无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器

基于异步电机的定子磁场定向控制模型,研制了无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器,选用高性价比的M16C系列MCU作为主控单元,采用PWM死区补偿及速度和励磁电流闭环控制,输出电流谐波小,起动力矩大,成功地用于煤矿10吨架线式矿用电机车的牵引控制。采用变频调速牵引代替了原来普遍使用的调阻电机车和直流斩波电机车,提高了生产效率,大大减小了能耗,降低了机车维修及损耗材料费用。     

牵引电动机无速度传感器及带速度重投控制

研究了无速度传感器控制技术在大功率电力牵引传动系统中应用问题。在异步电动机Luenberger观测器模型基础上推导出速度自适应辨识算法,针对无速度传感器控制在电力牵引中应用的难题——控制系统的带速度重投,提出了一种初始转速自优化搜索算法,可以在很小的电流、转矩冲击下完成重投励磁过程。实验结果表明该无速度传感器控制系统具有非常高的转矩动态调节性能,可以在极低的定子频率下稳定运行,达到工程化应用的要求。     

基于牵引供电微机远动综合实验系统的设计与实现

设计了一个包含牵引供电调度、牵引变电所、接触网、电力机车运行的模拟仿真实验系统。该系统完成牵引供电系统各组成部分的基本功能,实现了从微机远动的遥控、遥信、遥测、遥调,变电所的控制与运行操作到接触网的结构、电力机车运行模拟仿真等综合实验功能,可实现系统化的教学实验功能和职业培训作用。     

基于牵引供电微机远动综合实验系统的设计与实现

设计了一个包含牵引供电调度、牵引变电所、接触网、电力机车运行的模拟仿真实验系统.该系统完成牵引供电系统各组成部分的基本功能,实现了从微机远动的遥控、遥信、遥测、遥调,变电所的控制与运行操作到接触网的结构、电力机车运行模拟仿真等综合实验功能,可实现系统化的教学实验功能和职业培训作用.     

无传感器的带钢分切机张力控制系统

为解决传统带钢分切机分切精度低、存在卷边的缺点,提出一种无传感器的张力控制系统,实现了分切工艺参数的柔性化调整。剪切辊的喂料和出料均采用伺服电机构成主-从牵引模式,通过控制主-从牵引电机之间的速差,可以间接控制分切张力,实现了无传感器的高精度恒张力控制。卷取轴电机采用交流电机变频驱动的线速度闭环控制系统,通过位置传感器和卷径模型实现卷取过程的张力控制。系统适用于剪切厚度0.15～0.35mm、宽度45mm的不锈钢带,将其分切为2～4mm的窄带,最大分切速度60m/min。实际运行证明：新系统具有控制精度高,分切质量好,稳定可靠的优点。     

电力机车牵引传动系统的多模式调制策略及切换方法研究

针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPWM再到同步SHEPWM调制直至方波调制的多模式PWM调制策略;针对不同调制模式在切换过程中出现的问题,使用了一种三相同步的切换方法;为避免电机控制算法和多模式脉宽调制策略之间存在的相角匹配问题,提出了可以简化算法实现复杂程度的统一框架设计方法,并论述了在低采样率下电流调节器和磁链观测器的设计过程;最后,在小功率牵引实验平台实现了无速度传感器电力机车牵引工况下全速域的稳定运行,实验结果验证了算法的有效性。     

电力机车变压器和应涌流产生机理与影响因素

为研究电气化铁道电力机车变压器和应涌流产生机理,建立了牵引供电系统、合闸电力机车以及运行电力机车的数学模型,利用Laplace变换求解出机车变压器磁链的解析解。通过搭建车网仿真平台分析了合闸变压器和运行变压器的磁链变化过程以及多种条件下和应涌流的变化规律,得到了影响和应涌流变化的关键因素,并分析了励磁涌流以及和应涌流对牵引网电压的影响。分析结果表明了合闸电力机车的励磁涌流会造成运行电力机车出现和应涌流现象,并造成牵引网电压发生严重跌落和畸变,为车网系统出现的异常跳闸现象提供参考。     

电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法研究

为了使电力机车牵引电传动系统参数匹配最佳,对电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法进行了研究。首先,建立了某型号电力机车牵引电传动系统的仿真模型,仿真结果证明了建模的准确性及合理性。其次,针对原模型开展试验设计(DOE)仿真,获得一簇反映系统运行规律的仿真结果,基于仿真结果建立了映射系统输入参数与输出特性的近似模型。再次,基于近似模型采用多目标粒子群优化算法进行寻优,获得了优化的设计参数。最后,对比分析几种模型仿真优化的结果,验证了采用近似模型进行全局寻优方法的效果,且在保证仿真精度的前提下,达到了极高的仿真效率。研究结果对于电力机车牵引电传动系统的高效率仿真具有参考意义。     

无位置传感器无刷直流电动机变频调速系统的硬件设计

探讨了无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)变频调速系统的硬件设计过程,给出了基于智能功率模块(IPM)PS21865的主电路实现方案,完成了以数字信号处理器TMS320LF2407A为核心的控制电路和辅助电路的硬件设计,整个系统集成度高、控制灵活、功能完善.试验结果表明,无位置传感器BLDCM变频调速系统具有良好的调速性能,系统控制精度高、运行稳定可靠,具有实际应用价值.     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

