工程起重机

正轮式起重机GJ20181030起重机用永磁同步电动机设计及有限元分析[刊,中]/曹小华…//起重运输机械.-2018,(1).-130～134基于具体工况下的起重机运行条件,运用永磁同步电机设计理论,设计出适合起重机低转速大转矩运行特性的永磁同步电机。利用Ansoft/Maxwell中RMxprt模块建立电机有限元模型,并基     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

特殊结构起重机用PMSM冷却系统的优化

提供了一种新型特殊结构起重机用PMSM(永磁同步电机),直驱式起重机用PMSM具备体积小、质量轻、结构简单、效率高、可实现直驱控制等优点,实现了起重行业整个起重系统低速、大转矩、低噪声、高效节能等特性。永磁同步电机作为起重机装置的一部分,要求其转速低,极数多,以及电机细长型等一系列特殊结构,电机采用外转子与起重机卷筒一体化,导致电机散热条件有限,定子散热较差,组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力,合理的优化整机通风结构,可提高传热介质的利用率,降低电机温升,将耦合场计算结果与实测结果进行分析,研究了表冷却通风结构等几何量变化对整个整机温度场和流体介质的利用率的影响。研究结果表明,合理的冷却通风结构能使流体带走更多的电机内产生的热量,提高了起重机运行时组件的可靠性和效率。     

新型直驱电机的开发及其在饮料输送线中的应用

针对目前饮料输送线中普遍使用的异步电机减速机存在效率低的缺点,为了提高饮料输送线驱动装置的效率,提出了使用低转速大转矩高效直驱电机替换异步电机减速机直接驱动输送带的设想。通过对饮料瓶输送带在不同运行工况时的运动分析,估算了驱动装置所需的转矩和功率,从而确定了直驱电机的基本参数。为了达到低转速大转矩以及高效的要求,采用稀土永磁同步电机技术设计出低转速大转矩永磁同步直驱电机,并试制了样机。通过直驱电机样机的测试和在饮料输送带上的试用,验证了其节能效果。研究结果表明,直驱电机的额定效率可达83%,与异步电机减速机装置相比,实际节能率可达30%～40%。     

自适应车用永磁同步电机在线参数辨识

车用永磁同步电机在运行过程中复杂的工况和恶劣的工作条件会影响电机的参数进而影响电机控制性能。本文采用自适应的参数辨识算法,对永磁同步电机参数进行在线辨识并反馈回电机控制系统,改进原有控制参数。该算法基于永磁同步电机的数学模型,根据转速电流反馈信号,借助Lyapunov稳定理论建立负载转矩和交直轴电感的辨识模型并推导其自适应律。基于MTPA算法的仿真和实验结果表明本文提出的参数辨识算法能够在较短时间内实现高效的参数辨识,且估计值与真实值的误差较小。     

基于MRAS的新型永磁同步电机的速度辨识方案

速度辨识一直是永磁同步电机无速度传感器控制系统中的一个核心问题,本文以永磁同步电机本身为参考模型,变换数学模型构造并联模型,并由转矩和转速的基本的机械运动方程和转矩方程推导出速度辨识率,结合模型参考自适应控制理论得到速度辨识方案。本方案控制过程简单,对电机参数不敏感,并将其应用在永磁同步电机矢量控制系统当中,仿真得到的结果验证了本方案的正确性和可行性,同时,与基于POPOV理论的模型参考自适应方案的仿真结果进行比较,分析本方案的优劣。     

基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机控制

针对永磁同步电动机(PMSM)的负载扰动问题,提出了一种基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机前馈控制方法。通过设计降阶负载观测器来实时观测电机负载转矩变化,并将观测值作为电流前馈补偿来增加系统鲁棒性;考虑到转动惯量对观测器的影响,引入了梯度校正参数估计法,对电机的转动惯量进行了实时辨识;最后,将负载转矩观测与永磁同步电机的矢量控制相结合,对永磁同步电机的q轴分量进行了转矩前馈补偿以提升系统的动态性能。仿真结果表明,采用梯度校正参数估算法能快速准确地迭代计算永磁同步电机的转动惯量,所设计的降阶负载扰动观测器能有效地估计转矩变化。研究结果表明,基于降阶负载转矩观测器的前馈补偿与永磁同步电机矢量控制相结合,能有效地提升永磁同步电动机转速控制的鲁棒性。     

