牵引电机负载模拟系统的转矩控制方法

基于轨道车辆牵引传动机构的物理模型,对牵引电机的负载转矩进行数学建模;针对阻尼负载转矩和惯性负载转矩2个部分分别提出直流负载电机电磁转矩的控制方法;按照加速时间不变原则,提出牵引电机牵引性能曲线按照负载模拟平台的功率进行等效缩放的方法;结合CRH2A型动车组的实车参数对上述方法进行仿真验证;在3.5 kW负载模拟平台上完成阻尼负载转矩实验,仿真和实验结果均证明所提出的转矩控制方法合理有效,能够准确模拟实车牵引电机负载.     

大功率交流传动试验系统研制

为满足船舶港口大功率交流传动及电力推进系统的试验研究,研制了能量回馈式大功率传动试验系统。结合被试传动系统的特点,研究了负载模拟转矩控制模型。应用间接矢量控制方法对负载电机实行转矩闭环控制,提高转矩响应性能。采用电能回馈技术,减小系统能源消耗,消除实验室热污染。试验系统的负载电机与驱动电机的主电路及控制电路各自独立,解决了被试传动系统的更换问题。实验结果表明该试验系统具有良好的动态和静态性能。     

基于电动系统的机械负载动力学模拟控制

针对基于电动系统的机械负载动力学模拟控制问题,给出了控制系统的总体结构,建立了驱动电机矢量控制的数学模型和负载模拟系统的动力学方程.采用带转矩反馈的控制算法对负载模拟电机进行控制.给出了驱动电机和负载模拟电机的参数,仿真实验中,分别对线性和非线性机械负载进行模拟,仿真结果表明负载模拟电机能够准确跟踪期望的转矩,证实了控制的有效性.     

基于负载转矩观测的矿用牵引电机积分滑模控制

为了改善电机车牵引电机速度控制性能,提高系统抗扰性能和对参数变化的鲁棒性,提出了在控制系统的速度控制器中用积分滑模代替传统PI控制。设计了负载转矩观测器对负载转矩实时观测,将观测值加入到控制中,提高了在负载突变时的速度控制能力。仿真表明,负载转矩观测器能快速、准确地观测负载转矩,带负载观测的滑模转速控制对负载扰动和转子电阻有较强的鲁棒性,有效地抑制了滑模控制的固有抖振。     

驱动弹性负载的调速传动

弹性负载会导致调速系统弹性振荡,抑制扭振是调速传动的重要课题之一.介绍了3类弹性负载弹性振荡的发生原因及其抑制方法.这3类弹性负载是:多质量传动系统、有弹性机械联系的多电机传动系统和弹性张力系统.为抑制扭振:多质量传动系统用陷波滤波器,有机械联系之多电机传动系统用SLBS负载均衡系统,弹性张力系统借助于在力转矩给定中引入转速增量信号.     

电机测功器的正算法

1 引言 在电动机的输出功率测试中，通常用到电机测功器测功。电机测功器有专用力矩型和临时用发电机型。专用力矩型是将一台直流发电机悬空支撑，机壳下方悬吊一平衡锤，上方与平衡锤呈180°的端盖上，固定一指针。沿机壳半径吊砝码对转矩进行刻度，机壳带动指针偏摆大小，即为转矩的大小，改变平衡锤的重量，可以改变转矩量程。测功时，被试电机带动测功器电机发电，用电阻调节测功器负载电流的大小，即可改变负载阻力矩的大小，通过指针刻度便可直接读出被试电机的输出转矩。临时用发电机型则须预先测出这台直流测功发电机作电动机运行时的空载损耗曲线，[第一段]     

基于级联神经网络的电机转速和负载转矩辨识

合理选择电机容量具有重要意义,而电机容量可根据电机转速和负载转矩确定.此处提出利用级联BP神经网络估计电机转速和负载转矩的方法,将两个神经网络级联,第一级网络输入为电机定子电压,输出为定子电流和转速;第二级网络输入为第一级网络的输出,输出为负载转矩,形成了级联BP神经网络模型,实现了异步电机转速和负载转矩的同时估计.实...     

