<cite id="kmiwm"></cite>
1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲(wèi)頻率超過20KHz以上的音波或機(jī)械振動，因此超音波馬達(dá)就是利用超音波的彈性振動頻率所構(gòu)成的制動力。超音波馬達(dá)的內(nèi)部主要是以壓電陶瓷材料作爲(wèi)激發(fā)源，其成份是由鉛（Pb）、結(jié)（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲(wèi)驅(qū)動源，以激振彈性體，稱此結(jié)構(gòu)爲(wèi)定子（Stator），將其用彈簧與轉(zhuǎn)子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，由於壓電材料的驅(qū)動能量很大，並足以抗衡轉(zhuǎn)子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數(shù)徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達(dá)數(shù)十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達(dá)的驅(qū)動能量要大的許多。超音波馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)爲(wèi)：1，轉(zhuǎn)子慣性小、響應(yīng)時(shí)間短、速度範(fàn)圍大。2，低轉(zhuǎn)速可產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構(gòu)造簡單，體積大小可控制。5，不須經(jīng)過齒輸作減速機(jī)構(gòu)，故較爲(wèi)安靜。實(shí)際應(yīng)用上，超音波馬達(dá)具有不同於傳統(tǒng)電磁式馬達(dá)的特性，因此在不適合應(yīng)用傳統(tǒng)馬達(dá)的場合，例如：間歇性運(yùn)動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設(shè)備、視聽音響、照相機(jī)及光學(xué)儀器等皆可應(yīng)用超音波馬達(dá)來取代。
標(biāo)簽： 超聲波電機(jī)
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壓電陶瓷換能器在醫(yī)學(xué)超音波儀器的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制 PDF版
標(biāo)簽： 異步電動機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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計(jì)算電磁場的矩量法 pdf版
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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專輯類-執(zhí)行器件相關(guān)專輯-43冊-296M 異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制-148頁-PDF版.pdf
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專輯類-微波相關(guān)專輯-共31冊-341M 計(jì)算電磁場的矩量法-261頁-2.9M-pdf版.pdf
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文研究了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制理論、轉(zhuǎn)矩波動抑制方法、數(shù)字仿真算法和DSP控制技術(shù).首先,該文介紹了無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制原理,比較了目前幾種常用的無位置傳感器控制方法,提出了基于徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無位置傳感器控制方法.通過離散化位置信號的映射方程,得到網(wǎng)絡(luò)的基本輸入輸出,網(wǎng)絡(luò)的輸出通過邏輯處理,處理后的結(jié)果作為電機(jī)控制信號,同時(shí)也作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練教師.采用在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)兩種方式訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò),并詳細(xì)介紹了兩種方式的算法;其次,該文概述了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動的產(chǎn)生原因,重點(diǎn)分析了換相轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生的原理,提出了基于誤差反傳（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)矩波動抑制新方法.采用兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同三層網(wǎng)絡(luò),建立了電壓自校正調(diào)節(jié)器,對電機(jī)端電壓進(jìn)行瞬時(shí)調(diào)節(jié),保持電路中電流幅值不變,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩波動的自適應(yīng)調(diào)節(jié).另外,該文推導(dǎo)了較全面的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)研究了無刷直流電機(jī)仿真中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù),包括氣隙磁場的建立、位置信號的模擬、中心點(diǎn)電壓的計(jì)算、二極管續(xù)流狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)以及PWM電流控制的仿真.采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（OOP）方法,設(shè)計(jì)了多功能的仿真軟件SIMOT.最后該文介紹了數(shù)字信號處理器（DSP）TMS320LF2407的結(jié)構(gòu)和性能,給出了PWM控制和A/D轉(zhuǎn)換的算法,采用反電勢法原理實(shí)現(xiàn)了無位置傳感器控制,并給出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
標(biāo)簽： ANN 無刷直流電機(jī) 無位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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永磁同步電動機(jī)以其效率和功率因數(shù)高而在油田抽油機(jī)、風(fēng)機(jī)水泵、礦山機(jī)械等場合有廣闊的應(yīng)用前景.為了取代油田抽油機(jī)上配置不合理的感應(yīng)電動機(jī),該文研究了提高永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩、效率和功率因數(shù)、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍的措施,分析了永磁體分散性和使用環(huán)境對永磁同步電動機(jī)性能的影響,并且試制了一臺樣機(jī),對其進(jìn)行了試驗(yàn)研究.該文的主要研究工作如下:1、對永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了分析和研究;2、提出了提高效率和功率因數(shù)、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍的技術(shù)關(guān)鍵;3、分析了使用環(huán)境和永磁體分散性對永磁同步電動機(jī)性能的影響;4、研制了一臺22kW、6極永磁同步電動機(jī)樣機(jī),并進(jìn)行了試驗(yàn)研究.
