三層結構下反求工程CAD/CAM/CAE系統集成
上傳時間: 2013-07-24
上傳用戶:eeworm
C語言趣味程序百例精解——繪制曲線,不定方程求整數解,邏輯推理等
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:waitingfy
開關磁阻電機(SR電機)驅動系統(SRD)是一種先進的機電一體化裝置,但是其較大的振動噪聲和轉矩脈動問題制約了SRD的廣泛應用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內容有:由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機噪聲的主要根源,因此徑向力的分析和計算是研究SR電機振動噪聲的基礎。本文利用磁通管法推導出徑向力的解析表達式,定性分析了徑向力與電機結構參數等之間的關系。根據虛位移原理,推導出基于矢量磁勢的電磁力計算公式。該計算方法求解電磁力時只需進行一次磁場計算,不但減小了計算量,同時計算精度較傳統虛位移法高。利用這一計算方法,求出了實驗樣機的轉矩及徑向力的精確數值解。針對在SRD性能仿真時,傳統的非線性插值不但耗時,而且對有限元計算數據量要求高的問題,本文利用人工神經網絡強大的非線性模型辨識能力,成功進行了SR電機磁鏈反演和轉矩計算的模型訓練,最后建立了基于人工神經網絡的SR電機精確解析數學模型。因為SR電機本體結構形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機主要尺寸的確定;接著從對稱性、力波階數等角度研究了SR電機相數及繞組連接方式、極數、并聯支路數的選擇問題。并對一些常用的降低電機機械噪聲的措施和方法進行了綜述。系統振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統的運動方程出發,導出了從激振力到振動加速度的傳遞函數和系統的自由振動解;然后利用機電類比法得出了SR電機定子系統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構形式、高度、根數以及形狀的SR電機三維有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結構是高度高、根數多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機三維有限元模型,分析得出了加強繞組剛度可以提高系統低階固有頻率的結論。通過比較實驗樣機的模態分析結果和運行實驗結果,證實了模態分析的有效性。仿真是計算SRD系統性能和預估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統的非線性動態仿真模型的基礎上,對SRD系統進行了穩態性能仿真、動態性能仿真以及負載突變仿真。接著利用穩態性能仿真,綜合考慮最大平均轉矩和效率這兩個優化目標,對SR電機的開關角進行了優化。最后結合由磁場有限元計算得到的徑向力數據表和穩態性能仿真,通過非線性插值得到徑向力的波形,然后對徑向力波形進行了頻譜分析,從而找到其主要的諧波分量。在電機設計階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機減振降噪是必不可少的。本文理論推導出三步換相法的時間參數取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻的結論在阻尼比較小時有更好的減振效果。針對SR電機運行中可能出現多個模態振形被激發出來的情況,利用數值優化法對三步換相法的時間參數進行了優化,使得減振效果整體最佳,所提的數值優化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉矩控制的基礎上,針對其不足之處,提出了轉矩定頻控制取代內滯環的方法、開始重疊區域的轉矩控制方法、最佳開關角度二次優化法和時間參數優化的三步換相法等新的控制方案。動態仿真證明這些方案是切實有效的,達到了預期效果。最后在直接瞬時轉矩控制的每一次轉矩斬波都使用三步換相法,和在相關斷時刻根據實際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機振動噪聲,并提出了考慮減振要求的開關頻率設計方法,最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略。