基于降维负载转矩观测器的永磁同步电机转矩前馈补偿策略

针对飞机电蒸发冷却系统中永磁同步电机(PMSM)在不同工况下的抗负载扰动问题,研究了负载转矩前馈的方法,提出了一种基于降维负载转矩观测器的转矩前馈控制难点。针对降维负载转矩观测器提出工程化设计方法,通过将观测到的负载转矩补偿到电机电流环输入,实现电机对负载扰动的快速响应,提高了抗负载扰动能力。仿真和试验结果验证了降维负载转矩观测器设计方法以及PMSM负载转矩前馈控制算法的正确性和有效性。     

异步测功机直接转矩控制动态负载研究

鼠笼式异步电机转子轻、高速性能好、结构简单、可四象限运行,是全功能型测功电机的首选品种。提出一种基于鼠笼式异步电机直接转矩控制测功机设计方案,强调电机负载转矩的直接控制与效果,并据此建立了系统模型进行了大量仿真。结果表明系统可以实现对负载转矩的精确控制,模拟不同工况下的负载特性,具有较好的动、静态性能。     

转台伺服系统负载转矩估计研究

针对转台系统工作时负载转矩和系统参数变化大的特点,建立了伺服系统负载机械运动离散模型,设计了负载转矩观测器对负载进行估计。建立了电机系统扩展卡尔曼滤波模型并对转子角速度和角度进行估计。通过估计的电机转子角速度值和角度值得到减速器输出端相应值从而对伺服系统负载转矩进行估计。仿真结果表明扩展卡尔曼滤波方法能准确估计电机状态,负载转矩观测器能准确估计负载转矩,对提高转台伺服系统跟踪精度具有一定的理论意义。     

引入弹簧杆的电动负载模拟器实验研究

针对电动负载模拟器的设计和实验分析问题,在负载器结构上引入了弹簧杆的弹性环节,降低了整个加载系统的有害多余力矩并提高了力矩加载的性能。建立了引入弹簧杆后负载模拟器的数学模型,分析了系统不同刚度系数对加载稳定性和快速性的影响。结果表明,可以采用舵机角速度作为前馈补偿来抑制多余力矩,加载实验的数据分析表明了引入弹簧杆的电动负载模拟器的动态响应能力。加载实验中需要跟踪正弦力矩加载指令,实际加载力矩的幅差和相差均小于10%。     

负载转矩和转子电阻未知任意情形下感应电机转矩无源性跟踪控制

应用无源性控制方法研究了在负载转矩和转子电阻为未知时变情形下感应电机期望转矩的跟踪控制问题。基于感应电机的Euler-Lagrange(E-L)模型,通过设计控制器、期望轨道、期望转矩、转子电阻估计器、负载转矩估计器、转子状态观测器,在理论上证明了可以实现对任意时变期望转矩的渐近跟踪,以及对负载转矩和转子电阻的快速估计。基于MATLAB/Simulink的仿真结果,证明了理论结果的正确性、有效性和高性能。     

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及 电弧故障仿真研究

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。     

基于磁链与负载观测器的异步电机反步滑模控制

针对参数摄动及负载转矩未知且变化会影响异步电机速度控制的问题,设计了一种改进型指数趋近律的滑模转子磁链观测器,用于估算电机转子磁通值,同时将磁通观测值用于负载转矩的估计。引入磁链误差、转速误差,通过反步滑模控制算法,将转子磁通与负载转矩的观测值用于异步电机控制。在转子电阻摄动与负载转矩未知且变化的情况下,将该控制策略与自适应反步控制方法进行实验结果对比。实验结果表明,该控制策略的响应速度快且跟踪精度高,提高了异步电机速度控制系统的抗干扰性能。最后,提出一种转速软给定方法,实验表明该方法能有效抑制转速变化时刻定子电流与电磁转矩的急剧增加,进一步改善了电机系统的性能。     

