀特性,本文給出了通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其參數(shù)的具體方法;考慮到工程中異常損耗計(jì)算模型是其理論模型的簡(jiǎn)化形式,文中對(duì)兩者的差別進(jìn)行了分析。 在分析電機(jī)鐵耗時(shí),既要考慮鐵心材料本身的損耗特性,也要考慮電機(jī)供電方式以及鐵心中磁場(chǎng)變化等因素對(duì)鐵耗的影響。在對(duì)鐵磁材料損耗特性分析的基礎(chǔ)上,本文考慮到局部磁滯回環(huán)對(duì)電機(jī)鐵耗的影響,推導(dǎo)了計(jì)及局部磁滯作用的電機(jī)鐵耗模型,并從理論上對(duì)C.P.Steinmetz的磁滯損耗經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了驗(yàn)證,從而明確了公式中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的物理意義;同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,分析了磁化頻率對(duì)磁滯損耗系數(shù)的影響,提出了在磁化頻率較高時(shí)分段確定磁滯損耗系數(shù)的方法;考慮到現(xiàn)代電機(jī)控制策略以及供電方式的多樣性,本文對(duì)正弦波、方波以及三角波電壓供電時(shí)鐵心材料的交變鐵耗模型分別進(jìn)行了推導(dǎo),給出了其解析表達(dá)式,并通過(guò)實(shí)測(cè)證明了模型的有效性;對(duì)SPWM這類(lèi)應(yīng)用較為廣泛的非正弦供電方式,推導(dǎo)了電機(jī)交變損耗的一般計(jì)算模型,分析了SPWM變頻器供電時(shí)電機(jī)鐵耗與變頻器參數(shù)的關(guān)系,給出了其關(guān)系的數(shù)量表達(dá)式; 同時(shí)采用改進(jìn)的愛(ài)潑斯坦方圈試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)非正弦供電條件下的鐵磁材料損耗和電機(jī)鐵耗進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 考慮到電機(jī)鐵心制造過(guò)程中沖壓對(duì)鐵心材料特性的影響,本文提出了一套簡(jiǎn)便的對(duì)鐵磁材料進(jìn)行沖壓影響研究的實(shí)驗(yàn)方法,利用該方法,有效地對(duì)材料的沖壓影響特性進(jìn)行了分析。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)了考慮沖壓影響時(shí)的鐵磁材料損耗的修正系數(shù),從而在傳統(tǒng)交變鐵耗分離模型的基礎(chǔ)上,建立了計(jì)及沖壓影響的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型。對(duì)模型中引入的沖壓影響修正系數(shù),給出了詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程和明確的計(jì)算方法,從而使傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)修正方法得到改善。 在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,除交變磁化外,同時(shí)還存在大量的旋轉(zhuǎn)磁化。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化的物理機(jī)理進(jìn)行了初步探討,分析了旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗特點(diǎn),系統(tǒng)介紹了當(dāng)前鐵磁材料旋轉(zhuǎn)磁化性能以及旋轉(zhuǎn)磁化損耗實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算的方法和手段。 在以上鐵耗理論的基礎(chǔ)上,充分考慮鐵心的非線性及磁滯特性,本文建立了一般條件下的鐵心動(dòng)態(tài)電路模型,并將該模型應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)鐵心等效電路中,推導(dǎo)了異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)鐵耗的分離等效電阻。以一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)為樣機(jī),采用以上鐵耗的動(dòng)態(tài)分離等效電阻,有效地對(duì)電機(jī)鐵耗進(jìn)行了分離,從而為深入研究電機(jī)的動(dòng)態(tài)鐵耗特性提供了便利。 論文最后以一臺(tái)永磁無(wú)刷直流電機(jī)為例,對(duì)電機(jī)的運(yùn)行特性以及鐵心損耗進(jìn)行了分析計(jì)算。分析中應(yīng)用場(chǎng)路結(jié)合法,建立了永磁無(wú)刷電機(jī)換流等效電路模型,采用鏡像法建立了深槽無(wú)刷電機(jī)電樞反應(yīng)分析模型;在電機(jī)鐵耗分析中,推導(dǎo)了考慮旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗工程計(jì)算模型,對(duì)樣機(jī)鐵耗進(jìn)行了理論計(jì)算,并通過(guò)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化條件下的樣機(jī)空載鐵耗進(jìn)行了測(cè)量,最終理論值與實(shí)測(cè)值吻合良好,證明了上述方法的有效性。
標(biāo)簽: 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 損耗 分
上傳時(shí)間: 2013-07-02
上傳用戶(hù):不挑食的老鼠