設計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據控制策略要求,選用了不對稱半橋功率電路拓撲結構;出于降低成本以及提高可靠性考慮,采用了MOSFET雙路并聯電路方案。在控制軟件中實現了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進行了靜態轉矩的測量實驗,對比轉矩測量值與轉矩有限元計算值,驗證了磁場有限元計算的有效性。然后對實驗樣機進行了空載與負載、電流控制與轉矩控制、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行實驗,對比各種實驗結果,充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔了國家十·五863計劃電動汽車重大專項:“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及其控制系統”(2001AA501421)。本文的研究是在該項目的資助下完成,并且本文關于電機本體結構形式、散熱筋結構和機械降噪措施等的結論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。
上傳時間: 2013-07-05
上傳用戶:13081287919
文中設計完成了以數字信號處理器DSP為控制核心,以智能控制功率模塊IPM為驅動,以無刷直流電機作為伺服電機的一套高性能的電梯門機交流伺服系統。 論文闡述了設計的目的,給出了電機的選擇,介紹了無刷直流電機的優點;說明了門機運行曲線的形成及加減速運行時按S曲線方式運行的優點,并給出了加減速運行時S曲線的具體形成方法;針對門機控制系統的控制策略進行了詳細的研究,將自適應控制理論引入了電梯的門機控制系統中,并針對模型參考自適應控制的方法進行了分析,該方法的實施使系統的性能得到了提高。 系統采用TMS320LF2407A作為電梯的門機控制系統的核心控制器,對TMS320LF2407A作了詳細的介紹。文中對系統采用了全數字化設計,完成了總體硬件電路的設計,主要包括計算控制電路、信號采集電路、鍵盤輸入及顯示電路、驅動及保護電路等,并對每一部分電路的設計進行了具體的說明;驅動電路選用了智能控制功率模塊IPM,并針對所選模塊進行了說明。 在系統軟件設計中,采用對曲線進行離散的方式,給出了門機運行的參考模型,并根據采集的信號與參考模型進行對比,求出加/減速運行時S曲線實現的補償算法;并針對運行參數變化的影響,提出了對門機系統進行自適應控制的方法,給出了系統軟件的流程。 通過對系統的硬件及軟件的設計,實現了對電梯門機系統安全、可靠、平穩控制的目的。
上傳時間: 2013-06-22
上傳用戶:哇哇哇哇哇
直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態,是指在變壓器的勵磁電流中出現了直流分量。在直流輸電系統中,由于換流站的工作特性,有直流電流分量流過換流變壓器的繞組,產生直流偏磁現象,這一現象將對換流變壓器的正常運行產生不利的影響,如勵磁電流發生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此,從電磁場的角度分析這一現象是必要的。 由于鐵磁材料的非線性,不能應用疊加原理分析直流偏磁時的勵磁情況。為此,本文應用了二維瞬態場路直接耦合有限元法,借助大型有限元分析軟件Ansoft,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器空載運行狀態下的勵磁電流波形情況,結果表明,直流偏磁使鐵心中的磁通密度發生偏移,對應的勵磁電流波形呈現正負半波極不對稱的形狀,并且直流偏磁量越大勵磁電流的畸變越嚴重。 在求出直流偏磁量與勵磁電流峰值關系的基礎上,應用一種基于鐵心空載損耗數據的方法,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器鐵心損耗情況,結果表明,隨著直流偏磁電流的增加,鐵心損耗也會隨之增加,這會導致鐵心溫升上升,嚴重時會導致鐵心局部過熱,影響變壓器的正常運行。 在漏磁場分析中,討論了變壓器漏磁場的類型和作用,經過合理簡化,建立了換流變壓器二維漏磁場計算模型,應用二維瞬態場路直接耦合有限元法,分析了不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器漏磁場分布情況,結果表明,隨著直流偏磁量的增加,不同位置處漏磁場分量的變化規律基本不變,但漏磁在增加,且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時間: 2013-06-25
