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调速<b>系统</b>

  • 高压变频电机控制电路.rar

    交流电机,特别是异步笼型电机,因具有结构简单,坚固耐用,价格便宜等特点而得到广泛应用。经过一个多世纪的发展,其调速方法同趋成熟,而交流调速的最理想方法还是变频调速。随着工业需求的快速增长,高压大功率成为发展的必然趋势,但是在中高压大功率调速领域,大都采用电动机定速运行。 直到20世界末采用全控型电力电子器件的高压大功率交流变频调速产品诞生,大功率传动领域巨大节能需求得到释放。多电平功率变换技术可以使耐压值较低的全控型电力电子器件可靠应用于高压大功率领域,并有效减少PWM控制产生的高次谐波。当前,级联式多电平功率变换电路在高压电机调速和电力系统无功补偿领域已获得实际应用。 本课题以10kV,250kW高压变频器为背景,主要研究级联式多电平高压变频器在异步电机控制领域的应用。在对高压变频器工作原理与结构设计研究的同时,对主电路进行谐波改善分析。高压变频器很难做成通用变频器,所以最好设计与之相适应的高压变频电机。通过对这种新型电机设计的研究,更好地发挥了变频调速技术的优势。在本课题中,还采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真软件,对功率单元移相多重化进行了仿真,为进一步的研究做准备。 依照本课题的研究,最终目的是为高压变频器在异步电机控制领域的应用作结构优化,器件搭配的指导,并在运行过程中通过调试和仿真提供不断改善的最佳方案。

    标签: 高压变频 电机控制 电路

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:WMC_geophy

  • 电动观光车用直流牵引电机设计.rar

    电动观光车是一种以车载蓄电池组作为动力电源、靠电机驱动车轮行驶、无污染的绿色交通工具,它的发展对于解决全球性的能源和环境问题具有非常重要的现实意义,是本世纪最有发展前途的绿色清洁汽车。同时,电动观光车行驶旅程较短,起动、制动比较频繁,这一方面需要有高功率密度的电机及其驱动系统,另一方面需要有较高比能量和比功率的电池管理系统以及能量回收功能。 本论文的主要任务是完成电动观光车设计的核心部分——驱动电机的设计。由于直流电机控制简单,造价低而且技术成熟,符合我国国情,因此在我国的电动车绝大多数仍然是直流驱动系统。本课题设计了满足现代电动观光车对电动机要求的,具有宽广调速范围、良好起制动性能和高效率的直流他励牵引电机。 本文首先分析了电动车的发展和国内外现状,以及电动车的结构和关键技术,重点对电动观光车常用的牵引电机作了性能比较,并确定选型;对这种电机的基本结构、主要技术要求和工作原理作了分析。基于以上技术要求,根据电机设计的基本原则和相关经验数据,完成了电机的电磁设计,得到较为理想的设计方案;由此运用AutoCAD和Pro/E软件绘制出全套直流他励牵引电机的机械加工图和三维装配图,研制了实验样机。文章的最后对所设计的电机进行了仿真和实验研究。 论文中设计出全套规范的电磁数据和机械CAD,不仅对同类电机的规范和改进具有重要意义,同时也对其它类型的牵引电机的设计具有一定的参考价值。具有广阔的应用前景。

    标签: 电动 车用 直流

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hj_18

  • 基于直接转矩控制的专用变频器的研究.rar

    直接转矩控制技术(DTC)是继矢量控制技术之后交流调速领域中新兴的控制技术,它采用空间矢量分析的方法,直接在定子坐标系下计算并控制异步电机的转矩和磁链,采用定子磁场定向,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,从而能够快速而准确地控制异步电动机的转矩和磁链,以获得转矩的高动态性能。目前在高速离心机行业,普遍采用通用型变频器,其通用性好,但参数较多,价格较贵,为了降低成本增强控制性能,本文利用直接转矩控制技术的优点,采用直接转矩控制策略设计并制作了针对高速离心机的专用变频器。 本文介绍了异步电动机和逆变器的基本数学模型,分析了异步电机直接转矩控制的基本原理,以及直接转矩控制系统的基本组成,对直接转矩控制系统进行了仿真研究,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系统,介绍了仿真模型的各组成部分,包括3/2变换、定子磁链、电机转矩观测模型、转矩调节器、磁链调节器、扇区判断、开关表选择等,给出了系统加减负载和加减转速仿真结果,仿真结果表明了其磁链轨迹近似为圆形,系统具有良好的动态和稳态性能,同时证明了建立的转矩和磁链观测模型以及控制算法的正确性和可行性。根据仿真实现方法以及结果的指导,设计并制作了整个系统的硬件电路,包括主电路(单相整流、滤波、制动电路、启动限流电路、逆变电路)、控制电路(DSP、驱动隔离放大、采样)并对各器件进行选型,给出了硬件各部分电路图;最后介绍了系统的软件流程以及各模块的程序实现,系统的软件部分采用C语言进行编程,实现了定子相电流的采样、定子相电压的计算、定子磁链的计算和开关信号的输出等功能。在分别对硬件和软件各部分进行调试后,进行了系统的联合调试,以TMS320F2808作为控制器,在一台功率为1.5KW的交流异步电机上实现了直接转矩控制。

