基于DSP的矿井提升机永磁同步电机DTC调速系统

介绍了永磁同步电机的直接转矩控制策略,在此基础上设计出一种基于DSP的矿井提升机永磁同步电机的直接转矩控制系统。该系统以空间电压矢量(SVM)策略为控制基础,通过SVM产生定子的预期电压,并且采用PI控制器代替传统直接转矩控制中的滞环比较器。以TI公司的TMS320F2812型DSP作为核心处理器,能够对电机实施平稳调速和实时控制。     

矿车T型三电平永磁电机驱动系统的无差拍控制

矿车T型三电平永磁电机驱动系统具有效率高、转矩脉动小以及电磁干扰小等优势。提出了一种矿车T型三电平永磁电机驱动系统的无差拍控制,首先根据永磁电机离散数学模型设计了电流无差拍控制器,并研究了无差拍控制方式下的T型三电平逆变器的脉宽调制以及中点电位平衡算法,最后通过仿真验证了算法的有效性。     

22 kW防爆永磁直流无刷变频电机在防爆蓄电池轻型车中的应用

为了满足井下防爆锂电池轻型车动力匹配及轻量化,分析了一种22 kW防爆永磁无刷直流电机,采用全新的机械设计理念、DSP控制流程方法及能量回收方案,有效降低了电机及控制器整体重量和能量损耗,提高了电机输出转矩和整车牵引力。     

基于自适应迭代学习的PMSM伺服系统转矩脉动抑制方法研究

针对永磁同步电机运行过程中存在转矩脉动,影响系统控制精度的问题,提出一种自适应迭代学习控制律,将其应用到永磁同步电机控制系统中。利用迭代学习控制律补偿系统电流内环波动,从而抑制永磁同步电机运行过程中的周期性转矩脉动,同时用自适应算法抑制非周期性转矩脉动,从而设计了一款能够同时抑制周期性和非周期性转矩脉动的控制策略。证明了采用自适应迭代学习控制律的永磁同步电机控制系统的稳定性,并对其进行数值仿真,验证了自适应迭代学习控制律的有效性。     

永磁同步电机驱动刮板输送机协同控制

针对刮板输送机负载突变时首、尾电机功率不能平均分配的问题,提出一种永磁同步电机(PMSM)驱动刮板输送机的偏差耦合控制方案。通过建立永磁同步电机的数学模型,分析永磁同步电机的速度、电流双闭环矢量控制策略,得出可采用改变两电机给定转速差的方式控制两电机转矩。通过采集两电机反馈电流,计算出两电机转矩差,使用偏差耦合算法得到两电机的速度补偿信号,调节两电机转速,实现对两电机转矩的调节。实验结果表明,采用协同控制策略后,当刮板输送机负载发生突变,两电机转速能够迅速调整,转矩在0.4 s内接近相等,且两电机转矩百分比差值维持在10%以内,基本实现功率的平均分配。     

永磁直线同步电动机垂直提升系统的鲁棒H_∞控制

运用MatLab的Simulink工具箱建立了永磁直线同步电动机垂直提升系统的动态仿真模型。并根据鲁棒控制的原理和鲁棒H∞控制器的特点,运用设计的具有鲁棒性能的控制器对永磁直线同步电动机进行控制。使用MatLab的Simulink工具箱对所设计的控制器和控制系统进行建模仿真试验研究。结果表明,该控制器不但对所给定的速度控制器的跟踪性能好,而且对系统和控制器本身的参数摄动和负载扰动有很强的鲁棒性。     

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1 500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。     

矿用永磁无刷直流电机控制技术研究

在分析永磁无刷直流电机数学模型和模糊控制算法基础上,在MATLAB软件上搭建矿用永磁无刷直流电机控制系统仿真模型,包括矿用无刷直流电机、模糊PID控制器和相模块等。采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用模糊PID控制器。设置仿真参数和电机额定转速,对控制系统进行仿真分析。结果表明;所设计的控制系统响应速度快、稳定性好,可见模糊PID控制算法是矿用永磁无刷直流电机控制系统控制策略的理想选择。     

永磁同步电机鲁棒自适应反步控制

针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,推导出控制律和参数自适应律.为提升系统的稳态性能,在控制输入中引入了转速误差的积分项,从而消除残留误差.在补偿参数不确定性影响与提高系统的抗干扰能力的同时,实现电机转速的高性能全局渐近稳定跟踪控制.仿真结果证明, 控制策略在参数摄动和负载扰动下都是有效的、正确的.     

