直线振荡电机谐振频率跟踪控制技术研究

针对直线压缩机控制复杂,传统压缩机运行效率低的问题,提出一种基于二阶广义积分控制的谐振频率跟踪的直线电机控制方式(SOGI-RFTC)。该控制方法控制行程稳定,检测位移信号x和电流信号i,利用谐振下位移x和电流i相序成90°的特点,经过锁频和坐标变换,将交流信号转化为直流信号控制,经过PI控制器实现信号的无静差跟踪控制。二阶广义积分控制器在锁相前可以滤出输入信号的采样噪声和高频干扰,提高控制器的稳定性。仿真和实验结果表明,所提出的谐振频率跟踪控制可以快速跟踪电机固有机械频率,提高系统效率,验证了理论的合理性和有效性。     

永磁直线振荡电机及谐振频率跟踪驱动研究

近年,直线电机因结构简单而获得了广泛应用。为了研究其频率特性,该文介绍了一种小型空压机驱动用永磁直线振荡电机。电机采用特殊结构的盘式弹簧轴承,使电机谐振频率的设计与调整灵活方便。文中讨论了驱动电源特性与电机固有谐振频率的匹配问题,研制了电流反馈式谐振频率跟踪驱动器,使电源效率自动跟踪机电系统的谐振频率,并进行了实验调试,效果较好。     

冰箱压缩机用直线电机的控制系统

提出了一种基于单片机的可控硅输入电压控制系统，包括同步脉冲电路、触发电路、隔离电路、显示电路、人机接口以及电流检测单元等。通过单片机控制可控硅的控制角，使系统的输入功率改变，从而使压缩机的起动平缓并具有连续可调的排气量。通过实验研究，表明该方案是切实可行的。     

基于固定频率二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法

针对电网存在频率突变、直流分量和多次谐波时传统i_p-i_q算法谐波检测精度不高的问题,提出一种基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_p-i_q谐波检测算法。该算法首先利用改进型固定频率二阶广义积分器滤除电网中直流成分和多次谐波,并克服传统二阶广义积分器产生的正交信号不等幅问题;然后利用一种基于改进型固定频率二阶广义积分器的锁相环提供更准确的电网频率,从而得到更准确的检测效果。最后,仿真算例验证了所提方法的有效性。     

冰箱压缩机用直线电机的控制系统

提出了一种基于单片机的可控硅输入电压控制系统,包括同步脉冲电路、触发电路、隔离电路、显示电路、人机接口以及电流检测单元等。通过单片机控制可控硅的控制角,使系统的输入功率改变,从而使压缩机的起动平缓并具有连续可调的排气量。通过实验研究,表明该方案是切实可行的。     

直线压缩机用无内定子动磁式直线振荡电机的建模与分析

针对直线压缩机要求结构紧凑及力特性好的特点,提出一种新型动磁式直线振荡电机.该电机具有无需内定子、动子质量轻、加工难度小及力特性平稳等优点.在分析电机运行原理的基础上,建立了该电机的等效磁路模型,并推导了气隙磁链、电磁推力及电感的解析表达式.为验证等效磁路模型的正确性,建立了电机准二维有限元模型,并对电机气隙磁场分布及力特性进行了深入分析.实际加工了一台实验样机并进行了静态推力实验,样机测试结果、有限元分析结果和磁路分析结果较好吻合,证明了所建模型的正确性.     

双定子直线振荡电机谐振特性分析

双定子直线振荡电机采用谐振弹簧式设计,电机工作特性与运行频率直接相关.为了使双定子直线振荡电机能够获得较好的工作性能,基于气体力负载等效线性化,对于电机进行了数学建模,从理论上分析了电机运行频率对于其工作特性的影响,并通过实验进行了验证.实验结果表明,直线振荡电机的等效机械谐振频率不仅与动子质量及弹簧刚度有关,还会受负载影响而变化,随排气压力的增大而增大;而电机功率因数则在空载状态下存在两个为1的最大值.当工作频率接近机械谐振频率时,电机达到同样的排气压力所需的电流及输入功率最小,效率最高;但此时功率因数并不为1,其大小与负载及驱动频率有关.为保证电机高效稳定的运行,应根据电机工作特性曲线确定额定负载所对应的机械谐振频率作为电机的额定运行频率.     