準(zhǔn)確計(jì)算電機(jī)鐵耗一直是困擾電機(jī)設(shè)計(jì)者的一個(gè)難題。傳統(tǒng)方法是假設(shè)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)僅是交變磁化的,根據(jù)鐵磁材料在交變磁化條件下測(cè)量的數(shù)據(jù),計(jì)算電機(jī)齒部和軛部由基波磁場(chǎng)造成的損耗,對(duì)于計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的誤差通過(guò)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來(lái)修正。這種方法對(duì)于已經(jīng)長(zhǎng)期制造和使用的電機(jī)而言勉強(qiáng)適用,對(duì)于近年來(lái)發(fā)展很快的永磁電機(jī)、高速電機(jī)和其他新結(jié)構(gòu)電機(jī),由于缺乏合適的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),導(dǎo)致此方法難以適用。眾多研究人員的成果已經(jīng)證明電機(jī)的鐵耗有相當(dāng)一部分是由旋轉(zhuǎn)磁化導(dǎo)致的,因此顧及旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型是本文的一個(gè)重要內(nèi)容。 本文從鐵磁材料的鐵耗入手,先研究鐵磁材料在交變磁化和旋轉(zhuǎn)磁化方式下的計(jì)算和測(cè)量方法,目的是得到鐵耗分立模型中磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗的計(jì)算系數(shù)。本文提出并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式的25cm愛(ài)潑斯坦方圈測(cè)試系統(tǒng),它可以測(cè)量在任何頻率和波形電源供電下硅鋼片的損耗,本文還在二維鐵耗測(cè)試系統(tǒng)中對(duì)硅鋼片在圓形旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明,在同樣頻率和磁密的條件下,旋轉(zhuǎn)磁化下的損耗要比交變磁化下的損耗大。本文提出了基于磁密軌跡的電機(jī)鐵耗計(jì)算模型,它只采用較容易獲得的交變磁化損耗系數(shù),但又能顧及到旋轉(zhuǎn)磁化帶來(lái)的影響。通過(guò)實(shí)際電機(jī)的計(jì)算和測(cè)試,表明軌跡法的計(jì)算結(jié)果在未經(jīng)任何系數(shù)修正的情況下就具有很好的精度,適合推廣使用。 軟磁復(fù)合材料是一種新型的粉末金屬材料,它具有渦流損耗小和易制造成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)電機(jī)等特點(diǎn)。為了探索這種材料在高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用和驗(yàn)證本文提出的鐵耗計(jì)算模型,本文成功地設(shè)計(jì)和制造了一臺(tái)采用軟磁復(fù)合材料的爪極式永磁電機(jī),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文通過(guò)三維有限元分析,對(duì)該電機(jī)的磁通、磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩和鐵耗等參數(shù)和性能的計(jì)算提出了計(jì)算方法。對(duì)該種電機(jī)的熱分析,本文提出了熱網(wǎng)絡(luò)法和磁熱耦合有限元法。由于鐵耗在高速電機(jī)總損耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通過(guò)映射剖分法,使磁場(chǎng)和熱場(chǎng)模型中的單元總數(shù)、大小和順序保持完全一致,軌跡法計(jì)算得到的各單元鐵耗直接耦合進(jìn)熱場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,得到了電機(jī)準(zhǔn)確的溫度分布。本文還進(jìn)行了高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析,合理地調(diào)整轉(zhuǎn)子的直徑、長(zhǎng)度和軸承位置,使轉(zhuǎn)子的自然共振頻率遠(yuǎn)離電機(jī)的工作頻率范圍。本文構(gòu)建了一測(cè)試平臺(tái)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)電機(jī)狀態(tài)測(cè)試,并通過(guò)假轉(zhuǎn)子法測(cè)量了電機(jī)鐵耗,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所用方法的可行性,得到的結(jié)論對(duì)軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用及爪極式電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析都具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-06-27
上傳用戶(hù):hjshhyy
