开关磁阻电动机互感特性及其对转矩的影响

开关磁阻电动机在两相励磁的工作条件下,定转子轭部磁场高度饱和使每相磁链有所减小.通过引入互感的方法可以定量计算磁链的减小量,并给出了互感计算式,利用有限元法分析了一台样机互感随转子位置和电流的变化规律,理论推导了互感对平均转矩影响的程度,研究了四相8/6极开关磁阻电动机稳态转矩波形在两种绕组连接方式下的不规则特性,结合互感特性,提出了改变不对称相绕组参数的技术方案.研究结果表明:电磁参数优化后,开关磁阻电动机的最小转矩和平均转矩均得以提高,转矩脉动减小,转矩波形规则.     

开关磁阻电机两相励磁条件下互感的实验研究

通过引入互感的方法,表征开关磁阻电机相邻两相同时励磁条件下的每相磁链与单相励磁条件下每相磁链的差别,建立了互感的计算模型,采用实验的方法测取了样机的自感特性和互感特性,分析了互感随转子位置和相电流的变化规律。理论分析了两相励磁条件下互感对输出转矩的影响,并通过实验进行了验证。推导了计入互感时的相电压平衡方程和转矩建模方法,在此基础上完成了调速系统的建模和仿真。研究表明:偶数相开关磁阻电机存在电磁不对称励磁相,长磁路励磁相的负互感使输出转矩有所减小,一个导电周期内转矩波形不规则,转矩脉动有所增加,本文可为开关磁阻电机的准确建模及高性能控制提供理论依据。     

基于SRD驱动的刮板输送机调速系统研究

提出将开关磁阻电动机调速系统应用于刮板输送机的方案,设计了系统的硬件和软件,在起动、高速及制动阶段采用不同的控制策略。经仿真分析,可有效解决煤矿井下刮板输送机重载起动困难,冲击电流大等实际问题。     

基于PLC的水量监测系统设计

为了对某煤矿各单位用水情况进行完整统计和规划,减少水资源浪费,采用PLC和无线以太网技术设计了一种水量监测系统,详细介绍了该系统的整体结构、软硬件设计、现场调试及应用情况。该系统通过以PLC为核心的现场监测层获取用水量信息,通过无线网络将用水量信息发送至中央监控管理层进行实时显示。测试和运行结果表明,该系统测量数据准确度高,网络运行稳定,实现了用水量的远程监测。     

基于电流斩波控制的开关磁阻电机脉冲宽度调制占空比解析计算法

该文提出一种基于电流斩波控制的脉冲宽度调制(PWM)占空比解析计算方法,用以解决开关磁阻电机驱动系统电流斩波控制方式下电流脉动大的问题。结合电流斩波控制原理和实际控制过程,分析了斩波电流脉动大的主要原因。根据开关磁阻电机的电磁关系,分别推导了使绕组电流在小电感区单调上升并恰好达到给定参考电流,以及在电感明显上升区使绕组电流基本保持恒定的PWM占空比计算公式。提出一种通过实验测定小电感区电感值与电感明显上升区绕组电感对转子位置斜率的方法,对不同绕组电流条件下的斜率进行了曲线拟合,并将该曲线用于PWM占空比的在线计算。最后,与传统电流斩波控制法进行对比实验,结果证明PWM占空比解析计算方法有效地减小了电流脉动,提高了电机的控制性能。     

紧凑型高压异步电机三维流体场分析及温度场仿真计算

为研究10 kV紧凑型异步电机额定工况运行时,内、外双风扇作用下电机内的流体流动状况以及电机各部件的温度分布情况,采用流体场与温度场耦合的方法建立电机三维散热模型,并对内外风扇以及转子自力性扇叶周围空气建立旋转气域模型。将电磁场有限元仿真计算得到的绕组铜耗、定子铁心损耗、转子铝耗等作为热源,在计算流体力学理论分析的基础上,对电机温度场作出合理的基本假设并给出相应的边界条件,通过流热耦合仿真计算得到电机在双风扇随轴转动情况下电机内外流体场中流体流动及电机各部件温度的空间分布特征。仿真结果表明,电机温度最大值位于转子绕组中部,定子绕组温度最大值为113 ℃,满足F级绝缘要求;内风扇工作时可以有效降低定、转子温度。     

矿井供电系统单相接地故障零模特征仿真研究

针对现有基于单相接地故障特征量的选线方法实际保护效果不理想的问题,以某煤矿实际供电系统为研究对象,采用RTDS/RSCAD实时数字仿真系统搭建了矿井供电系统仿真模型,分析了中性点不接地和经消弧线圈接地2种运行方式下线路零模电流、零模电压的故障特征规律,以及不同故障位置、故障初相角、接地电阻对矿井供电系统单相接地故障下线路零模电流时域特征的影响。研究结果表明:(1)中性点运行方式对非故障线路零模电流和母线零模电压的影响可忽略不计,对故障线路零模电流的影响较大;2种运行方式下故障线路与非故障线路零模电流首半波极性相反。(2)故障位置距离母线越远,线路暂态零模电流冲击值越小;线路稳态零模电流受故障位置影响较小。(3)故障初相角越大,线路暂态零模电流冲击值越大,冲击值增长速度越小,故障线路暂态零模电流达到稳态的时间越短;故障初相角不影响线路稳态零模电流幅值,只影响其初相角。(4)接地电阻越大,线路暂态零模电流冲击值及其衰减速度、稳态零模电流幅值越小。     

基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法

针对现有矿井供电系统单相接地故障选线方法存在准确度低、可靠性差的问题,提出了一种基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法。该方法首先对各条线路的暂态零模电流进行小波包分解,去除包含稳态工频量的最低频段,求取各频段小波包能量总和并排序;然后按照能量最大的原则确定特征频带,对各线路特征频带小波包分解系数模最大值极性进行比较,极性相反的线路确定为故障线路。根据故障线路、非故障线路暂态零模电流特征量的差异,构成单相接地故障选线的双重判据,解决了单一判据故障选线失败后无法进行正确选线的难题。仿真试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

开关磁阻电动机零压和反压续流方式的研究

利用开关磁阻电机的简化线性模型,对开关磁阻电动机相绕组在不同转子位置时,分别施加正压、零压和反压的电流变化情况和能量流动方向进行了分析,理论分析出零压续流比反压续流的电流平滑性好。在低速电流斩波控制方式下进行了零压和反压续流实验,实验结果表明:零压续流比反压续流控制方式具有更平滑的电流波形和更小的电磁噪声。     

开关磁阻电机的最小二乘支持向量机建模与仿真

针对开关磁阻电机电磁特性的非线性造成其精确数学模型难以建立的问题,根据样机实测自感特性和矩角特性,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法对开关磁阻电机非线性建模.与几种常用的神经网络建模方法相比,采用LS-SVM方法所建模型学习速度快,模型精确度高.以一台8/6极开关磁阻电机为例,把基于LS-SVM的自感模型和矩角模型应用于开关磁阻电动机调速系统的建模并进行仿真.实验结果表明,相同工作条件下的仿真电流波形与实验电流波形基本一致,误差小于5%,说明该建模方法的正确性,为开关磁阻电动机调速系统的智能控制提供理论和实践参考.