    标签: 直接转矩控制 变频器

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:y307115118

  • 基于CANopen的地铁列车牵引转矩控制研究.rar

    地铁列车牵引转矩控制是影响列车安全可靠运行的重要因素,牵引变流模块是整个列车交流传动系统的核心设备,而牵引转矩控制又是最关键的部分。本文以某城市国产化地铁列车为研究对象,主要针对牵引转矩控制方案进行研究并通过设计列车通信网络对牵引转矩实施监测。 论文首先介绍地铁列车牵引转矩控制的研究现状,分析目前高性能交流调速方法在地铁列车牵引转矩控制中的应用现状。并简要介绍了网络监测技术的研究现状和CANopen总线协议在轨道交通车辆中的国内外应用现状。 采用可编程逻辑控制器PLC及其子模块构建了通信网络的硬件结构,并设计了通信网络软件。对CANopen的通信报文进行了具体设计,实现了应用层协议CANopen的功能。 根据实际运行的需求,对牵引电机转矩控制、牵引逆变器的PWM控制方式进行了研究。采用带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制方法,应用带定时调制环节的滞环电流比较PWM和优化脉冲控制方案分段对逆变器进行PWM控制。通过设计牵引系统与CANopen网络的数据接口,实现了通信网络对牵引控制效果的监测,并对牵引特性曲线进行分析;选取特性曲线上的特定工作点,对牵引控制效果进行了分析说明。测试结果表明本文讨论的牵引矢量控制和PWM控制方案能够很好地满足列车运营对牵引转矩的要求。 目前,该系统正在进行线路运行调试和性能改进,准备交付用户进行商业线路运营,具有很好的工程应用价值。