基于臭氧发生器等离子电源频率跟踪控制研究

臭氧发生器电源在正常工作中,臭氧发生器会受到放电状态、外界环境以及其他不可控因素的影响,从而导致臭氧发生器的固有谐振频率发生变化,臭氧发生器工作效率大幅降低,更严重时会导致电源系统失谐.频率跟踪技术能够通过跟踪负载谐振频率,自动调节电源的工作频率,使其工作在谐振状态,降低损耗,提高电源工作效率.     

基于固定频率二阶广义积分器的单相锁频环

在电力系统中,电压相位信息的获取和控制对于并网场合很重要,单相锁相技术对于实现相位同步具有重要意义。针对二阶广义积分器和传统锁相环在电网频率突变时存在较大相位偏差的问题,本文提出了一种基于固定频率二阶广义积分器的新型锁频环算法,详细说明固定频率二阶广义积分器的工作原理,分析了新型锁频环的控制结构。在Matlab/Simulink中搭建新型锁频环的仿真模型,与传统的基于二阶广义积分器的锁相环进行了对比分析,结果表明新型锁相环动态响应更好,锁相精度更高,验证了新结构的可行性。     

基于SOGI-FLL的伺服传动系统谐振频率检测方法

在工业伺服控制领域,常采用陷波滤波器抑制机械谐振,而准确地获取谐振频率是谐振成功抑制的首要条件。采用二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)分析速度控制器输出信号以检测谐振频率。首先介绍了SOGI-FLL的基本结构及锁频环的工作原理,然后分析了幅值频率自适应SOGI-FLL的频率响应性能,最后通过仿真和试验验证了幅值频率自适应SOGI-FLL能准确且快速地测出谐振频率,将所测频率用于陷波滤波器参数设置,成功抑制了机械谐振。     

新型双定子直线振荡电机分析及建模

新型双定子直线振荡电机可替代空调、冰箱中传统的往复式活塞压缩机,提高系统效率,降低噪声.与现有压缩机中的直线振荡电机相比,还具有结构简单与功率密度高的显著优点.其铁心与普通旋转电机铁心叠装方式相同,永磁体结构新颖.动子在两个恢复弹簧的作用下做往复运动.本文首先引入矢量模型,分析了系统的工作状态,再基于磁路方法,建立了准确的数学模型,并分析了负载及弹簧弹性系数对电机性能的影响.实验结果与分析结果吻合,证明本模型是正确有效的.     

直线压缩机控制方法的研究和设计

直线压缩机的活塞行程不受结构限制,为实现压缩机起动、停机和流量调节,防止活塞撞缸,减小余隙,需要一套控制系统来运行。通过分析直线压缩机的控制需求,研究和设计了一种基于单片机和双向可控硅的控制系统,通过单片机依据控制需求产生相应的触发脉冲,经过触发脉冲调理电路导通双向可控硅,实现输入电压的控制,进一步控制直线压缩机的运行。实验测试证明该控制电路能有效控制直线压缩机的运行,从而为直线压缩机控制提供一种有效的方法。     

谐振双向DC/DC变换器频率跟踪控制

谐振双向DC/DC变换器具有开关损耗低、适合高频化等特点。探讨了谐振双向DC/DC变换器频率跟踪控制方案,以实现串联谐振变换器谐振回路的低环流和开关的零电压开通和低电流关断。分析了频率跟踪控制方法的原理,设计了带频率跟踪控制的谐振双向DC/DC变换器的控制框图,并从提高变换器效率的角度给出了频率跟踪控制角的优化设计思路以及控制角的过零检测实现方法。最后搭建了一台5kW的实验样机,对理论分析和设计进行了初步的实验验证。     

