能量变换器是一种新型高压发电机,采用高压交联聚乙烯(XLPE)电缆作为定子绕组,这种革新结构使其能够输出高电压,从而可以直接并网。因此,对能量变换器的运行进行系统地研究是极为必要的。本文针对能量变换器小值振荡和稳定性进行了深入地研究。 本文首先介绍了能量变换器的发展背景和国内外的研究现状,详尽分析了研究大型同步发电机和能量变换器稳定性的意义。 然后,本文对能量变换器静态稳定运行进行了分析,建立了能量变换器静态稳定运行时的数学模型,推导出了能量变换器静态稳定功率特性和静态稳定功率极限的表达式。并分析了励磁调节对能量变换器静态功率特性的影响,应用对比研究的方法,证明了能量变换器的静态稳定储备系数和静态稳定功率极限都比传统同步发电机高。 本文同时结合能量变换器样机参数,系统分析了其稳态小值振荡的物理过程,推导了能量变换器小值振荡时的整步转矩系数、阻尼转矩系数和电流、转矩、电磁功率各微变量的表达式,并通过仿真分析,归纳出了不计定子电阻和线路阻抗时能量变换器相应微变量的变化规律。此外,本文对考虑励磁调节作用时小值振荡各微变量的变化进行了仿真研究,给出了此状态下相应微变量的变化规律。 最后,本文对能量变换器系统在线路发生单相短路、相间短路和两相接地短路故障时的物理过程进行了分析,绘制了能量变换器正常运行和故障运行时的电气图与等值电路,结合等值电路推导了能量变换器相应故障状态下的功率表达式,并通过仿真分析与对比研究,给出了能量变换器系统在线路发生单相短路、相间短路和两相接地短路故障时的极限切除时间,得到了能量变换器的动态稳定极限。 本文所得结论对能量变换器合理可靠的设计及运行提供了依据,具有一定的理论意义和实用价值。
上传时间: 2013-04-24
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永磁无刷直流电动机体积小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工业、车辆、家电、计算机及军事等诸多领域得到广泛应用,尤其在电动车应用领域倍受青睐,是当前电动车电动机研发的热点.可以预见,随着永磁材料和电力电子器件的价格的进一步降低,以及无刷直流电机驱动的理论研究和实践应用的不断完善和提高,永磁无刷直流电机及其控制系统将在很多场合有广泛的应用前景.该文通过大量的文献资料阅读,在对永磁无刷直流电机的发展和现状有了一个整体了解的基础上,针对复合式转子结构永磁无刷直流电机研制了一套弱磁恒功率控制系统,提出一种"双模控制"的控制策略,成功的实现了基速以下恒转矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.该文的主要内容包括:首先介绍了永磁无刷直流电机的应用现状和基本原理,以及永磁无刷直流电机弱磁恒功率控制运行机理和难点;其次,对采用复合式永磁无刷直流电机本体的弱磁控制,详述了其本体结构和整套控制系统,给出了硬件电路和软件编程,提出了相关控制策略;最后,系统成功运行,获得了相关实验数据和波形,验证了控制策略和系统设计的正确性.
上传时间: 2013-04-24
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永磁无刷直流电动机是一种先进的集电力电子变换器与永磁电机本体于一体的机电一体化系统,它既具备交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的一系列优点,又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的诸多特点.正是由于这些原因,自上世纪末起,逐渐形成永磁无刷直流电机的研究热潮.在此背景下,本文以此为课题,对永磁无刷直流电机系统进行了一些理论分析和实践应用.本文首先在综合国内外有关文献的基础上,分析了永磁无刷直流电机的发展历程、现状和趋势,提出了目前存在的一些问题.介绍了永磁无刷直流电机的结构和运行原理,推导出永磁无刷直流电机的数学模型.针对永磁无刷直流电机的转矩脉动,本文详细分析了各种调制斩波方式对注入电机电流以及转矩脉动的影响,比较分析各种斩波方式下系统运行情况,提出一种有利于减少转矩波动的斩波方式.同时,本文还提出了一种回馈制动的方式,进一步提升系统性能,节约能源.在大型永磁电机磁极设计中,通常采用多块磁钢来组成励磁磁极.考虑到磁钢本体的分散性和加工误差,本文从工程实际应用出发,提出了一种磁钢优化配置方法,保证每个磁极中各段磁钢产生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,从电机本体设计角度上提高系统性能.本文在理论分析基础上,以单片机和功率智能模块为硬件平台,实现了一套多相永磁无刷直流电机系统.针对理论分析,进行了各种方案的比较分析,经过试验结果和仿真分析结果,进一步支持了论证了理论分析正确性和实用性.同时,对于实际应用中的一些问题,本文也做了一些工作,提出一些分析和改进.