選相控制開(kāi)關(guān)又稱(chēng)同步開(kāi)關(guān)或相控開(kāi)關(guān),其實(shí)質(zhì)就是控制開(kāi)關(guān)在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動(dòng)消除開(kāi)關(guān)過(guò)程所產(chǎn)生的涌流和過(guò)電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng),提高開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。本論文以電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償為背景,分析了隨機(jī)投切電容器組的暫態(tài)過(guò)程所帶來(lái)的各種危害,從而提出選相投切技術(shù);本文以真空開(kāi)關(guān)選相投切電容器組為研究對(duì)象,著重介紹了電容器組選相投切技術(shù)的相關(guān)理論,給出了電容器組選相投切的控制策略,為同步開(kāi)關(guān)選相控制器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作穩(wěn)定可靠,其出力特性能與真空開(kāi)關(guān)良好匹配,在中壓領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。相控真空開(kāi)關(guān)采用三相獨(dú)立操動(dòng)的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu),其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲(chǔ)能大容量電容器,通過(guò)多次的測(cè)試結(jié)果表明雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)能很好地滿足相控開(kāi)關(guān)的要求,是相控開(kāi)關(guān)的理想選擇。 IPM(智能功率模塊)作為一種新型的大功率開(kāi)關(guān)器件,以其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單(內(nèi)置驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路),低功耗,開(kāi)關(guān)速度快等特點(diǎn)成為越來(lái)越多設(shè)計(jì)者的首選,得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文討論了IPM在選相投切電容器組中的相關(guān)邏輯控制策略,光耦隔離驅(qū)動(dòng),IPM過(guò)流、過(guò)熱相關(guān)保護(hù)等內(nèi)容,設(shè)計(jì)了以DSP(TMS320LF2407A)為核心的永磁機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)信號(hào),經(jīng)過(guò)FIR數(shù)字濾波提取零點(diǎn),通過(guò)IPM控制大容量電容器放電來(lái)驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)斷路器在期望相位上分?jǐn)嗷蜿P(guān)合以減小暫態(tài)沖擊,并保證儲(chǔ)能電容器的一次儲(chǔ)能完成一次完整的O-C-O操作。 通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)測(cè)試,表明本系統(tǒng)已經(jīng)初步達(dá)到了設(shè)計(jì)所要達(dá)到的預(yù)期效果,為以后的研究以及同步控制控制系統(tǒng)的完善和優(yōu)化提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和參考。
標(biāo)簽: 并聯(lián)電容器組 相控 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶(hù):diets
本課題來(lái)源于重點(diǎn)航空研究項(xiàng)目——某型飛機(jī)電動(dòng)舵機(jī)用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無(wú)刷電機(jī)的研制,進(jìn)行雙余度無(wú)刷直流電機(jī)的控制技術(shù)及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.論文介紹以AT89C51單片機(jī)與SG3525脈寬調(diào)制控制器為核心的雙余度稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī)試驗(yàn)器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并對(duì)PWM調(diào)速控制、功率驅(qū)動(dòng)輸出及GAL邏輯綜合等電路進(jìn)行分析,提出并設(shè)計(jì)了電流截止負(fù)反饋電路實(shí)現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)和起動(dòng)時(shí)的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件工程化技術(shù).按照控制設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試、試驗(yàn)等規(guī)范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達(dá)到軟件的高可靠性和強(qiáng)壯性.無(wú)刷直流電機(jī)是典型的強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的系統(tǒng),并且飛機(jī)系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜,本文對(duì)系統(tǒng)的干擾源、傳播途徑等問(wèn)題進(jìn)行了研究,并提出相應(yīng)的軟、硬抗干擾措施使系統(tǒng)性能達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽: 無(wú)刷直流電機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 性能
上傳時(shí)間: 2013-07-21
上傳用戶(hù):FFAN
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