基于无刷双馈感应电机无速度传感器控制方法研究

本文对无刷双馈电机在独立发电系统下的直接电压控制方案中引入了无速度传感器策略，并对它的稳定性进行了分析针对不平衡特殊负载条件下的工况，在无速度传感器控制策略中加入了特殊设计的负序控制环节实现了改进和优化，保证了在各种负载条件下系统输出PW线电压始终为对称的正弦波。仿真和实验结果表明在引入无速度传感器控制策略后，BDFIG独立发电系统仍能保持优良的特性，在多种运行工况下均能满足各项性能指标要求。     

无轴承永磁同步电机无速度传感器控制系统

基于无轴承永磁同步电机的矢量控制系统,提出了采用扩展卡尔曼滤波器实现无速度传感器运行的控制策略。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的速度,实现具有较强自适应和抗干扰能力的无轴承永磁同步电机无传感器调速系统。建立了无轴承永磁同步电机状态方程及扩展卡尔曼滤波器速度估计离散算法。在MATLAB／Simulink环境下构建了无速度传感器运行仿真系统,对速度的辨识、电机的动态特性进行了仿真。仿真结果表明：扩展卡尔曼滤波器的速度辨识精度较高,具有良好的鲁棒性,基本满足无轴承电机无传感运行的要求。     

无轴承永磁同步电机无速度传感器控制系统

基于无轴承永磁同步电机的矢量控制系统,提出了采用扩展卡尔曼滤波器实现无速度传感器运行的控制策略。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的速度,实现具有较强自适应和抗干扰能力的无轴承永磁同步电机无传感器调速系统。建立了无轴承永磁同步电机状态方程及扩展卡尔曼滤波器速度估计离散算法。在MATLAB/Simulink环境下构建了无速度传感器运行仿真系统,对速度的辨识、电机的动态特性进行了仿真。仿真结果表明:扩展卡尔曼滤波器的速度辨识精度较高,具有良好的鲁棒性,基本满足无轴承电机无传感运行的要求。     

无位置传感器无刷直流电动机控制方法及其DSP实现

介绍了无位置传感器无刷直流电动机系统的控制原理,讨论了该系统控制的实现方法,最后对基于数字信号处理器(DSP)芯片TIMS320LF2407A的无位置传感器无刷直流电动机控制系统的软、硬件实现作了详细论述.     

基于鼠笼式三相异步电动机的多模糊自适应控制

分析了无速度传感器矢量控制系统的不足,提出并建立了基于多模糊自适应控制的无速度传感器矢量控制系统。重点研究了基于转子磁链模型的速度辨识方法,利用Matlab/Simulink仿真平台对所设计的系统作了详细的仿真分析,并与传统的无速度传感器矢量控制系统仿真结果进行对比。     

基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略

为简化有源电力滤波器(active power filters, APF)系统控制结构、实现降低装置成本,提出了一种基于变结构的APF无传感器间接控制策略,利用局部平均值算法给出了系统在无电压传感器控制方式下的占空比表达式。为提升APF低频工作特性,进一步引入虚拟负电感控制方式,改善了无电压传感器间接控制方式下的APF运行单位功率因数和动态响应能力。与传统控制策略相比,所提出的控制策略有效简化了系统结构,兼顾了系统经济效益与技术性能。最后通过10 kW单相桥式APF原理样机试验,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于DSP的无速度传感器异步电机控制系统设计

以异步电机矢量控制原理为基础,选用DSPTMS320F2812作为主控芯片设计了无速度传感器矢量控制调速系统,介绍了系统的硬件构成及软件实现。建立了仿真模型,采用MATLAB/Simulink软件进行了仿真实验。结果证明,系统具有良好的转矩转速特性,可以实现针对电机的无速度传感器矢量控制。     

SMPMSM驱动系统的无位置传感器控制

为了实现面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统在位置传感器故障下的容错运行,提出基于无模型自适应观测器实现逆变器死区的合理补偿;再通过逆变器参考电压及SMPMSM的定子电流,设计基于微分代数的转子位置估计器,实现SMPMSM驱动系统全速度范围内的转子位置和转速估计。在理论分析的基础上,建立了无位置传感器控制的SMPMSM驱动系统模型,通过系统仿真结果证实所提出的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案的有效性及技术优势。     

基于SHEPWM调制的电力机车全速度运行策略及切换方法研究

电力机车功率大、直流侧电压高、开关频率低、运行速度快,针对牵引状态下电机电流谐波含量大、转矩脉动大、定子发热等问题,研究了电力机车在整个运行速度范围内的调制策略。提出了电力机车调制方式由异步调制切换至同步SHEPWM调制然后再到最大电压利用区(方波调制)的策略。理论上分析推导了减小切换电流畸变的方案,针对该策略和方案进行了仿真研究并在异步电机小功率实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的调制策略可以作为电力机车全速度范围调制策略,切换方案能够减小电流谐波含量,提高电压利用率,使电力机车在全速度范围内平稳运行。