传统的直流电机一直在电机驱动系统中占据主导地位,但由于其本身固有的机械换向器和电刷导致电机容量有限、噪音大和可靠性不高,因而迫使人们探索低噪音、高效率并且大容量的驱动电机。随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展而成熟起来的直流无刷电机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特点,从而使其极有希望代替传统的直流电机成为电机驱动系统的主流。 模糊控制器具有鲁棒性好、抗干扰能力强的优点。论文提出了基于转速环模糊逻辑控制理论的直流无刷电机的控制系统设计方案,保证了伺服控制系统具有优良的静动态特性,因而满足更多应用场合的需要。 论文具体包括以下几个部分工作: 首先,从电机本体和控制角度出发,阐述了直流无刷电机在实际应用中需要解决的关键性问题:电磁转矩脉动。详细分析了电磁转矩脉动产生的各种原因,特别是分析了相电流换向所产生的纹波转矩脉动。 其次,本文对无刷直流电动机的工作原理进行了详尽的分析,建立了三相无刷直流电动机的数学模型。并利用MATLAB/SIMULINK软件建立了三相无刷直流电动机的控制系统仿真模型。仿真模型采样的是电机控制系统中常用的双环系统(转速—电流双闭环控制)。为了提高系统的静动态特性,转速外环采用模糊PI调节器,电流内环采用PI调节器。转子位置通过直流无刷电机感应电势检测,仿真结果表明了该仿真模型控制系统与理论分析完全吻合,从而证明了模型的有效性。 然后,初步设计了伺服系统的实验图。以TI公司生产的TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)作为整个控制电路的核心芯片,一台40w的直流无刷电机作为被控对象,完成了伺服系统的转速控制。 最后,对未来的工作给予了展望,并对全文的内容进行了总结。
上传时间: 2013-04-24
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动力传动中的直线往复运动往往是通过旋转运动在传动装置的作用下实现的。因此,频繁的高速和低速的传递运动装置的较好选择是直线开关磁阻电机(LSRM)。但是,这种电机很少得到运用,这是因为LSRM的数学模型很难准确建立,它的固有的牵引力脉动(类似于旋转开关磁阻电机的转矩脉动)也很难克服,因而控制起来比较困难。随着电力电子技术和数字技术的发展,直线开关磁阻电机以其简单结实的电机结构、优越的性能和经济指标,近年来受到学术界的极大关注,不少大学和研究机构都开展了研究工作,取得了一定的成就。本文在“通过先进的控制策略简化机械装置”的指导思想下,结合目前国际学术界的最新研究成果,对直线开关磁阻电机的理论、结构设计和系统仿真进行了一系列的研究。 本文从最基本的理论公式推导出直线开关磁阻电机的数学模型,并在此基础上结合具体参数进行电机的结构设计,分析了各参数的静态特性,推导出动态方程和传递函数,建立了非线性动态模型,利用该模型进行系统的动态特性分析,给出仿真结果;对系统进行优化,提出了一种简单可行的参数选择方法。仿真结果表明,其动态响应性能明显提高。在分析常用功率变换器的基础上,引进软开关技术,用来降低电机的损耗和脉动。采用TMS320VC33进行数据处理,给出了与DSP相连接的相关检测电路。 为了降低和消除开关磁阻电机的脉动和噪声,本文利用滑模变结构控制具有快速响应和对外部变化不灵敏等优点,设计了LSRM滑模变结构控制系统。仿真结果表明,其效果明显。 本文研究的目的在于把直线电机的结构和开关磁阻电机的原理和控制方式结合起来,对直线开关磁阻电机进行深入的分析,并在动态特性上进行较多的理论和仿真分析,在保持开关磁阻电机固有的优点上,进一步简化电机的结构,使之能在一些特殊场合使用,以提高整个传动系统的效率。 研究结果表明,直线开关磁阻电机的结构十分简单,控制策略相对成熟,因而直线开关磁阻电机的研究和推广运用是很有前途的。
上传时间: 2013-06-20