標(biāo)簽： 起動 永磁同步電動機(jī) 轉(zhuǎn)矩
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對永磁同步電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢有了一個(gè)比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的機(jī)理,并提出了一套相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩直接控制方案,建立了仿真和試驗(yàn)平臺,進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,獲得了有價(jià)值的研究成果.該文的主要內(nèi)容包括:(1)由空間矢量模型推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的磁鏈、電壓和轉(zhuǎn)矩的公式,描述了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的基本控制機(jī)理,分析了永磁同步電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接控制方式上的不同之處以及轉(zhuǎn)矩直接控制對永磁同步電機(jī)的要求.(2)在對永磁同步電機(jī)運(yùn)行機(jī)理的分析基礎(chǔ)之上,討論了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制系統(tǒng)中各個(gè)控制子模塊的功能和具體的實(shí)現(xiàn)方式,提出了一套永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的具體實(shí)施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制仿直模型,對所出的控制方案進(jìn)行了仿真分析.(3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進(jìn)行了永磁同步電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn).
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 轉(zhuǎn)矩 直接控制
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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開關(guān)磁阻電機(jī)（SR電機(jī)）驅(qū)動系統(tǒng)（SRD）是一種先進(jìn)的機(jī)電一體化裝置，但是其較大的振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動問題制約了SRD的廣泛應(yīng)用。本文以減小SR電機(jī)振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動為主題展開理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容有：由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機(jī)噪聲的主要根源，因此徑向力的分析和計(jì)算是研究SR電機(jī)振動噪聲的基礎(chǔ)。本文利用磁通管法推導(dǎo)出徑向力的解析表達(dá)式，定性分析了徑向力與電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)虛位移原理，推導(dǎo)出基于矢量磁勢的電磁力計(jì)算公式。該計(jì)算方法求解電磁力時(shí)只需進(jìn)行一次磁場計(jì)算，不但減小了計(jì)算量，同時(shí)計(jì)算精度較傳統(tǒng)虛位移法高。利用這一計(jì)算方法，求出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的轉(zhuǎn)矩及徑向力的精確數(shù)值解。針對在SRD性能仿真時(shí)，傳統(tǒng)的非線性插值不但耗時(shí)，而且對有限元計(jì)算數(shù)據(jù)量要求高的問題，本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性模型辨識能力，成功進(jìn)行了SR電機(jī)磁鏈反演和轉(zhuǎn)矩計(jì)算的模型訓(xùn)練，最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SR電機(jī)精確解析數(shù)學(xué)模型。因?yàn)镾R電機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關(guān)系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機(jī)主要尺寸的確定；接著從對稱性、力波階數(shù)等角度研究了SR電機(jī)相數(shù)及繞組連接方式、極數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)的選擇問題。并對一些常用的降低電機(jī)機(jī)械噪聲的措施和方法進(jìn)行了綜述。系統(tǒng)振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統(tǒng)的運(yùn)動方程出發(fā)，導(dǎo)出了從激振力到振動加速度的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的自由振動解；然后利用機(jī)電類比法得出了SR電機(jī)定子系統(tǒng)的固有頻率以及振動振幅的解析解，定性分析了影響振動振幅的各種因素；最后利用基于能量法的有限元解法，通過建立不同的散熱筋結(jié)構(gòu)形式、高度、根數(shù)以及形狀的SR電機(jī)三維有限元模型，分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結(jié)構(gòu)是高度高、根數(shù)多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結(jié)論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機(jī)三維有限元模型，分析得出了加強(qiáng)繞組剛度可以提高系統(tǒng)低階固有頻率的結(jié)論。