    标签: CANopen 地铁列车 转矩

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:LYNX

  • 绕组励磁同步电机无传感器矢量控制的研究.rar

    绕组励磁同步电机具有功率因数可调、效率高等优点,在工业大功率场合获得了广泛应用,因此研究和开发高性能的绕组励磁同步电机驱动系统具有重大的经济价值和社会效益。目前开发高性能绕组励磁同步电机驱动系统所采用的控制方案主要有两种:一种是直接转矩控制(DTFC);另一种是磁场定向矢量控制(FOC)。绕组励磁同步电机的矢量控制策略具有控制结构简单,物理概念清晰,电流、转矩波动小,转速响应迅速,易实现数字控制等优点。因此,在交流传动领域中,越来越受到学者的关注。但是,无论在国内还是国外,交直交型绕组励磁同步电机矢量控制系统的研究还缺乏全面深入的理论研究,还没有建造起矢量控制系统的理论体系构架。本文对绕组励磁同步电机矢量控制系统进行了初步的理论探讨,并进行了详细的实践研究,为以后更深入、广泛地研究此系统,打好坚实的基础。本论文主要研究内容如下: @@ 通过广泛的查找文献,对几种常见的同步电机传动系统进行了综述,分析了同步电机变频调速原理,在此基础上,讲述了无传感器技术在同步电机中的应用现状。无传感器技术主要有两大类:基于基波量的检测方法和基于外加信号的激励法。随后,对转子初始位置的估计进行了综述,其方法有:基于电机定子铁芯饱和效应的转子位置估计,高频信号注入法,基于定子绕组感应电压的估计法和基于相电感计算法等。绕组励磁同步电机转子初始位置估计的研究还很少。 @@ 对绕组励磁同步电机矢量控制的理论进行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理论体系构架。 @@ 首先,基于磁势等效原理,将三相静止交流信号等效变换为两相旋转直流信号,将交流电机等效为直流电机进行控制。在Clarke变换和Park变换的基础上,得到凸极同步电机转子磁场定向的电压矩阵方程、功率方程和运动方程。根据上述方程,绘出dq轴的等值电路及矢量图,得到状态空间描述的dq轴数学模型。 @@ 其次,根据模型参考自适应原理,对同步电机转速进行估计。忽略同步电机d轴阻尼绕组的作用,取同步转速为零,得到同步电机αβ静止坐标系下 的数学模型。将不含有转子转速信息的方程作为参考模型,将含有转速参数的方程作为可调模型,根据波波夫超稳定性和正性原理,对转子转速进行估计。@@ 最后,根据模型参考自适应估计的转子转速,设计磁通观测器来估计转子磁通,实现磁通反馈闭环控制。磁通观测器采用降维观测器,仅对转子磁通分量进行重构,并通过极点配置算法,合理配置观测器的极点,使观测器满足系统的性能指标,达到磁通观测的目的。 @@ 新颖的空间矢量脉宽调制算法。从空间矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相对称电压与空间电压矢量之间的关系。由三相电压源型逆变器输出电压波形得到六个有效开关状态矢量,这六个开关矢量和两个零矢量合成一组等幅不同相的电压空间矢量,去逼近圆形旋转磁场。其次,根据空间电压矢量所在的扇区,选择相邻有效开关矢量,在伏秒平衡的法则下,计算各有效开关矢量的作用时间。并且,探讨了扇区判断和扇区过渡问题,定性分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的性能。最后,根据每个扇区中开关矢量作用时间,采用软件构造法,在TMS320LF2407A硬件上实现了SVPWM。实验结果表明,该算法简单易实现,能够有效的提高直流母线的电压利用率,具有在低频运行稳定,逆变器输出电流正弦度好等优点。 @@ 空间矢量过调制算法的研究。在上述线性调制的基础上,提出一种基于电压空间矢量的过调制方法。过调制区域根据调制度分成两种不同的模式,分别为模式Ⅰ(0.907

    标签: 绕组 励磁 同步电机

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:gaorxchina

  • 基于卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无速度传感器控制研究.rar

    永磁同步电机是同步电机的一个重要类型,其转子一般采用稀土永磁材料做激磁磁极,与传统同步电机相比,体积和重量大为减小,而且结构简单,运行可靠,维护更方便。现代电气传动控制的发展趋势之一是开发新的交流调速与伺服系统。无论在矢量控制还是标量控制中,转速与位置的闭环控制都需要在电机轴上安装一个速度传感器,但是由于速度传感器的引进不仅增加了成本,降低了系统可靠性,还存在安装问题,效果并不十分理想。因此高性能无速度传感器控制成为近年来电机研究的热点。 本文在系统介绍卡尔曼滤波器的基础上,将其引入到永磁同步电机无速度传感器状态观测中。由于永磁同步电机是一个强耦合的多阶非线性系统,本文采用了工程实际中普遍采用的泰勒展开式截断的方法,对电机方程线性化处理,将卡尔曼滤波算法推广至非线性系统,并加入了反映电机系统模型误差和环境干扰的系统噪声和测量噪声模型,形成扩展卡尔曼滤波算法。扩展卡尔曼滤波器将电机转子位置与转速作为系统状态变量进行实时估算,并将所得信息反馈到永磁同步电机控制系统中。通过仿真,与电机实际运行状态进行比较,证明了扩展卡尔曼滤波具有良好的动态跟踪能力和抗噪声能力。 针对扩展卡尔曼滤波算法在无速度传感器控制中存在的不足,本文给出了降阶线性卡尔曼滤波算法。降阶线性卡尔曼滤波算法重新选择了系统状态变量,建立新的完全线性化的系统方程,并且卡尔曼滤波算法中的系统协方差矩阵成为时不变序列,因此可以直接应用线性卡尔曼滤波算法。仿真结果证明,与扩展卡尔曼滤波算法相比,新的算法更加简单,减轻了繁重的参数调节任务,易于数字化实现,不仅具备扩展卡尔曼滤波算法的优势,而且在某些性能方面超越了扩展卡尔曼滤波算法。 通过分析得知,由于将系统模型不确定性与测量噪声体现在系统方程中,因此卡尔曼滤波算法在状态估算方面具有良好的性能。本文以降阶线性卡尔曼滤波 算法为理论基础,以永磁同步电机为对象,以数字信号处理器(DSP)为核心,设计了电机状态观测系统的设计方案。整个方案在不增加成本的基础上,充分利用数字信号处理器(DSP)丰富的资源和强大的运算能力,通过检测电机相电流,实时估算出电机转子位置与转速。本系统可以代替传统速度传感器,为电机控制系统提供转子位置和转速反馈信息。本文的下一步主要工作便是将此系统付诸实践,应用于实际工程中,对卡尔曼滤波算法在永磁同步电机无速度传感器控制方面的性能进行进一步研究。关键词:永磁同步电机;无速度传感器;卡尔曼滤波

