基于功率因数的节能控制器的设计

以8X196单片机为控制核心,采用模糊控制策略设计系统控制算法,实时检测电机功率因数、定子电压及电流,通过调节电机的端电压,达到提高电机功率因数,节约电能的目的.采用电压双斜坡启动方式,实现了电机的软启动,有效减小电机启动电流.系统软件对电机过载和短路、缺相、欠压、三相不平衡等进行监测,实现自动保护.     

综合PC机与LabVIEW技术的智能电机保护系统设计

设计且实现了一种基于PC机与LabVIEW技术的电机保护系统,其具有智能控制、高速实时和数据测试、储存和多通道采集等功能。该系统通过NI采集卡采集电机信号状态(电流和电压值),对电机运行进行控制,基于计算机的硬件平台,充分利用LabVIEW虚拟仪器的强大数学算法,实现新型的智能控制,为电机保护提供科学依据。实验结果表明,智能控制系统具有高速、实时的数学计算能力,测试精度高、工作稳定可靠。     

虚拟仪器技术在LAMOST光纤定位系统中的应用

介绍了一套基于虚拟仪器技术的应用系统,该系统可以应用于步进电机扭矩的测量.系统对步进电机及其驱动电路进行实时检测,实现了驱动电压和步进电机绕组电流的多通道同步数据采集与状态分析,并将分析结果反馈至控制主机,控制主机根据反馈结果做出相应的决策.系统还实现了步进电机零位的模拟控制和实时监测.基于虚拟仪器技术的应用系统为LAMOST光纤定位系统稳定、可靠地运行提供了保障.     

内置式永磁同步电机驱动系统设计

基于内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)在两相旋转坐标系下的数学模型,结合电压电流约束条件,分析了最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)控制策略和弱磁控制策略,确定了车用IPMSM的转矩控制方案。设计了以DSP为核心的硬件电路,开发了矢量控制软件,实现了模拟量采集、位置检测、参数管理和通信等功能,完成了IPMSM矢量控制运算。在电机实验台架上对驱动系统性能进行了测试,实验结果表明,该驱动系统能够对IPMSM进行有效地转矩控制,充分发挥电机的转矩输出能力,提高系统运行效率,满足电驱动车辆的使用要求。     

永磁电梯门机多参数在线检测研究

电机门机普遍采用隐极式永磁同步电机，电梯电机所面对的场景和工况较为复杂，导致电机运行状态实时变化，存在较多不确定性，且不利于精准控制和研判。而分析目前国内相关永磁电器检测方法，均无法实现在线检测。根据以上问题，分析和研究永磁电梯门机多参数在线检测评价方法及相关试验系统，为相关检测技术提供了支撑。     

基于参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制

为了实现对内置式永磁同步电机的高效准确控制,解决电机运行过程中参数变化对控制性能的影响,提出了一种基于在线参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制方法。根据内置式永磁同步电机的转矩特性对最大转矩电流比的d-q电流最优关系进行化简以便于工程计算;并针对电机参数变化对最大转矩电流比工作点偏移的影响进行了分析。同时,对MTPA算法影响较大的关键参数q轴定子电感,转子永磁体磁链进行基于参考模型的自适应辨识,以确保实时的最优d,q轴电流分配。在得到准确辨识的参数和最优电流指令的基础上进行电流的鲁棒预测控制,使实际电流更快地跟踪指令,提高系统的动态性能。实验结果表明q轴定子电感,转子永磁体磁链在线辨识的误差分别小于3%,3.5%,收敛时间小于20 ms;电机能有效跟踪最大转矩电流比工作点,电流响应时间小于30 ms,能够满足内置式永磁同步电机系统稳定可靠、高效快速等运行要求。     

永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能影响的分析

在永磁无刷直流电机中,通常使用霍尔传感器对转子的位置进行实时检测。电机设计中普遍采用永磁体长度大于定子铁芯长度的方式,以使霍尔传感器能利用永磁铁的端部漏磁来检测转子的位置。但永磁体端部漏磁通常会引起电机的振动、噪音等问题,其对电机性能的影响难以得到精确的评估。本文以KMB-T140永磁无刷直流电机为例,利用Ansoft有限元分析软件进行三维建模,并对不同磁钢长度所引起的电机性能的改变进行分析,得到永磁体端部长度对电机反电势、反电势谐波、齿槽转矩的影响。该研究对高精度、高功率密度永磁无刷直流电机的设计和优化具有一定的参考意义。     

