基于Infineon TC1782的电机控制器设计

嵌入式系统的迅猛发展使得电机控制器的性能越来越好,利用英飞凌最新的32位微控制器芯片TC1782设计了一套高性能的电机控制器。主要阐述了电机控制器中的PWM信号产生模块、功率驱动保护功能模块和光电编码器输出信号调理模块,同时介绍了英飞凌汽车级芯片TC1782的强大处理能力。并将TC1782与DSP2407进行比较,证明了TC1782具有更好的高效性、可靠性和灵活性。该电机控制器能够更好地适应电动汽车复杂的环境,提高系统可靠性。实验证明,此款芯片产生的PWM信号具有更好的灵活性和更高的精度。     

基于单片机的电流故障录波系统设计与实现

针对电流超限使用或因用户末端短路造成的跳闸保护情况,设计实现了基于单片机的电流故障录波系统;系统以单片机为核心,对配电单元的电流信号进行采集,与设定电流阈值比较,异常时将电流故障信号传输至上位机处理显示。从硬件电路和软件实现等方面介绍了系统的设计,测试证明,该系统能够有效记录故障波形,减少故障的处理时间及停电时间,同时有利于事后查找故障的原因。     

高速磁隔离驱动及保护信号双向传输设计

分析了脉冲变压器磁隔离驱动的技术特点,对磁隔离驱动信号传输技术原理进行了分析研究,分别设计了共享磁隔离变压器的同步脉冲群调制解调正向和故障保护信号反向传输电路,同步脉冲群调制电路能够快速对误动作进行恢复且脉冲宽度可调,故障保护的反馈设计可以在驱动电路发生故障时及时停止输出,并将故障信号返回到输入端,封锁驱动信号.对整个电路的设计进行了理论分析、仿真和样机电路制作,该磁隔离驱动电路经绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动实验,可以可靠实现驱动和故障信号双向传输.     

开关磁阻电机调速系统的混沌扩频研究

为解决开关磁阻电机的转矩脉动大、电磁干扰严重,本文介绍了一种基于蔡氏电路的混沌扩频方法,通过Matlab编写蔡氏电路函数和蔡氏混沌随机PWM信号,并和常规PWM信号比较,分析两种PWM驱动脉冲调制下的母线电流谐波的频谱分布。最后将MATLAB/SIMULINK软件中的仿真与dsPACE实验平台连接观察并分析常规PWM与混沌PWM控制下的开关磁阻电机调速系统电磁干扰。     

一种简单的电动自行车用无刷电动机控制器

以无刷电动机为驱动电机的电动自行车控制系统以89c2051单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号,通过软件编程PWM信号输出三相六路控制无刷直流电动机,其中LM324还实现过流欠压保护。分析了控制器电路中的DC/DC变换器工作原理,给出了该电路的仿真波形。     

HEV电机驱动系统PWM驱动信号故障研究

对混合动力车(HEV)用电机控制器中功率器件的驱动信号开路故障进行故障分析,在定义的4种故障状态下进行实验,进而找出故障电流特征,通过分析实验故障特征电流,提出驱动系统脉宽调制(PWM)驱动信号故障特征提取方法。实验结果可为HEV电机驱动系统发生此类故障提供有效的判别和诊断依据。     

开关磁阻电机霍尔位置信号的故障诊断方法

开关磁阻电机(SRM)驱动系统的可靠运行,需要位置传感器提供可靠的位置信号。因此针对霍尔位置传感器时常故障影响电机正常工作的问题,研究一种有效的位置信号诊断方法对于提高系统工作可靠性是有重要意义的。本文提出了一种时间阈值与状态预测相结合的故障诊断方法。首先分析了位置传感器故障的类型和发生位置;其次对所提出的基于时间阈值结合状态预测的方法作了理论分析,该方法将3个位置信号组合的实际状态值与预测状态值作实时比对,结合状态值转换时间进行阈值约束从而检测出各种故障并达到快速准确的效果;最后,为了验证所提方法的有效性,以三相12/8结构电机作为研究对象,对该方法进行了实验验证。实验结果证明了该方法在故障检测中的可行性和有效性。另外,该方法无需复杂的计算和额外硬件即可实现,可推广到无刷直流电机(BLDC)等驱动系统使用。     

EV驱动用DSPM电机的—种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好。本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩,保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率,提高了可靠性。     

EV驱动用DSPM电机的一种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM 调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好.本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM 调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩, 保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率, 提高了可靠性.     