一种永磁同步电机的矢量控制方法研究

永磁同步电机具有转矩密度高、运行效率高等优点。因此,越来越多的应用在各种功率等级的场合。永磁同步电机的矢量控制方法也成为了研究的热点。本文重点研究了基于转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制策略,采用基于模型的电驱动系统开发方法,MATLAB/Simulink建模,建立了转速电流双闭环的矢量控制系统。首先,矢量控制系统模型进行仿真;然后,通过伺服驱动控制实验平台,进行快速控制原型实验。验证该控制方法具有控制精度高、动态性能好、调速特性好等优点。     

永磁同步电机直接转矩控制仿真

主要介绍了直接转矩控制和矢量控制在永磁同步电机控制中的区别,同时简要介绍了直接转矩控制的原理,并搭建了永磁同步电机的数学模型,在此基础上借用MTALB的Simulink搭建直接转矩控制永磁同步电机的模型.从仿真结果可以看出,永磁同步电机直接转矩控制时具有良好的转矩响应速度,转速波动小,能够较好地抑制转矩脉动,基本实现了...     

电动汽车动力系统矢量控制策略仿真研究

研究了一款电动汽车的永磁同步电机控制系统,在Matlab/Simulink软件中构建基于最大转矩电流比的控制系统仿真模型,对不同负载转矩及目标转速需求下的工况做仿真分析。仿真结果表明,该系统具有良好的动态、稳态性能。     

遗传算法和神经网络在永磁同步电机直接转矩控制中的应用

为了解决永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动大的缺陷,将遗传算法引入转速PI调节器,用以实现PI参数的自整定;将神经网络引入空间矢量调制以得到期望的空间电压矢量。在研究永磁同步电机动态数学模型的基础上,提出了基于遗传算法和神经网络的永磁同步电机直接转矩控制系统。分析了PI自整定和神经网络空间矢量调制的具体实现方法。借助MATLAB/Simulink软件进行了建模与仿真。仿真结果表明,提出的控制方法不仅具有转速响应快速、超调量小及转矩脉动小等优点,而且具有优良的动静态性能。     

永磁同步电机硬件在环仿真

建立永磁同步电机硬件在环仿真模型可以方便、高效开发控制算法。介绍了表贴式永磁同步电机的数学模型,然后在DSP通过软件编程实现。控制系统采用转速-电流双闭环控制,并利用电压空间矢量算法调制PWM信号,验证电机模型的有效性。结果表明,电机模型运行正常,电机的转速、转矩等参数符合控制设定。     

电力机车永磁同步电机自适应模糊滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机(PMSM)的转速控制精度,考虑轮轨接触不平顺及车体静载荷在轮对径向产生的未知时变负载转矩,建立了机车PMSM在d-q坐标系下的数学模型;针对该耦合非线性系统中存在的负载转矩,设计非线性转矩观测器对其实际值进行估计,对观测误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近;依据Lyapunov稳定性理论,构造了基于转矩观测器的自适应模糊滑模控制器。理论分析及仿真结果表明,机车PMSM闭环转速控制系统跟踪误差一致有界,转矩观测误差收敛于0。     

基于模型参考分数阶自适应转速估计的永磁同步电机控制研究

针对模型参考整数阶自适应转速估计存在稳态误差较大、转速估计精度低的问题,结合无传感器技术和分数阶理论的优点,在空间矢量脉宽调制技术的基础上,对永磁同步电机提出了一种模型参考分数阶自适应转速估计方案。仿真实验表明所提速度调节策略和辨识方案可使矢量控制系统具有良好的动、静态性能,对比整数阶控制,分数阶控制下电机转速跟踪精度提高、范围扩大,电机在转速、转矩和电流等方面的控制性能得到提高,改善了永磁同步电机伺服系统的快速性、鲁棒性、稳定性及抗负载突变能力。     