上傳用戶:zxc23456789
永磁電動機相比其他類型的電動機其性能指標突出,將廣泛應用于各個行業。但是隨著電機工業朝著大容量、高功率密度、小體積的趨勢發展,永磁電動機溫升與其它各項指標在配合上發生了分歧。為了解決這些問題,就要對永磁電機進行合理的冷卻設計及溫度計算。永磁電機的溫升計算除了要考察定子繞組處的受熱,同時也要兼顧永磁體的溫度情況‰本文對永磁電機的溫度計算及冷卻系統進行了如下分析設計: 首先,通過電磁學與傳熱學、流體力學等邊緣學科,對永磁電機進行溫度場分析。其中對自冷徑向永磁電機溫度場進行詳細地分析與計算。利用等效熱網絡法,即離散網格,使參數集中化,列出方程組,解出各剖分點的溫度值。采用與其相對應的經驗公式及實驗結果確定永磁電機的散熱系數。 其次對徑向永磁電機的損耗分布進行說明,不僅從數量上對槽內繞組損耗和端部繞組損耗做出了區分,而且從理論上對定子軛部和定子齒部的損耗進行分析,以確保在損耗分布上盡量使誤差減少。其次利用ANSYS、ANSOFT軟件,采用有限元方法對永磁電機穩態、瞬態時的溫度分布情況進行分析。利用上述方法對TYJS機床電機4.4kW-3000進行分析,比較其理論值與實驗值之問的誤差,結果比較滿意。 最后,本文對5kW-450雙定子-單轉子盤式電機的溫度場進行分析。由于徑向電機與盤式電機在結構上的區別,分別對盤式電機的損耗分布、散熱系數的求取等不同之處與徑向電機進行比較。對盤式電動機外部冷卻系統的設計上,采用假定系數法,反推風扇結構,合理地設計了該樣機的冷卻系統。通過以上的分析,能夠較準確計算電機的溫度值,從中得出其局部過熱點。這樣給電機的改進和研制都帶來了方便。
上傳時間: 2013-06-14
上傳用戶:szchen2006
隨著電力電子技術的迅速發展和推廣應用,利用計算機仿真對電力電子電路進行分析和研究得到了日益廣泛的重視。盡管目前一些仿真軟件都有比較強大的功能,可以利用它們來完成某些電力電子裝置的某些分析工作,但是由于器件模型的限制和電力電子裝置負載的復雜性,使得這些軟件并不能完成對于電力電子裝置所要進行的所有分析要求,特別是當其被用于電力電子裝置故障運行的仿真。針對上述問題,本論文在研究器件建模方法和裝置仿真方法的基礎上,運用C++語言開發了一個可專門用于電力電子裝置仿真分析的程序。 本課題首先對于各種電力電子器件進行建模。在對各種元器件特性深入研究的基礎上利用已知的電路原理和建模方法,抓住各具體電力電子器件的主要特征,建立其電路及邏輯仿真模型。由于本論文中研究的是電力電子裝置作為一個整體的特性,所以在對器件電路模型的建模過程采用高層次的電路模型,即理想開關模型和雙極性電阻模型。器件的邏輯模型則是通過皮特里網絡來實現,根據仿真的目的可建立不同精細程度的邏輯模型。因為器件邏輯模型的建模過程中采取的逐步細化的原則與面向對象程序設計中自頂而下,逐步求精的思想不謀而合,所以在仿真程序中采用C++語言對所建立的器件模型進行描述。 針對電力電子裝置的非線性,病態特性和其負載的復雜性,使用階段仿真的思想進行程序設計。確定了仿真程序的總體結構,并實現了程序的模塊化設計。利用通用的狀態變化檢測模塊和兼容性檢測模塊在程序中確定電路結構發生變化的精確時刻,它們獨立于具體的電路結構。狀態方程模塊和輸出方程模塊雖然與具體的電路結構相關,但是亦可將其設計為模塊的形式,針對不同的電路結構僅需改變模塊中對于狀態方程和輸出方程的描述。鑒于數值計算方法對于仿真結果的重要性,本論文中討論了幾種數值積分方法的特點及適用范圍,并在程序用編寫了幾種常用的算法,以供用戶選擇。通過對于瓦格納斬波器、三相全控整流橋和三相半控整流橋的仿真驗證仿真程序的正確性和實用性。
上傳時間: 2013-07-16
上傳用戶:bhqrd30
永磁同步發電機由于一系列高效節能的優點,在工農業生產、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應用,并且受到許多學者的關注,其研究領域主要涉及永磁同步發電機的設計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學基金項目《無刷無勵磁機諧波勵磁的混合勵磁永磁電機的研究》的課題,主要研究永磁電機的電磁場空載和負載計算,求出永磁電機的電壓波形和電壓調整率,為分段式轉子的混合勵磁永磁電機的研究奠定基礎,主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發電機的基本原理,包括永磁同步發電機的結構形式和永磁同步發電機的運行性能,采用傳統解析理論給出了電壓調整率的計算方法及外特性的計算模型;然后用有限元ANSYS對永磁同步發電機樣機進行實體建模,經過定義分配材料、劃分網格、加邊界條件和載荷、求解計算等,得到矢量磁位Az、磁場強度H、磁感應強度B等結果,直觀地看出電機內部的磁場分布情況。 