基于反时限特性的控制与保护开关电器的设计

根据国标GB14048.9要求,控制与保护开关电器应具备过载延时反时限动作特性、电源故障指示、短路保护、漏电保护、缺相保护、漏电保护等功能。为替代传统的热磁脱扣电器,提出了一种基于单片机反时限算法的控制与保护开关电器,该系统由DC-DC模块、模拟采样电路、运算放大电路和脱扣电路构成,采用硬件校准方式进行电流校准,并实现了三相电流检测和漏电检测;提出了继电器脱扣和分励脱扣两种方式;同时开展了反时限算法的分析,建立了过载反时限算法与控制与保护开关电器的关系,提出了一种离散化的过载反时限特性算法,最后,进行了过载反时限特性试验,就不同电气环境下的反时限特性做了详细的测量与论证。研究结果表明,该研究为进一步进行控制与保护开关电器的优化工作奠定了基础。     

基于过流延时整定表的微机反时限算法研究

为了将过流保护用的过流延时整定表变换为微机反时限算法,用国际通用过流反时限特性方程对过流延时整定表进行MATLAB最小二乘拟合,发现对应过流延时整定表的一组反时限特性方程在整定参数上存在近似一致性,从而提出积分限比率的概念,构造出一种微机反时限新的实现方法.该算法可以把有级延时整定方式转变为无级延时整定方式,实现简单,占用内存小.MATLAB仿真表明,延时控制精度对于非常反时限整定表不低于3%,对于一般反时限不低于6%,适用于微机保护装置的各种反时限过流保护.矿用隔爆型高压配电装置过流实验表明,这种微机反时限新实现方法达到工程应用要求.     

异步电动机热过负荷保护的算法与应用

热过负荷保护是电动机在启动和运行过程中不可缺少的主保护,它能在电动机损害前检测出故障并发出报警信号或跳闸。现阐述了热过负荷的原因及热过负荷保护的发展历史,并根据电动机发热特性曲线,参照国外先进保护,提出了一种比较接近电动机放热曲线的热过负荷反时限保护计算方法,可使电动机在过负荷、启动失败、不平衡电压、堵转等情况下得到很好的保护,提高了保护的速动性、可靠性、选择性和灵敏性。     

熔断器的使用要求

工业用熔断器主要有三大用途。一是用于高、低压断路器电磁型合闸机构回路的合闸熔断器。熔断器的电流反时限特性曲线:通入电流越大,其熔爆时间越短,若通入很大电流(数值在反时限特性曲线以上)的瞬间即刻熔爆;通入电流越小,其熔爆时间越长,或者不会熔断。     

智能电机保护器在斗轮堆取料机控制系统中的应用

采用电机保护器在斗轮堆取料机进行低压电动机保护,保护功能非常齐全,可提高整机控制性能,延长电动机的使用寿命。     

低压电动机过载保护分析及改进

低压电动机保护一般使用热继电器保护,该保护误差大,而技术最为先进的保护为微机电动机综合保护器,其保护的精度高,不受环境温度的影响,对需精确保护的设备更为合适,事实上在这例过载保护问题的解决中已显示出微机电动机综合保护器的优越性。更深入分析问题的结果提醒电气人员解决问题的思路不能仅限于电气的范围:过载的发生,电气是保护的精度问题、电压问题;真的过载,就是负荷增大,涉及工艺的流量、压力、介质密度等问题。将眼光移至生产工艺时,解决问题的思路又一次打开。问题的解决说明,低压电动机保护应向高精度发展,不能因误差造成"过小"保护而影响生产的正常进行。设备的合适余量是必须的,工艺生产的状况可能会加大电动机的负荷。从一例低压电动机过载保护分析中,阐述了跳机分析的方法和解决问题的途径。     

低压电动机设计在火力发电厂的应用研究

近年来,随着电子技术的日新月异,智能制造业的发展,对电动机需求也在逐年增加。低压电动机做为一种高效节能的产品,将不仅成为机电市场的主流,也将以其低耗能的优势,成为环保、节能产业发展的领域之一。研究了低压电动机技术,从低压电动机设计现状、低压电动机软件设计,以及其技术要点出发,对低压电动机设计在火力发电厂中的应用做简要分析。     

刮板输送机软启动控制策略研究

通过对现有刮板输送机系统在启动时振动、冲击现象的分析,建立了刮板输送机系统在带载情况下的数学模型,针对现有的抛物线启动特性曲线的缺点分析,提出了新的反"S"启动特性曲线,并利用仿真分析软件对新的反"S"启动特性曲线启动特性与抛物线启动特性曲线进行了仿真分析,分析结果表明:在新的启动控制特性下,刮板输送机的响应时间降低了50.47%,其输出转矩超调量降低了约4.21%。     

基于MATLAB实现遗传算法的膜片弹簧优化设计

离合器膜片弹簧是根据汽车离合器的分离需要和结构布置进行设计。运用载荷特性曲线分析了多种约束条件的形变,在参考现存成熟的结构参数基础上提出了一种优化设计数学模型。利用MATLAB对该数学模型优化,稳定储备系数提高了离合器可靠性。通过遗传优化算法实例设计分析结果表明优化设计后的各项参数较优于原设计值。     