基于滑模扰动观测器的PMSM增量式模型预测控制

针对永磁同步电机模型预测控制在强扰动下的控制性能降低,及非增量式预测模型存在静态误差等问题,提出一种基于滑模扰动观测器的永磁同步电机转速-电流单环增量式模型预测控制方法。首先,基于永磁同步电机在同步旋转坐标下的数学模型和模型预测控制的原理,设计了转速-电流单环增量式模型预测控制器以消除静态误差。然后,设计电流限幅器,以保证电机工作于电流约束内。最后,设计滑模扰动观测器对负载扰动进行观测,用于前馈补偿控制,并证明观测器的稳定性。仿真结果显示,所设计的观测器能快速、准确地观测到负载转矩的变化,所提出的单环控制器具有良好的动态性能。与传统PI控制及非增量式模型预测控制进行仿真对比,所提方法具有超调小、抗干扰能力强等优点。     

电动液压挖掘机用永磁同步电机控制系统建模与仿真

永磁同步电机是电动液压挖掘机的关键动力系统,具有结构简单、质量轻、损耗小、效率高等特点。现根据永磁同步电机矢量控制对磁场定向控制和空间矢量合成等多个模块进行了建模和仿真,搭建起永磁同步电机矢量控制系统模型,通过对参数的调整,得到了运行平稳的电流、转速、转矩波形,验证了矢量控制对永磁同步电机的合理性和优越性。     

基于MATLAB往复式永磁同步电机抽油机的控制仿真

为了分析往复式永磁同步电机抽油机在油液充足和供液不足两种状态下,智能控制改变电机转速所产生的变化,基于MATLAB软件的Simulink模块对永磁同步电机抽油机的直接转矩控制进行建模、仿真,得出不同结果。结果表明永磁同步电机根据油井工况在加减速的情况下能够正常运行,实现平滑过渡,仿真分析的结果对于此类型抽油机在工程上的运用有一定的实用价值,为抽油机控制工作的下一步开展打下坚实的基础。     

基于模糊控制的永磁同步电机控制研究

针对传统永磁同步电机矢量控制系统的不足,给出了一种参数自整定模糊PI控制器,用于永磁同步电机矢量控制。根据模糊控制基本原理,设计了永磁同步电机的双闭环模糊PI控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对模糊PI控制的永磁同步电机控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明,对于有较高动态调速性能要求的永磁同步电机矢量控制系统,对转速、转矩采用模糊PI控制效果要大大优于传统控制方式。最后根据仿真模型,搭建实验平台验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。     

基于轮毂电机和转速差反馈的独立车轮轮对主动导向控制的影响因素

采用主动导向控制可有效提高独立车轮的导向能力。从永磁同步电机转矩波动的角度出发,分析永磁同步电机转矩波动的来源,计算轮毂电机的转矩波动误差。建立基于左、右轮转速差反馈的轮毂电机独立车轮主动导向控制的仿真模型,研究轮毂电机的转矩波动对轮毂电机独立车轮主动导向控制的影响。通过理论推导和模型仿真计算,当独立轮对转向架在直线上以恒速运行时,轮毂电机系统的控制精度和轮对最大横移量之间存在函数关系,轮毂电机的控制精度越大,轮对的横向位移波动量越大,且车轮踏面的等效斜度和车轮的名义滚动圆半径是二者之间关系的重要影响因素。基于轮毂电机独立车轮主动导向控制精度与轮轨型面之间的关系,提出通过优化踏面来提高独立车轮主动导向效果的方法。     

稳态工况下电机-齿轮系统机电耦合动态特性研究

针对由永磁同步电机和一级斜齿轮减速器组成的传动系统进行了研究。建立了永磁同步电机模型和一级斜齿轮动力学模型联合的机电耦合动力学模型。在施加恒定转速和恒定负载条件下,分析了机电耦合传动系统的电信号动态响应。通过研究,发现定子电流和电磁转矩含有反映齿轮啮合频率的信息,并且相比与电磁转矩,定子电流含有的传动系统频率信息更加丰富,这表明机械系统的频率会和电气系统中的定子电流和电磁转矩频率产生调制。证明电机的电气性能会受到机械系统特性的影响,研究结果为通过定子电流及其相关参数进行机电耦合系统的动态性能监测和故障诊断这一研究方法提供了参考,在此基础上,可以展开更深入的研究。