上传时间: 2013-08-04
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本文对超声波电机驱动控制系统进行了研究。全文主要内容如下:系统介绍了超声波电机的特点、研究历史和主要应用,概述了超声波电机驱动控制技术的研究现状。在介绍压电陶瓷逆压电效应与压电振子谐振特性的基础上,阐述了超声波电机的运行机理及调速原理。介绍了环状行波型超声波电机的基本结构及工作原理。研制了基于DSP的超声波电机驱动控制系统,为超声波电机控制技术的研究提供了一个通用实验平台。通过光电编码器检测超声波电机的速度,研制了利用速度反馈来进行频率调整的频率跟踪控制器,实现了采用频率P调节的超声波电机速度稳定性控制。实现了大外径(80mm)环状行波型超声波电机的高精度位置检测。研制了基于DSP的超声波电机位置控制系统,完成了采用相位差P控制方案进行精密定位控制的实验研究。
上传时间: 2013-05-21
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永磁无刷直流电动机是一种集电机和电子一体化的高新技术产品,它以其体积小、重量轻、惯量小、控制简单和动态性能好等优良特性,被广泛应用于工业、交通、消费电子、航空航天、军事等领域,对永磁无刷直流电动机的研究具有十分重要的意义。 通常的永磁无刷直流电动机由永磁同步电动机、逆变器以及安装在转子轴上的位置传感器构成。逆变器的驱动信号与转子位置信号同步从而保证在任意的速度下定子绕组电流与转子磁场同步。 本文系统研究了永磁无刷直流电动机本体及驱动控制系统,取得了有价值的研究成果。 1)本文查阅了大量的文献资料,全面总结和分析了永磁无刷直流电动机的研究现状,阐述了永磁无刷直流电动机的运行和控制机理。 2)在分析永磁无刷直流电动机的性能与运行原理的基础上,设计了以PIC16F877A单片机为核心的永磁无刷直流电动机调速系统,并进行了实验研究。 3)利用Matlab/Simulink对永磁无刷直流电动机系统建立动态仿真模型,结合实验所得参数进行仿真,结果证明所建仿真模型的正确性和有效性。 4)在Matlab下对永磁无刷直流电动机可能会出现的各种故障进行了仿真研究,表明了永磁无刷直流电动机具有良好的容错性能。 5)基于磁路法设计了一套永磁无刷直流电动机的电磁设计程序,给出了计算实例。 6)给出了计及齿槽影响的永磁无刷直流电动机电感参数的解析计算,与有限元法计算结果对比,表明此方法的正确性和精确性;在星形连接的两两导通方式下,分析计算得到计及绕组电感的永磁无刷直流电动机的平均电流稳态电路模型,结果表明计及电感参数的电枢电流较小,转速相应降低;推导出了在三角形连接的两两导通方式下,计及绕组电感的相电流解析式。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:熊少锋
本文首先分析了双电源自动转换器的现状和发展趋势,然后具体阐述了所设计的双电源自动转换装置的硬件、软件系统的原理与设计方法,最后对双电源自动转换器的抗干扰性进行了研究,给出了一些可行的软硬件抗干扰措施,为整个系统的可靠稳定工作提供了保障。 双电源自动转换器(ATSE)是一种广泛应用于工矿企业、交通、医院等重要部门以提高供电可靠性的装置。现代双电源自动转换器是以CPU 为核心单元,具有自动检测自身故障、自动测量、自动控制、与远方控制中心通信等功能的智能电器。随着我国工业的发展、自动化程度的普及、人类生活质量的不断改善,人们对电源可靠性的要求越来越迫切,由此双电源转换器的重要性日益提高。 本文选取了微控制器(PIC18F458)、软件开发工具(MPLAB C18)和性能可靠、抗干扰性强的硬件器件,设计了满足转换系统功能要求的硬件电路,其中主要包括系统单元电路、信号检测处理电路、输出控制电路以及人机交互的硬件电路。利用C 语言和汇编语言编制了控制软件,并且采用了模块化的设计方法,主要功能模块包括:频率检测模块,电压检测模块,按键检测模块,显示模块,通信模块等。 借助MPLAB-IDE 集成开发环境软件包来进行编程、离线仿真,与在线调试器配合使用进行在线调试、编程及程序下载。这使得该装置的设计开发变得更容易。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zsjinju