其次根據電磁場計算結果,應用齒磁通法對其進行后處理。該方法求解轉子在一個齒距內不同位置處的磁場,以定子齒的磁通為計算單位,根據繞組與齒的匝鏈關系,計算出磁鏈隨時間的變化,進而得到永磁同步發電機空、負載時電壓大小及波形。通過計算結果寫實驗結果對比,驗證了齒磁通法的正確性,為計算永磁同步發電機各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對永磁同步發電機的外特性進行了深入研究,定量分析了結構參數對外特性的影響規律,提出了有效降低電壓調整率的方法的是:增加氣隙長度g的同時,適當增加永磁體的磁化方向的長度hm;此外,要盡量的減少每相串聯匝數N和增大導線面積以減小阻抗參數。通過改變電機的結構參數,對其電磁場進行計算,找到永磁電機電壓調整率的變化規律,為加電勵磁的混合勵磁永磁電機做準備,達到穩定輸出電壓的目的。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:15853744528
隨著太陽能發電技術的日益成熟,太陽能的發電應用在世界范圍內得以迅速推廣。因此,太陽能光伏發電系統設計的作用越來越被人們所重視。 在現階段,光伏發電系統的設計主要以系統工程師的設計為主,很少有計算機輔助的成分,因此設計出的方案帶有較大的主觀性和不確定性。由于光伏發電系統的設計過程中涉及到的數據量很大,所以工程師在設計過程中難免會忽略甚至錯誤地計算某些數據,從而導致部分資源沒能得到合理地利用。如果能將計算機輔助設計融入到光伏發電系統的設計中來,一是可以大量節省光伏系統設計的時間,二是可以確保設計出的方案具有較高的實用性,并且可以使各種資源得到最大的利用。 國外目前應用的光伏系統設計相關軟件主要有:德國西門子的PVDesigner,瑞士的PVSyst,加拿大的RETScreen,德國的PVSOL等。而國內在光伏系統設計方面的軟件產品幾乎為空白,因此開發一款適合在國內使用的光伏系統輔助設計軟件具有重要的意義。 綜上所述,本課題有較大的需求空間,并具有廣闊的發展前景,對發展國內光伏發電系統具有深遠的意義,同時具備應用和研究價值。筆者建立了光伏發電系統輻射量計算的數學模型,并根據數學模型應用Visual C#開發出適用于Windows平臺的光伏系統輔助設計軟件。該設計軟件除了能進行一般的數據計算之外,更重要的是能自動地求出太陽電池組件、逆變器數目以及它們各自的串并聯數目,為光伏發電系統的設計者解決設計中最為困難的問題,省去設計者大量的重復而復雜的分析和計算,為光伏發電系統的應用打開一扇方便之門。而通過實例驗證,筆者設計的光伏系統輔助設計軟件可為光伏發電系統提供較為合理的配置方案。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:semi1981
太陽能作為一種新型能源以其清潔、儲量大、無污染等優點使其利用越來越受到人們的重視,而光伏發電技術的應用更是人們普遍關注的焦點。本文主要研究了光伏并網發電系統的控制方法。由于目前光伏電池的價格高,轉換效率比較低,為了降低系統造價和有效的利用太陽能,對光伏并網系統的控制方法的研究顯得尤為重要。 本文針對光伏并網發電系統的特點,將其分為三部分進行研究。研究了光伏電池的工作原理及輸出特性,在此基礎上建立了其仿真模型。利用PSIM仿真軟件對不同環境及不同日照強度下的太陽能電池輸出特性進行了仿真。仿真與實測數據的對比驗證了其仿真模型的正確性,為后續的仿真奠定基礎。 光伏板的最大功率點的控制是實現光伏并網高效率的輸出的必要條件。采用基于模糊控制的方法求取最大功率點驅動boost升壓變換器,用以實現最大功率點跟蹤和控制。針對電導增量法和干擾法的不足,研究了基于模糊控制的方法。從仿真及實驗的結果均能看出系統的穩態功率損耗大大縮小,提高了其穩態性能。 闡述了并網逆變器的工作原理和控制策略。基于逆變控制方法的研究,對系統進行了仿真與實驗。其中控制方法采用電流滯環跟蹤控制。從仿真及實驗結果中可以看出實現了輸出功率因數為1的控制目標。 開發了光伏并網的實驗系統,設計了基于DSP的最大功率點控制系統和逆變并網系統。實驗結果表明,本文采用的控制策略和設計方法是可行有效的,主電路和控制電路的設計是合理的。
上傳時間: 2013-07-28
上傳用戶:yepeng139