基于FPGA的温控电机系统的实现

本文主要介绍了基于FPGA芯片实现智能温控系统的过程。使用Altera公司的CycloneII系列的EP2C20F484C7作为主控芯片,通过温度传感器DS18B20采集实时温度值,进行数据转换和运算后,再送入电平转换电路及电机驱动电路后,输出相应占空比的PWM波控制电机实现温控调速。     

基于NCAV和电路等效替换的PWM整流器容错控制系统

三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器因其具有可控的功率因数、网侧三相电流趋于正弦、直流侧电压稳定等优点,在电机控制、风力发电并网、柔性直流输电和微电网等领域得到广泛应用。为了提高三相PWM整流器可靠性,文中提出了一种PWM整流器容错控制系统,该系统结合了归一化电流平均值(normalised current average value,NCAV)故障检测法和基于电路等效替换的容错方法。该控制系统在功率开关管单管开路故障情况下能够实现故障检测和诊断,并进行快速的容错控制,从而减少单管开路故障对系统造成的影响,改善故障下三相电流波形,减小输出电压纹波,提升系统的整体性能和可靠性。通过仿真验证了该控制系统的有效性。     

基于小波变换的无刷直流电机逆变器故障诊断

故障诊断是实现电机容错控制的前提,为了提高电机系统的可靠性,针对无刷直流电机驱动系统中逆变器功率管的开路故障,采用小波变换对电机三相电流信号进行分析,为了能快速地提取故障信息,提出利用3层以上细节信号的乘积作为检测信号,根据乘积信号的小波变换能够准确找到故障点,以低频小波信号的能量值作为提取特征来识别发生故障的逆变器功率管。该方法故障识别可靠性高,信号特征提取算法简单。仿真及实验结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

断路器机械特性特征数据稳定性和故障机理

为研究高压断路器诊断与评估方法中特征数据可靠性和故障特征数据变化规律问题,针对断路器触头行程、操作机构电流和机械振动信号搭建数据采集平台,提出3种信号的数据特征值提取方法,在断路器同一状态不同时间下,研究各信号特征数据稳定性;在断路器操作机构控制回路电阻增大、分闸弹簧单根脱落和操作及传动机构卡涩3种不同状态下,研究3种信号的特征数据的变化规律。研究证明搭建的断路器数据采集系统的可靠性和数据特征提取方法可行,并得出了断路器机械特性不同状态下各信号特征值的变化规律,为断路器状态评估与诊断方法提供数据支持。     

基于粗糙集理论的配电网故障诊断研究

鉴于粗糙集理论在处理不精确问题时,不需要提供待求解问题所需处理的数据集合之处的任何先验信息,运用粗糙集理论研究了因保护装置和断路器误动或拒动,通信装置的故障等原因造成的不完备警报信号模式下的配网故障诊断新方法。该方法把保护和断路器的信号作为对故障分类的条件属性集,考虑了各种可能发生的故障情况,以此建立决策表,然后实现决策表的自动化简和约简的搜索并利用决策表的约简形式,区分关键信号和非关键信号,直接从故障样本集中导出诊断规则,从而达到在不完备警报模式下快速准确地故障诊断的目的,揭示了警信息集合内在的冗余性。该文以VB6．0为主界面,运用Visual C 语言编程实现对故障区域的诊断,通过实际配电网的大量仿真表明：该方法简单,有效,具有良好的容错性能。     

基于逆变器直流侧电流和融合算法的感应电机转子故障诊断方法

分析了逆变器驱动的感应电机发生转子故障时的逆变器直流侧电流的频谱成分,发现与转子故障对应的故障特征频率分量分布在逆变器直流侧电流频谱的低频和高频的多个频段.基于此,提出了一种融合算法,利用解析信号的模平方函数将分布在高频段的故障特征频率分量转化到低频段,然后和低频段的信号进行融合相关处理,融合谱中的噪声和与故障不相关的...     