新型感应电机自适应观测与滑模控制策略

基于感应电机在二相坐标下的数学模型,使用滑模变结构与非线性分析方法设计出由1个基于滑模的转矩与磁链控制器和1个速度自适应磁链观测器非线性控制系统.首先以定子电流与定子磁链为状态变量,采用非线性系统分析方法建立误差状态方程,然后在使误差渐近收敛为零的原则下设计滑模流形面,根据Layapunov稳定性条件,推导出电阻估计表达式及用于逆变器输入的定子电压控制规律.利用基于模型参考与状态反馈的速度自适应磁链观测器来完成转速辨识与磁链的准确观测,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性,其估计值作为滑模控制器的输入完成系统的闭环控制.Matlab的仿真与分析结果证明了控制策略的正确性与有效性.     

基于矿用永磁同步电机的直接转矩控制系统的分析与研究

介绍了矿用永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制技术原理,在matlab环境下建立了仿真模型,试验结果表明直接转矩技术,能够有效地减少电机磁链和转矩的脉动,采用直接转矩控制技术的永磁同步电机具有较宽的调速范围、良好的动态和稳态性能。该电机控制方案可广泛应用于煤矿空气压缩机、压风机、水泵等设备。     

电动汽车用永磁同步电动机设计

为推进永磁同步电动机在电动汽车驱动中的应用，对电动汽车驱动用永磁同步电动机的设计进行了研究．从电动汽车牵引电机的运行特性入手，分析了影响永磁同步电动机参数确定的因素．应用电磁场分析方法给出了永磁同步电动机转子永磁体结构的选择原则．应用场路耦合计算方法设计了电动客车用永磁同步电动机样机．实验结果表明，样机的低速转矩大、恒功率区宽，性能满足整车的需要．     

新型矿井提升机控制方法的研究

结合目前矿井提升系统所面临的问题,提出基于永磁同步电机的无位置直接转矩控制策略,对于同步电机位置信号采用滑模位置估算方式,采用直接转矩控制策略直接面向转矩控制,提升矿井提升机的经济效益和牵引动力性。最后通过仿真软件Matlab/Simulink,验证了其仿真的可行性。     

遗传算法在煤矿高转速永磁同步电机控制仿真中的应用

为了能够有效地对煤矿高转速永磁同步电机进行控制,深入研究了遗传算法在其中的应用。首先,建立了高转速永磁同步电动机数学模型;接着,提出了基于遗传算法的高转速永磁同步电机优化算法;最后,进行了实例研究,利用遗传算法对煤矿高转速永磁同步电动机进行控制,仿真结果表明,该方法具有较高的可靠性和控制精度。     

磁极偏移法抑制表面-内置式永磁转子同步电机齿槽转矩分析

针对所提出的表面-内置式永磁转子同步电机(SIHPMSM)结构特点,建立不同充磁方式下SIHPMSM的齿槽转矩解析模型。分析SIHPMSM磁极偏移状态下整体和单个磁极的齿槽转矩解析公式,得到磁极整体偏移和磁极分组偏移的齿槽转矩优化方法。采用有限元法计算SIHPMSM在不同充磁方式下磁极偏移时的齿槽转矩,与实验样机测试结果进行对比,得出最优的齿槽转矩优化方案。对比分析优化前后电机反电势、电磁转矩、转矩波动、效率等性能参数,验证了所采用优化方法的正确性与合理性。     

永磁外转子提升机变频调速系统研究

传统矿井提升机多采用交流异步电动机和减速器组成的传动结构以及TKD电控系统进行调速,存在起动电流过大、工作效率低、能耗大、维护量大、噪声大等问题.为此提出永磁外转子提升机,其采用外转子永磁同步电机与提升机卷筒一体化结构,配合先进的变频调速系统,具有传动结构简单,高效节能,起动频率低,低速运行平稳,以及维护量小、噪声小等...     

改进的异步电机直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制低速时电流和转矩波动很大的缺点,提出了一种新型控制方法:在高速区,采用离散占空比控制技术(DRC)设计的开关表方案;在低速区,采用智能控制器控制。仿真结果表明:该方法明显优于常规的直接转矩控制,减少了电流和转矩脉动,提高了系统的控制性能。     

直接转矩控制技术在矿井主通风机上的应用

介绍了直接转矩控制变频调速技术的结构、原理及应用效果,该技术的核心是通过建立自适应电机模型,直接转矩控制变频器能够在没有光码盘或测速电机反馈的条件下,精确控制标准鼠笼电机的速度和转矩。该技术的应用对于企业的节能降耗有重要的借鉴意义。     

绕线式异步电动机转子变频启动的仿真研究

在分析对比绕线式异步电动机传统启动方式的基础上,探讨了转子侧分频启动的特点,并利用Matlab/simulink搭建了变频启动的仿真模型。得到了电机启动时的转矩和转速的仿真波形,对变频调速的后续研究及双馈系统的启动有一定的指导意义。