微型燃微型燃气轮发电机组由涡轮机、压缩机、燃烧室、回热器、轴承、高速发电机、电力变换系统、喷油系统等部分组成。它是一种环保型发电装置,它可用作常规机组或紧急备用电源,也可以用于分布式发电及冷热电联供系统、汽车混合动力系统和微型燃机-燃料电池联合系统等领域。因此,研究这种动力装置具有很重要的实用意义。 本文在分析了微型燃气轮发电机组及其控制技术发展现状的基础上,根据设计要求,机组控制系统应能保证机组安全稳定运行,保证机组在任何情况下,不发生超温、超转现象。同时应考虑机组从点火、加速、直至额定运行过程中,使机组能够充分预热,以降低对机组的热冲击,提高机组寿命。机组转子转速达到95%额定转速后投入按额定转速控制的闭环控制,保证发电机输出电压和电力输出单元稳定工作。当发生一般性故障(按给定列表)且为无人职守状态时,机组控制系统应正常停车:当机组发生一般性故障且为有人职守时,机组控制系统应发出声光报警。当机组发生严重故障时机组控制系统应发出声光报警并紧急停车。同时还应考虑设置机组调试时所需的与其它通信的数据接口。提出了微型燃气轮发电机组控制系统的设计方案。 根据确定的方案和工程实际要求,完成了控制系统的结构、硬件和软件的设计。以西门子S7-300PLC及相关的开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块作为发电机组的中心控制单元。完成了各PLC模块硬件连接电路的设计,以及系统供电电路的设计,并完成了微型燃机发电机组的起动控制、检测报警及停车控制的软件设计。编程采用梯形图语言,使程序更具可读性。 本文采用德国西门子S7-300PLC及配套的I/0卡件作为微型燃机控制系统的主控制器;选用沈阳工业大学研制的全自动浮动式充电器作为电机的启动直流电源;采用启停自锁逻辑解决了在停车后彻底切断电瓶负载的问题。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zxh1986123
本文针对我国当今大型仓库、大型粮库的监测与控制现状,进行研究开发,采用较为实用和先进的单片微型机控制系统,运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的粮库温、湿度自动监测系统,主要包括通讯控制总站以及下位机的设计。操作人员可以通过向通讯控制总站发送命令,提取下位机温、湿度数据,下位机实现温、湿度检测;同时可以查看历史检测数据,进行粮情分析和粮库管理等一系列操作。 温湿度的测量和控制系统通常被认为是一项较为简单的控制技术,但是由于湿敏元件的稳定性差,寿命短等问题,实际应用系统中能正常运行的不多,除非建立有严格的管理制度,而且管理人员的综合素质要达到一定的要求。所以,本文重点分析了湿敏传感测量的机制,选型和技术措施。在研究了多种湿度传感器性能的基础上选用了合适的湿度传感器,这是本设计的一个重点。本设计还有一个重点,用CPLD设计了一个模拟开关和显示部分。 本设计研制的上位机采用PC机,通过RS-232接口与转换器相连,转换器通过RS-485总线连接下位机,实现监控室与现场的数据通信。每台下位机位于各粮仓内,需要监测256路的温、湿度信号,为了能实现共256路温湿度的数据采集工作,本设计中用CPLD设计了一个模拟开关,每次只采集一路数据送入到单片机中去;另外,本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。正常情况下上位机每4小时向下位机发布一次检测信号(同时在任何时刻也可监控某个粮仓的温湿度情况),下位机利用PICl6F877单片机来实现粮仓中128路温度和128路湿度的测控。 该粮仓温、湿度测控系统实用性强,成本低,数据传输效率高,可靠性好。它不仪可以应用于粮库的监控管理,而且也可推广到其他监控领域,因此具有广泛的应用前景。
上传时间: 2013-05-23
上传用户:liuwei6419