螺旋桨负载永磁同步电机直接转矩控制系统研究

为了研究空间矢量调制策略对大功率永磁同步电机在螺旋桨负载特性下变频调速性能的影响,通过对直接转矩控制变频调速和螺旋桨负载特性理论的分析,结合螺旋桨敞水特性曲线,得到螺旋桨推力系数Kp和扭矩系数Km分别与进速比J之间的函数关系.提出了推力系数和扭矩系数的计算方法,建立了螺旋桨负载和永磁推进电机直接转矩控制的仿真模型.仿真结果表明,直接转矩控制系统中永磁推进电机转速动态响应快,转速稳定后电磁转矩与螺旋桨旋转产生的负载转矩相等.与实测电机运行数据比较可知,不同转速下仿真得到的电机转矩值与实测值相一致,验证了该模型的有效性.     

负载转矩未知时变情形下异步电动机的无源性跟踪控制

应用无源性控制理论和方法,研究了在转子电阻确定已知,负载转矩和期望转矩任意时变的情形下异步电动机期望转矩的渐近跟踪控制问题.首先分析负载已知的情形,然后主要研究了负载转矩时变未知的情形,给出了此时负载转矩的实时估计方法和控制器设计方法.最后进行了仿真验证,证明这样设计的控制器性能良好.     

基于龙伯格观测器的BLDC滑模控制系统仿真研究

针对无刷直流电机（BLDC）负载频繁改变导致电机调速性能差的问题,提出了一种基于负载转矩观测器的速度滑模控制方法。速度环采用滑模变结构控制方法,基于改进指数趋近律设计了速度滑模控制器;同时为了减小负载转矩扰动对电机运行状态的影响,基于龙伯格观测器设计了负载转矩观测器,通过观测器来估计实际的负载转矩并将观测器的输出前馈给速度滑模控制器来抵消负载转矩扰动的影响。为了验证提出方案的有效性,在MATLAB/Simulink仿真环境上搭建了仿真模型并进行了仿真分析,仿真结果表明基于负载转矩观测器和速度滑模控制器的无刷直流电机系统有着优异的性能,与传统PI控制相比,抗扰能力强、恢复时间短、转速响应快,证明了提出方案的有效性。     

基于系统动力学和蒙特卡洛模拟的电动汽车日负荷远期预测

对电动汽车负荷进行预测,有助于电力系统规划管理与优化运行。首先从宏观、中观、微观角度,采用系统动力学模型构建电动私家汽车保有量预测模型,随后分析电动汽车充放电特性,采用蒙特卡洛方法模拟电动私家汽车充放电行为,最后利用实际数据,预测未来电动私家汽车大规模接入电网后电网负荷曲线的变化,发现在电动私家车无序充电的情景下,电动私家汽车体量越大,电网峰谷差越大,带来的不利影响也越大,通过进一步测算发现,电动私家汽车参与放电可以在一定程度上缓解电动汽车充电增加的电网负荷,具有一定削峰填谷效益。     

牵引供电系统综合负荷模型结构

随着电气化铁路在现代铁路运输中的广泛应用,牵引负荷在电力负荷中所占比重越来越高,对电网产生的影响不容忽视,但当前对牵引变电站综合负荷特性的研究比较薄弱.在系统分析电气化铁路牵引供电系统的组成结构及运行特性的基础上,提出一种基于电气化铁路牵引供电系统实际负荷构成特性的"感应电动机并联牵引电机和恒阻抗"的机理负荷模型.该模型结构简单,物理意义明确,使用方便.基于Simulink仿真平台测量数据的总体测辨建模表明,模型具有良好的描述能力,可以作为研究电气化铁路牵引负荷对电力系统影响的实用负荷模型.     

基于Maxwell的改圆铜线为扁铜线绕制电机的分析

采用Maxwell软件对一款由圆铜线绕制更改为扁铜线绕制的电机进行性能分析,通过对主要性能,如齿槽转矩、负载转矩波动、径向磁拉力及效率MAP高效区占比的计算,证明改为扁铜线绕制后的电机满足设计需求,为后续新能源汽车的轻量化和增效提供了新思路。