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开关磁阻电机(SR电机)驱动系统(SRD)是一种先进的机电一体化装置,但是其较大的振动噪声和转矩脉动问题制约了SRD的广泛应用。本文以减小SR电机振动噪声和转矩脉动为主题展开理论分析和实验研究。主要内容有:由于径向力引起的定子径向振动是SR电机噪声的主要根源,因此径向力的分析和计算是研究SR电机振动噪声的基础。本文利用磁通管法推导出径向力的解析表达式,定性分析了径向力与电机结构参数等之间的关系。根据虚位移原理,推导出基于矢量磁势的电磁力计算公式。该计算方法求解电磁力时只需进行一次磁场计算,不但减小了计算量,同时计算精度较传统虚位移法高。利用这一计算方法,求出了实验样机的转矩及径向力的精确数值解。针对在SRD性能仿真时,传统的非线性插值不但耗时,而且对有限元计算数据量要求高的问题,本文利用人工神经网络强大的非线性模型辨识能力,成功进行了SR电机磁链反演和转矩计算的模型训练,最后建立了基于人工神经网络的SR电机精确解析数学模型。因为SR电机本体结构形式的选择问题与振动噪声大小有着密切的关系。本文从噪声辐射和振动幅值角度探讨了SR电机主要尺寸的确定;接着从对称性、力波阶数等角度研究了SR电机相数及绕组连接方式、极数、并联支路数的选择问题。并对一些常用的降低电机机械噪声的措施和方法进行了综述。系统振动特性的研究对于减小振动噪声十分重要。本文从振动系统的运动方程出发,导出了从激振力到振动加速度的传递函数和系统的自由振动解;然后利用机电类比法得出了SR电机定子系统的固有频率以及振动振幅的解析解,定性分析了影响振动振幅的各种因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通过建立不同的散热筋结构形式、高度、根数以及形状的SR电机三维有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散热的散热筋结构是高度高、根数多、上窄下宽的梯形截面的周向散热筋的结论。通过建立不同绕组装配工艺下的SR电机三维有限元模型,分析得出了加强绕组刚度可以提高系统低阶固有频率的结论。通过比较实验样机的模态分析结果和运行实验结果,证实了模态分析的有效性。仿真是计算SRD系统性能和预估电机振动的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系统的非线性动态仿真模型的基础上,对SRD系统进行了稳态性能仿真、动态性能仿真以及负载突变仿真。接着利用稳态性能仿真,综合考虑最大平均转矩和效率这两个优化目标,对SR电机的开关角进行了优化。最后结合由磁场有限元计算得到的径向力数据表和稳态性能仿真,通过非线性插值得到径向力的波形,然后对径向力波形进行了频谱分析,从而找到其主要的谐波分量。在电机设计阶段避免径向力波主要频谱分量与SR电机定子的固有频率接近而引起共振是降低SR电机噪声的首要条件。合适的控制策略对于SR电机减振降噪是必不可少的。本文理论推导出三步换相法的时间参数取值公式。仿真证明本取值公式较原先文献的结论在阻尼比较小时有更好的减振效果。针对SR电机运行中可能出现多个模态振形被激发出来的情况,利用数值优化法对三步换相法的时间参数进行了优化,使得减振效果整体最佳,所提的数值优化方法对两步换相法同样有效。在分析已有的直接瞬时转矩控制的基础上,针对其不足之处,提出了转矩定频控制取代内滞环的方法、开始重叠区域的转矩控制方法、最佳开关角度二次优化法和时间参数优化的三步换相法等新的控制方案。动态仿真证明这些方案是切实有效的,达到了预期效果。最后在直接瞬时转矩控制的每一次转矩斩波都使用三步换相法,和在相关断时刻根据实际电平灵活选用两步或三步换相法以减小电机振动噪声,并提出了考虑减振要求的开关频率设计方法,最终形成了一套完整的降低振动噪声和转矩脉动控制策略。设计并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR电机控制器。根据控制策略要求,选用了不对称半桥功率电路拓扑结构;出于降低成本以及提高可靠性考虑,采用了MOSFET双路并联电路方案。在控制软件中实现了本文所提出的降低SR电机振动噪声和转矩脉动控制策略。本文最后对实验样机进行了静态转矩的测量实验,对比转矩测量值与转矩有限元计算值,验证了磁场有限元计算的有效性。然后对实验样机进行了空载与负载、电流控制与转矩控制、低速斩波与高速单波、是否采用两步或三步换相法等一系列对比运行实验,对比各种实验结果,充分证实了本文所提出的降低振动噪声和转矩脉动控制策略的有效性。本课题组承担了国家十·五863计划电动汽车重大专项:“EQ6110HEV混合动力城市公交车用电机及其控制系统”(2001AA501421)。本文的研究是在该项目的资助下完成,并且本文关于电机本体结构形式、散热筋结构和机械降噪措施等的结论已在该项目的60kW实验样机上得到证实。
上传时间: 2013-07-05