    标签: 卡尔曼 滤波算法 永磁同步电机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lifangyuan12

  • 工业变频器高性能调制算法的研究.rar

    变频器在各行各业中的各种设备上迅速普及应用,已成为当今节电、改造传统工业、改善工艺流程、提高生产过程自动化水平、提高产品质量以及推动技术进步的主要手段之一,是国民经济和生活中普遍需要的新技术。但是现有变频器的调制算法尚存在一些缺点,如开关损耗大和共模电流大等,因此有必要研究和设计高性能调制算法的变频控制器。鉴于此,开展了以下工业变频器高性能调制算法为对象的研究内容: 在阐述了工业变频器系统的结构、调制算法、调速算法的基础上,结合数学模型,分析了共模电压产生的原理、共模电流其影响和危害,给出了共模电压和共模电流的关系。总结其他的抑制共模电压的方案基础上,提出一种新的共模电压抑制SVPWM;还阐述了死区产生的原因及其影响,以及死区补偿的原理并将上述两个调制算法利用MATLAB/SIMULINK软件对该系统给予了全面的仿真分析。 变频器硬件部分设计包括整流滤波电路、逆变器功率电路、上电保护电路、DSP控制系统及其外围电路、IGBT驱动及保护电路以及反激式开关电源,对于传感器检测滤波电路的具体电路参数设计,是在PSPICE上仿真基础上得出。并在考虑成本、EMC、效率等因素后考虑完成了所有硬件相关的原理图绘制和PCB绘制; 变频器软件部分设计包括主程序、键盘扫描程序、系统状态处理程序、PWM发送中断程序、电机启动函数、电压调整程序、AD采样中断程序以及故障保护中断程序。在实现一般SVPWM的基础上,根据之前理论和仿真得到的共模电压抑制SVPWM、以及死区补偿算法,将这两个对SVPWM进行改进的调制算法在硬件平台上实现。 在硬件电路完成设计的各个阶段,逐渐编制相应的控制程序,并进行调试,并完成整个程序的编制和调试。此外,还调试了系统所需的反激式开关电源。整个系统调试中遇到了很多问题,如键盘消除抖动问题、共模电压抑制SVPWM出现的直通现象等。最终完成了工业变频器样机,并且采用的是文章中研究的调制算法,效果良好,达到设计的目的; 提出了一种将有源功率因数校正(PFC)技术引用到串级调速中来提高定子侧功率因数的新方法。通过建立电动机折算到转子侧的等值电路,重点分析了有源PFC技术代替传统串级调速系统中的不控整流桥后,系统可以等效为转子串电阻调速。得到了等效串电阻的计算公式和变化趋势,对电动机功率因数、电磁转矩脉动也进行了分析,发现能够比传统串级调速时有所提升。鉴于电动机转子侧电势频率非常低,分析了有源PFC的具体实现的特殊考虑和参数选取方法,并基于对称平衡的Scott变压器和两个单相有源PFC电路实现了绕线电动机转子侧的三相有源低频PFC,得到超低纹波的直流输出电压。利用MATLAB建立了完整的仿真平台,所得结果验证了理论分析的正确性。