基于DSP的电机轴频信号实时故障检测系统研究

电机故障检测一般是通过使用先进的技术手段,在线监测异步电机的各种相关运行参数(如电压、电流、磁通、转速、温度、振动、局部放电等),判断设备是否处于正常状态.本文设计了基于数字信号处理器(Digital Slgnal Processor,DSP)的电机故障实时检测装置,通过电机轴频信号测取,特征提取,状态检测和状态分析实时检测电机故障,实验表明,相对传统单片机检测系统,利用数字信号处理器设计的检测系统不仅在速度上具有优势,还可实现二阶功率谱算法等较为复杂的分析方法,能有效提高电机轴频信号实时故障检测的准确性.     

永磁同步电机转子起始位置检测新方法

针对目前永磁同步电机(PMSM)起始位置检测方法存在依赖精确的电流检测电路或需要复杂的建模和计算等问题,提出了一种永磁同步电机起始位置的新型检测方法.该方法在电机加电启动时按一定顺序给电机施加24个特殊空间矢量,使电机转子在较短时间内产生微小抖动,通过判断抖动的方向来推算此时电机的转子位置,该方法具有简单易实现的优点....     

偏转式永磁同步风力发电机电磁建模与瞬态分析

针对分布式能源系统风力发电的应用,提出了一种偏转式永磁同步风力发电机。介绍了偏转式永磁同步风力发电机的基本工作原理,并根据经验计算确定电机的结构尺寸。通过利用三维有限元建模仿真,分析了风力发电机的磁场云图、自转转矩和偏转转矩,并利用解析法对气隙磁场进行分析计算。另外,还对发电机在偏转前和偏转后的电压、电流、磁链及反电势波形及其谐波做了对比分析。分析结果表明,偏转前后,风力发电机的特性影响不大,可短暂工作在偏转状态以实现初步转向调节,为分布式能源风力发电机的研究和该类发电机的优化提供了新的思路和参考。     

永磁直线伺服电动机实时电压信号采集方案设计

通过选用合适的永磁直线伺服电动机、电压传感器和光栅设备,完成了一套基于虚拟仪器思想的永磁直线伺服电动机电压信号采集方案。在系统实现过程中,用制作的实物系统对目标电动机的电压物理量进行实时数据采集,验证方案正确可行。     

永磁同步电机的变频调速研究

无励磁损耗和自身体积较小是永磁同步电机的一大优势所在.本论文的主要目的是永磁同步电机进行建模与分析,基于ANSYS Maxwell建立外转子永磁同步电机的有限元仿真模型,并基于该模型对电机磁场及各项电磁性能进行仿真计算与分析,已达到对永磁同步电机变频调速研究的需求,对电机进行建模与分析.确定电机参数包括性能指标要求、定...     

基于DSP的电梯永磁同步电机的DTC控制系统

介绍了永磁同步电机的直接转矩控制策略,在此基础上设计了一个基于DSP的电梯用永磁同步电机的直接转矩控制系统.该系统以SVPWM空间电压矢量控制技术为基础,以TI公司的TMS320LF2407A型DSP为核心处理器,能够对电机进行平稳调速和实时控制.给出了系统硬件和软件设计方案.     

基于双滑模控制的PMSS直接转矩调速系统设计

针对永磁同步电主轴传统直接转矩控制策略存在较大的磁链和转矩脉动,系统在低速段难以精确控制,以及由于磁链和转矩脉动引起的噪声和抖动等问题,该文提出了基于双滑模变结构控制的永磁同步电主轴直接转矩调速控制方案。提出通过转矩和磁链的2个滑模控制器来代替传统直接转矩中的2个滞环控制器,其输出实现了空间电压矢量调制,保证了逆变器开关频率恒定,减小了磁链和转矩脉动;分析滑模变结构控制所产生抖振缺陷的机理,选择适当的趋近律在保证系统鲁棒性的前提下有效抑制了抖振。实验和仿真结果表明,该调速系统具有动态响应快,磁链和转矩脉动小以及较强的鲁棒性等优点。     