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这是西门子变频器的资料,介绍运动原理、技术、接口、变频器和电机的选择等参数
标签: 变频器
上传时间: 2013-06-05
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超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件,其功率密度比电池高数十倍,能量密度比静电电容高数十倍。具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点,有希望成为21世纪的新型绿色能源。 设计了一个主回路以BUCK降压电路为主,控制回路以单片机89C51为核心的超级电容器充放电测试系统,用于测试超级电容器充放电性能。本系统通过检测超级电容器的端电压、电流和温度,并将采集到的信号由ADC0809转换为数字信号,送入89C51分析处理后,再经DAC0832输出,调节脉宽调制器TL494的电压信号,调整PWM的输出值,控制BUCK转换电路中MOSFET功率开关的占空比,从而改变输出直流电压的大小,实现恒流控制。超级电容器充电方法采用分阶段恒流充电,依照充电状态的不同,适时调整充电电流大小,避免过充电造成超级电容器损害。在其控制方法和实现手段上,主要通过单片机的设定值与实测值的比较来控制电路的输出,也可以通过模糊控制技术来实现,并用MATLAB进行了仿真实验,仿真结果证明采用模糊控制能够取得更好的效果。在整个系统的保护功能方面,采用了过压、过流以及过热等的保护方法,实现软硬件对系统的保护。 利用本测试系统可以对超级电容器进行恒电流充放电,其充放电曲线基本上呈现线性。模糊控制能针对电容器充电状态的不同,适时给予不同的充电电流,不至于发生大电流过充造成超级电容器受损的情况,确保使用寿命。 解决了系统的电磁兼容,从而能够保证系统能够安全可靠地工作。在电路装置硬件电路、软件以及印制电路板设计中所采取了一些抗干扰措施,可以有效地预防一些干扰带来的误差,提高了系统的可靠性和稳定性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:Kecpolo
本文利用Maxwell 3D软件对交流接触器的电磁机构的静态、动态特性进行分析与仿真。Maxwell 3D是美国的Ansoft公司开发的专门用于三维电磁场仿真的软件。本文主要以CJ20-25交流接触器的电磁机构为例,对不同激励下交流接触器电磁机构的静态特性进行分析;编写电磁机构动态仿真程序,对其进行动态仿真,并进一步分析其动态特性;同时对电磁机构的设计参数对交流接触器特性的影响进行了分析。主要为以下几个方面: 首先,利用Maxwell 3D软件建立交流接触器电磁机构的三维有限元模型,对模型进行有限元分析,计算不同电流和气隙下的静态吸力,仿真电磁机构的静态特性。绘制出交流接触器的静态电磁场分布及吸力特性。 其次,用Visual C++编程语言编制程序,仿真交流接触器电磁机构运动过程。 再次,对交流接触器电磁机构进行瞬态分析。得出CJ20-25型交流接触器动态电流、吸力特性,并对动铁心末速度、静铁心迎击距离、动态吸力与反力特性的匹配、总动能和碰撞损失能量与合闸相角的关系特性进行了具体分析。同时,将迎击式与非迎击的两种类型的交流接触器的动态特性作了比较。 最后,利用Maxwell 3D软件分析接触器各个设计参数对交流接触器电磁机构静态吸力、动态特性的影响。 经过以上各方面的分析可知:采用Maxwell 3D软件的强大的电磁场有限元分析功能进行电磁机构的静态及动态特性的分析与仿真,模拟真实的工作环境,可以在样机制作前,精确掌握电器产品的性能,减少样机制作,降低试验费用,加快产品开发周期,提高产品性能指标,具有实际意义。
上传时间: 2013-07-15
上传用户:电子世界
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
介绍了单相全桥逆变器的工作原理, 阐述产生SPWM波和实现PI 控制的算法, 给出以DSP(数字信号处理器) 实现控制的软件流程。实验表明利用软件完成逆变器控制是可行的
上传时间: 2013-06-30
上传用户:zjf3110
基于TMS320F2812的变频器设计及其相关探讨
上传时间: 2013-06-02
上传用户:zoushuiqi
小功率变频器SVPWM低速扭矩提升算法,挺好的一个东西
上传时间: 2013-07-28
上传用户:superhand