信号发生装置中应用

鉴于S注入法在高阻接地时易于受到分布电容的影响,提出对基于S注入法的信号发生装置的研究,介绍了信号源的硬件结构和软件设计。硬件控制部分采用了单片机控制脉冲调制,分析了脉冲宽度调制(PWM)控制技术在该装置中的应用;软件设计根据所需的注入信号与PWM波的关系,通过软件编程得到PWM信号。高频的PWM信号激励逆变电源中2个开关管,输出端通过滤波得到具有很高稳定性的注入信号,产生频率恒定、电压可调的交流信号,使得信号探测器很容易探测到该信号。该信号源装置降低了高阻接地探测的难度,使故障定位的精度和可靠性都得到大幅提高。     

单相开路故障下五相直流无刷电机无位置传感器控制

为了增强五相电机驱动系统的可靠性和容错能力,对五相永磁无刷直流电机在单相开路故障下的无位置传感器控制技术进行了研究。引入一种新颖的五相电机开路模型,实现了在单相开路故障下的场定向控制及载波脉宽调制。并在此基础上,采用滑模观测器估算五相电机的基波反电动势。然而当五相电机开路在故障模式下运行时,三次谐波绕组及逆变器非线性等因素引起观测反电动势含有较强的抖震谐波。采用了一种改进型复系数滤波器,并取代了传统一阶低通滤波器,对观测反电动势基波分量进行无失真滤波,改善位置观测精度和无位置控制电机动态性能。在实验平台上实现了单相开路模式下的无位置控制技术,验证了其的有效性。     

对大功率IGBT驱动电路中信号传输的探讨

传统IGBT驱动电路设计中FO信号隔离采用TLP521,PS2501等低速光耦,本文探讨了使用低速光耦传输FO信号在某些条件下的缺陷及其解决方法,在此基础上介绍了光纤信号传输的基本原理及其应用在大功率IGBT驱动电路中能够取得的优越性能,设计了1200V/200A的IGBT驱动测试电路,并给出了实验波形。     

考虑故障阀臂封锁条件下的VSC-HVDC换流器故障诊断算法

针对两电平柔性直流输电(VSC-HVDC)系统换流器内部常见的IGBT阀器件短路失效、桥臂直通、交流侧单相接地、交流侧两相短路、直流单极接地这5类贯穿故障,研究了换流器故障保护与诊断的协调配合方案,分析了保护闭锁条件下系统直流电压及交流电流的变化规律,据此提出了利用闭锁时刻的直流电压及闭锁后2个周期的三相交流电流作为特征信号进行换流器故障分类与定位的诊断方法,并确定了用于区分故障类型的电压、电流诊断阈值。对换流器严重贯穿故障进行仿真,利用PSCAD/EMTDC模型对所提出的诊断方法进行了验证,结果表明该方法不仅能可靠识别故障类型,还能准确定位故障位置,可用于故障阀臂闭锁条件下VSC-HVDC换流器的故障诊断。     

基于DSP的电机控制与状态监测系统设计

利用DSP TMS320F2812开发了既能满足多台电机控制需求,又能对电机运行状态进行实时监测,且通过CAN总线进行分布式控制和数据共享的系统.系统使用磁场定向控制算法通过DSP的PWM输出对电机进行电流矢量控制,使用过采样算法通过DSP片上集成ADC模块及其前端预处理电路对电机的振动信号进行高精度的数据采集,并利用DSP的高性能CPU对振动数据进行在线数字滤波和时频域简单预处理,通过CAN总线发送上位机控制命令并上传状态数据.系统实现了对多台电机的控制和在线状态监测,并为远程故障诊断打下了坚实的基础.