通過比較實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的模態(tài)分析結(jié)果和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)了模態(tài)分析的有效性。仿真是計(jì)算SRD系統(tǒng)性能和預(yù)估電機(jī)振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統(tǒng)的非線性動態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上，對SRD系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)性能仿真、動態(tài)性能仿真以及負(fù)載突變仿真。接著利用穩(wěn)態(tài)性能仿真，綜合考慮最大平均轉(zhuǎn)矩和效率這兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，對SR電機(jī)的開關(guān)角進(jìn)行了優(yōu)化。最后結(jié)合由磁場有限元計(jì)算得到的徑向力數(shù)據(jù)表和穩(wěn)態(tài)性能仿真，通過非線性插值得到徑向力的波形，然后對徑向力波形進(jìn)行了頻譜分析，從而找到其主要的諧波分量。在電機(jī)設(shè)計(jì)階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機(jī)定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機(jī)噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機(jī)減振降噪是必不可少的。本文理論推導(dǎo)出三步換相法的時(shí)間參數(shù)取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻(xiàn)的結(jié)論在阻尼比較小時(shí)有更好的減振效果。針對SR電機(jī)運(yùn)行中可能出現(xiàn)多個(gè)模態(tài)振形被激發(fā)出來的情況，利用數(shù)值優(yōu)化法對三步換相法的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使得減振效果整體最佳，所提的數(shù)值優(yōu)化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上，針對其不足之處，提出了轉(zhuǎn)矩定頻控制取代內(nèi)滯環(huán)的方法、開始重疊區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制方法、最佳開關(guān)角度二次優(yōu)化法和時(shí)間參數(shù)優(yōu)化的三步換相法等新的控制方案。動態(tài)仿真證明這些方案是切實(shí)有效的，達(dá)到了預(yù)期效果。最后在直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的每一次轉(zhuǎn)矩?cái)夭ǘ际褂萌綋Q相法，和在相關(guān)斷時(shí)刻根據(jù)實(shí)際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機(jī)振動噪聲，并提出了考慮減振要求的開關(guān)頻率設(shè)計(jì)方法，最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。設(shè)計(jì)并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機(jī)控制器。根據(jù)控制策略要求，選用了不對稱半橋功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；出于降低成本以及提高可靠性考慮，采用了MOSFET雙路并聯(lián)電路方案。在控制軟件中實(shí)現(xiàn)了本文所提出的降低SR電機(jī)振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。本文最后對實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量實(shí)驗(yàn)，對比轉(zhuǎn)矩測量值與轉(zhuǎn)矩有限元計(jì)算值，驗(yàn)證了磁場有限元計(jì)算的有效性。然后對實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了空載與負(fù)載、電流控制與轉(zhuǎn)矩控制、低速斬波與高速單波、是否采用兩步或三步換相法等一系列對比運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，對比各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，充分證實(shí)了本文所提出的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔(dān)了國家十·五863計(jì)劃電動汽車重大專項(xiàng)：“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)”（2001AA501421）。本文的研究是在該項(xiàng)目的資助下完成，并且本文關(guān)于電機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式、散熱筋結(jié)構(gòu)和機(jī)械降噪措施等的結(jié)論已在該項(xiàng)目的60kW實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上得到證實(shí)。
標(biāo)簽： 開關(guān)磁阻電機(jī) 減 降噪
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