    标签: 工业 变频器 性能

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:qq442012091

  • 一种单相交流斩波变换器的研究.rar

    本文致力于可并联运行的斩控式单相交流斩波变换器的研究。交交变换技术作为电力电子技术一个重要的领域一直得到人们的关注,但大都将目光投向AC-DC-AC两级变换上面。AC/AC直接变换具有单级变换、功率密度高、拓扑紧凑简单、并联容易等优势,并且具有较强扩展性,故而在工业加热、调光电源、异步电机启动、调速等领域具有重要应用。斩控式AC/AC 电压变换是一种基于自关断半导体开关器件及脉宽调制控制方式的新型交流调压技术。 本文对全数字化的斩控式AC/AC 变换做了系统研究,工作内容主要有:对交流斩波电路的拓扑及其PWM方式做了详细的推导,着重对不同拓扑的死区效应进行了分析,并且推导了不同负载情况对电压控制的影响。重点推导了单相Buck型变换器和Buck-Boost 变换器的拓扑模型,并将单相系统的拓扑开关模式推导到三相的情况,然后分别对单相、三相的情况进行了Matlab仿真。建立了单相Buck 型拓扑的开关周期平均意义下的大信号模型和小信号模型,指导控制器的设计。建立了适合电路工作的基于占空比前馈的电压瞬时值环、电压平均值环控制策略。在理论分析和仿真验证的基础上,建立了一台基于TMS320F2808数字信号处理器的实验样机,完成样机调试,并完成各项性能指标的测试工作。

    标签: 单相交流 斩波 变换器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:visit8888

  • 牵引逆变器分段同步调制算法及切换冲击抑制的研究.rar

    现如今,逆变器的脉冲宽度调制(PWM)技术作为一种最常见的调制方式在交流传动系统中广泛应用。采用PWM调制技术的最终目的在于追求逆变器输出电压、电流波形更接近正弦从而进一步控制负载电机的磁通正弦化。为了达到这些目的,很多种基于PWM原理的调制方法被相继提出并应用。 在铁道牵引调速系统中,逆变装置具有调速范围宽,输出频率变化快等特点,而逆变器本身器件的开关频率又不是很高。这种情况下,分段同步调制模式的使用有效地改善了变频器的输出,达到了减少谐波的目的。本文围绕分段同步调制在交流牵引传动系统中的应用进行研究,主要目的在于解决该调制模式应用中存在的切换点选择、切换震荡冲击等问题。文章详细讨论了分段调制模式下载波比和载波比切换点选取的原则,重点分析了分段同步调制模式下载波比切换点冲击电压的产生原因和危害,提出了改善电压电流冲击的方法,并在搭建的实验平台上验证了理论分析的正确性。此外,本文还对列车高速时载波比极低的极限情况下分段同步调制对变频器输出交流电压和直流回流电流谐波的改善情况进行了理论推导和仿真分析。 论文搭建了用于调制实验的3.7kW小功率电机实验平台,在开环的VVVF调速系统中进行了分段同步调制载波比切换实验;在Matlab/Simulink环境下搭建了分段同步调制模式下的电机牵引模型,进行了分段同步调制载波比切换仿真;实验和仿真结果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能发生的冲击,所得结果验证了理论分析的正确性。

    标签: 牵引逆变器 分段 调制

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:hphh

  • 无刷直流电机的直接转矩控制.rar

    无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高和转动惯量小等优点,另外它还具有和直流电机一样的调速特性,而没有直流电机复杂的机械换相设备,所以被广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等工业领域,现代工业的快速发展对无刷直流电机控制系统的性能提出了更高的要求。因此,研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电机控制系统具有十分重要的意义。 直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法,它已经成熟的应用在感应电机和永磁同步电机上,实现了优良的稳态性能和动态响应特性。本文通过大量的文献资料阅读,对无刷直流电机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解,在此基础上,详细分析了无刷直流电机的数学模型,并提出了一套相应的直接转矩控制方案,建立了仿真和试验平台,进行了仿真分析和实验研究,获得了有价值的研究成果。 本文的主要研究内容包括: (1)详细分析了无刷直流电机的运行机理和数学模型,在此基础上阐述无刷直流电机直接转矩控制的基本控制机理,包括基于逆变器二二导通模式的空间电压矢量的定义和针对无刷直流电机具有非正弦波反电动势这一特点而推导的转矩计算公式等。 (2)提出了一套无刷直流电机直接转矩控制的具体实施方案,并根据这套方案建立了基于Simulink(Matlab)的无刷直流电机直接转矩控制的仿真模型,对所提出的控制方案进行了仿真分析。仿真结果验证了该方案在理论上的可行性。 (3)在理论研究的基础之上,设计研制了一套基于DSP+IPM的无刷直流电机直接转矩控制实验系统,编写了控制程序软件,进行了无刷直流电机直接转矩控制的实验。实验结果达到了预期的要求,证实了直接转矩控制在改善无刷直流电机动态调速性能上的优势。 本论文开展了继异步电机和永磁同步电机之后对无刷直流电机实现直接转矩控制的探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入开展奠定了基础。

    标签: 无刷直流电机 直接转矩控制

    上传时间: 2013-07-11

    上传用户:再见大盘鸡