自上世纪初以来,电力发电、输配电系统都是三相系统。因此,大多数电机调速系统都是由三相电机与三相变频器构成的。但是目前三相电机的地位已经受到一定的挑战,一是在低压大功率的传动场合,二是在对系统可靠性要求很高的场合。而多相电机调速系统除了可以用低压功率器件实现大功率等级外,具有多相冗余结构使调速系统的可靠性得以改善。因此,多相电机调速系统的研究受到日益广泛的关注。 和常规的三相感应电机相比多相感应电机有着许多优点,例如多相感应电机在一相或多相定子绕组开路和短路时仍然可以起动或继续运行,转矩脉动小,转子损耗小,运行性能好,可以在不提高相电压的情况下增加电机的容量,比较适合应用于舰艇推进系统等方面。 本文在传统的三相电机调速系统的基础上,致力于研究多相电机调速系统,以多相感应电机为主要研究对象,进行了深入的研究,主要包括以下几个方面: 1、对多相电机调速系统作了较为全面的综述,介绍了多相电机调速系统的特点和国内外研究现状。 2、研究了多相感应电机的基本结构。从电机的绕组连接方式入手,对多相感应电机进行了谐波分析,从理论上证明了多相电机相对于三相电机在减小谐波含量方面的优越性,同时探讨了多相感应电机的数学模型。 3、在三相感应电机电磁设计程序的基础上整理推导了多相感应电机的电磁设计程序,并用Visual C++编程语言开发了多相感应电机的电磁设计软件。 4、对多相感应电机的电磁场进行了详细的分析,运用电磁场有限元分析软件Maxwell 2D对本论文中的样机的瞬态磁场进行分析,分析结果同用VC所编写的电磁设计程序的计算结果进行比较,验证了所设计样机数据的合理性。
上传时间: 2013-07-30
上传用户:是王洪文
超声波电机(Ultrasonic Motor简称USM)是八十年代发展起来的新型微电机。本文针对超声波电机及其控制技术的研究现状和发展趋势,以我国研究技术相对比较成熟并有产业化前景的行波超声波电机(Traveling-wave Ultrasonic Motor简称TUSM)的伺服控制技术为研究对象,以直径60mm的行波超声波电机TUSM60为研究实例,在特性测试、动稳态性能分析,辨识模型建立、控制策略与控制算法的选择与实现等方面展开研究。本论具体的研究内容为: 在分析超声波电机研究历史和现状的基础上,结合国内外超声波电机特别是行波超声波电机控制技术的发展趋势,重点论述了行波超声波电机及其驱动控制技术的研究进展。 介绍行波超声波电机的基本结构,并从该电机的主要理论基础--压电原理、行波合成、接触模型出发,分析了行波超声波电机定子质点的运动方程.并结合定转子摩擦接触特点,分析了行波超声波电机的运行机理。 根据对行波超声波电机测试和高精度控制的要求,研制出基于双DSP和FPGA的超声波电机高性能测试控制平台。其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究。为行波超声波电机瞬态特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基础。 对电机的瞬态、稳态特性进行的测试,可以分析驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响。在此基础上进一步对行波超声波电机的调节方式、控制算法选择方面进行分析,并得到相应结论。 通过对实验数据的总结和归纳,利用系统辨识中的非参数方法,建立在特定频率条件下的近似线性模型。在行波超声波电机工作范围内,辨识若干组不同频率条件下的近似线性模型,将这些模型的参数进行二维或三维拟合,可以得到一个关于行波超声波电机传递函数的模型。辨识模型的建立为合理的选择和优化控制参数,控制效果的验证等提供了行之有效的手段。 在对行波超声波电机的速度控制、位置控制展开的研究中.首先利用遗传算法对常规PI恒转速控制的控制参数整定及修正方法进行了研究;利用神经元的在线自学习能力,研究和设计单神经元PID-PI转速控制器,提高控制系统对电机非线性和时变性的适应能力;为了消除在伺服控制中,单一调节量(驱动频率)情况下,低转速的跳跃问题,研究和讨论了多调节量分段控制方法,并利用模糊控制对控制方法的有效性进行了验证;在位置控制中,利用转速控制研究的结果,研究和设计了位置--速度双环(串级)控制器,实现了电机高精度位置伺服控制。 通过对已有控制系统的改进和简化,设计和研制了具有实用化价值行波超声波电机控制器:并将研究成果应用于针对核磁成像设备而设计的行波超声波电机随动控制系统中,同时尝试了将该控制器用于高精度X-Y两维定位平台。
上传时间: 2013-07-13
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