基于频率跟踪控制的串联谐振变换器研究

在石油钻井随钻仪器的供电系统中,常采用泥浆发电机供电。由于电机的转子和定子在结构上是分离的,所以转子侧的直流电不能直接给定子侧的随钻仪器供电,于是引入了一个具有可分离变压器的串联谐振全桥变换器来实现功率耦合。分析了串联谐振全桥变换器的特性,针对井下高温环境,谐振参数随温度变化较大,引入了谐振频率跟踪控制,使变换器始终工作于谐振频率处,保证电机转子与定子侧的最大功率耦合。给出了控制环路的设计,实验证明,频率跟踪控制能很好地跟踪谐振频率,实现最大功率耦合。     

磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制研究

采用频率为100~500 kHz的高频逆变器为无线电能传输(WPT)提供高频交流电源,并基于此研究了WPT的频率跟踪控制以解决频率失谐带来的不良影响。通过理论分析得出,当磁耦合谐振式WPT采用SS或SP拓扑时,可以直接跟踪发射端电流频率,而对于接收端电流,需先将其经过一定处理才可作为被跟踪的信号。经过仿真得出,即使起振频率偏离系统固有谐振频率,直接跟踪发射端频率后也能使电路的工作频率稳定在固有谐振频率,而直接跟踪接收端电流时,电路的工作频率偏离固有谐振频率较远。在理论分析和仿真研究的基础上,实验验证了直接跟踪发射端电流频率的WPT。     

无极灯电子镇流器频率跟踪控制技术研究

基于无极灯电气模型的分析,提出一种适合于无极灯负载特性的控制策略。通过扫频控制寻找谐振频率以产生点灯所需的高压脉冲,正常运行时以半桥逆变器中点电压与谐振电容电压的相位差作为闭环控制变量实现对谐振频率的自动跟踪控制,以获得最大的功率输出和最佳的负载匹配。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。     

静电除尘用大功率高压电源研制中的几个问题

本文研制的高压逆变电源采用串联谐振式全桥DC-AC逆变电路,以Hall电流传感器、电压比较器和CD4046锁相环对负载电流实现了频率跟踪,使逆变器工作在谐振状态,文中重点分析了相位补偿和启动问题。通过实验验证了该方案的可行性。     

超声波电源频率闭环跟踪控制方法

频率跟踪是超声波电源非常重要的技术指标,跟踪速度直接影响焊接质量与效率。传统的根据电压电流相位锁相跟踪、检测电流的变步长跟踪等存在换能器失谐、参数难调、跟踪速度慢等不足。为解决超声波电源动态响应慢,频率偏移导致的跟踪不准确,根据超声波换能器负载的阻抗特性,通过分析超声波电源的匹配电路系统的特性与换能器负载谐振点特性,得出电路中两组可测量的信号对输入的传递函数。并进一步分析其幅频特性得出两者之间的关系,提出一种基于PI快速调节的给定与反馈跟踪系统。经过仿真验证与实验得出,此方法能够快速锁定谐振频率并跟踪负载动态变化,速度达到毫秒级。     

多源相位控制自适应跟踪算法研究

为了改善频率源的相位噪声,本文提出一种频率和相位相同的独立源合成的方法。由于硬件的不一致性,独立源之间存在一定的相位差,所以合路频率源的相位噪声不接近理论值,甚至恶化。在本文中,从数学上证明了将频率和相位相同的多个频率源信号结合起来可以改善频率源的相位噪声的可行性,并利用MATLAB进行理论仿真;针对两个频率源相位的相位差或不同步问题,提出了一种自适应跟踪算法来实现两个频率源之间的相位同步,最后给出该算法理论仿真结果。从理论证明和仿真结果中分析,合成频率源信号的相位噪声得到提升,相比与初始频率源的幅度提升了3 dB;本文提出自适应跟踪算法可以控制两个初始频率源的相位差小于10°,达到预期效果。     

感应加热电源频率跟踪技术研究

基于SG3525、CD4046、反相器及MOSFET提出了一种用于感应加热电源的频率跟踪电路,保证了负载电路始终处于弱感性状态,实现了感应加热电源的频率跟踪,提高了感应加热电源工作的可靠性和有效性。