直联压缩机两种不同控制方法的比较研究

建立了空压机的负载数学模型,对其负载进行了分析。建立了永磁同步电机的数学模型,给出了一种用于交流永磁同步电机速度控制的滑模控制器。根据永磁同步电机的控制特点和空压机负载特点进行Simulink仿真,仿真结果表明,加滑模控制器时,电机转速波动较小。最后,对用永磁同步电机驱动直联便携式空压机做实验。实验结果表明,与常规的PI控制策略相比,滑模变结构控制改善了系统的动态性能,有较强的鲁棒性。永磁同步电机驱动空压机效率高,转速波动小。     

基于STM32微控制器的空间矢量脉宽调制

永磁同步电机(PMSM)由于其自身的结构和运行特点,在工业控制领域得到越来越广泛的应用.为了实现永磁同步电机的电压空间矢量控制,提出了基于STM32微控制器和智能功率模块(IPM)的方案,阐述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理及实现方法,给出了系统硬件电路和软件设计.实验结果证明,该方案谐波成分少,电压利用率高,实时...     

可变磁路式永磁悬浮系统的动力学特性研究

介绍一种由伺服电机、盘状径向磁化永磁铁和导磁体组成的可变磁路式永磁悬浮系统。该系统中永磁铁提供悬浮力,伺服电机驱动盘状永磁铁旋转,改变通过悬浮物的磁通量,实现悬浮力的实时控制。该悬浮系统可以实现零吸引力,避免接触吸附问题,可以实现稳定状态下的零功率悬浮,达到节能减排的目的;可以任意改变磁极特性,实现在多自由度系统上的灵活应用。在综合考虑系统漏磁特性的条件下建立系统的参数化模型,分析系统的动力学和控制特性,然后进行系统的悬浮特性仿真研究,结果表明该系统在一定外扰下可实现稳定悬浮,并且具有较理想的时域和频域响应特性。     

粒子群优化的变论域模糊 PI 机电作动器控制

为了提高飞机机电作动器的位置跟踪速度,克服传统 PI 算法参数调试依赖于人工经验的缺陷,提出一种基于粒子群优化的变论域模糊 PI 控制方法。首先根据机电作动器的结构与工作原理,建立永磁同步电机与机械传动部分的数学模型;然后根据电机控制系统建立机电作动器位置环变论域模糊 PI 控制模型;最后利用粒子群优化算法对量化因子、比例因子以及伸缩因子寻优并进行仿真验证。仿真结果表明,与传统 PI 控制和模糊 PI 控制相比,基于粒子群优化的变论域模糊 PI 控制方法在具备着传统模糊控制算法优点的同时,又能够根据偏差变化实时调整论域,改善系统的性能。     

机床用永磁同步电机预测电流控制方法研究

近年来,随着数字信号处理器和先进控制理论的发展,模型预测控制得到越来越多的关注和应用。针对数控机床用永磁同步电机常规单矢量模型预测直接电流控制方法存在电流谐波较大的问题,基于两电平电压源逆变器的基本电压矢量构造了6个虚拟电压矢量,并基于所构造的虚拟矢量建立了扩展电压矢量集。然后,设计了一种基于扩展电压矢量集的永磁同步电机预测电流控制方法。与常规的单矢量法相比,所提方法可明显降低电流的谐波,改善永磁同步电机的稳态控制性能。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性,能够为同步电机在数控机床或相近的应用场合提供较好的理论支撑。     

带有不匹配干扰的永磁电机电磁波形优化控制分析

针对永磁电机抗干扰能力较差、波形输出转换控制能力较弱的问题,提出带有不匹配干扰的永磁电机电磁波形优化控制方法。根据永磁电机电磁波形采样节点分布聚类条件构建永磁电机电磁波的信号模型,采用匹配滤波检测器完成永磁电机电磁波形输出抗干扰抑制,提取永磁电机电磁波形信号的统计特征量,结合关联特征谱分析方法进行永磁电机电磁波信号的耦合处理,建立永磁电机电磁波信号的模糊特征匹配模型,对永磁电机电磁波形进行聚焦处理,根据特征聚集结果求得优化控制参量,完成永磁电机电磁波形的输出转换控制和匹配干扰抑制。仿真结果表明,采用该方法进行永磁电机电磁波形控制的抗干扰性较好、对电磁波形的输出转换控制能力较好,波形检测性能较强。