反时限方向过流保护及与距离保护协调整定

反时限方向过电流保护常作为电气设备和配电网的保护。一定程度上它具有三段式电流保护的功能。但对其整定相对复杂,本文阐述了利用最优化理论在保证正确性和选择性的前提下对反时限过流保护间及与距离Ⅱ段保护配合的最优协调整定。     

新型5轴混联加工单元的后置处理算法

5轴混联加工单元因其高刚性、快速响应及灵活调姿等优点,已被视为复杂铝合金结构件高效加工的一种替代方案。后置处理是改善此类装备加工能力的重要环节。以一种新型5轴混联加工单元为研究对象,提出一种可提高其加工件表面质量的后置处理算法。首先,基于B样条曲线构造一种双参数曲线插补算法,进行刀尖和刀轴轨迹的光顺处理,并采用参数同步化保证刀尖点与刀轴点的同步插补。其次,通过推导混联加工单元的速度映射模型,构造驱动轴的速度分配算法以确保刀尖进给速度的稳定性;接着,运用混联加工单元的位置逆解与速度分配策略,将其末端的进给速度、光顺处理后的刀尖插补点及刀轴插补点转换成驱动轴的位置与速度运动控制点集,实现混联加工单元刀具轨迹的后置处理;最后,基于前期开发的实验样机开展一组S形试件的切削实验,验证所提后置处理算法的有效性。     

Stewart平台位置反解研究

Stewart机构运动比较复杂,仅仅通过数学模型的方法,无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此,提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上,分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法,对位置反解的数学模型进行了建模,并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明,通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时,6条液压缸杆长变化规律。     

油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。     

圆筒型直线步进电动机在机床中的应用与推力计算

在分析平板型直线电动机在机床进给系统中的配置结构与存在问题的基础上,结合圆筒型直线电动机的特点,提出了将圆筒型直线步进电动机用于机床进给系统中的新方案.并开展了对圆筒型直线步进电动机的推力计算方法的研究,建立了圆筒型直线步进电动机电磁计算的有限元模型,得出了电动机力移曲线,模型试验证明了理论计算方法的可靠性.估算了电动机的平均推力,为进一步研究该电动机性能及在机床中的应用提供了有效的方法.     

高速电主轴矢量控制机械特性分析与仿真

根据异步电动机的矢量控制原理,推导了高速电主轴矢量控制固有机械特性曲线的数学表达式,据此分析了高速电主轴转速闭环矢量控制在负载条件下的调速机理,得出转速闭环矢量控制通过调节同步转速使电主轴工作在互不相同但互相平行的固有机械特性曲线上,从而获得优良的静动态性能的结论。为了验证理论分析的正确性,根据高速电主轴的矢量控制方程,建立了一个带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统模型。基于此模型,对额定转速为15000转的170MD15Y20型高速电主轴进行了闭环矢量控制加载仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

网格曲面上测地B样条曲线交互操作与重用

针对现有曲面上自由曲线设计重用方法的不足,提出一种流形网格曲面上曲线几何变换方法,达到曲线重用与再设计的目的。网格曲面上的曲线用测地B样条表示,具有与欧氏空间中传统B样条相一致的明确数学模型;引入对数映射理论将给定的源曲线控制顶点映射到切空间,获得它们的法坐标,按照曲线迁移前后控制顶点法坐标保持不变的原则,建立曲线迁移前后控制顶点的对应关系,实现类似于欧氏空间中的平移、旋转和缩放等几何变换。以网格曲面上离散对数映射理论为基础,将欧氏空间中的对称定义拓展到曲面空间,提出曲面上曲线的广义镜像概念并给出具体的算法实现。法坐标很好地保持了控制顶点之间的测地距离和相对位置关系,因而也保证了曲线迁移重用过程中的形状保持性。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

基于互补滑模的起重机械电机位置伺服控制

以提升起重机械电机位置控制响应精度为目标,提出基于互补滑模的起重机械电机位置伺服控制方法。通过构建起重机械电机数学模型,分析位置伺服控制器状态和机械运动状况,以固定结构控制位置响应的加、减速过程,以互补滑模变结构控制位置响应匀速过程,确定起重机械电机的速度曲线,利用阶梯型曲线逼近指数型曲线,实现起重机械电机速度控制,并设计三阶线性扩张状态观测器( ESO )预估位置伺服控制器的各状态量,消除伺服控制的噪声及抖振,提升起重机械电机的位置互补滑模伺服控制效果。实验结果表明,低速空载、负载下电流曲线光滑、无频率波动,该方法在不同给定脉冲下均可实现位置伺服控制的快速响应,定位准确度高且无超调,位置伺服控制效果突出。     

Real-time inverse hysteresis compensation of piezoelectric actuators with a modified Prandtl-Ishlinskii model

This paper presents a novel real-time inverse hysteresis compensation method for piezoelectric actuators exhibiting asymmetric hysteresis effect. The proposed method directly utilizes a modified Prandtl-Ishlinskii hysteresis model to characterize the inverse hysteresis effect of piezoelectric actuators. The hysteresis model is then cascaded in the feedforward path for hysteresis cancellation. It avoids the complex and difficult mathematical procedure for constructing an inversion of the hysteresis model. For the purpose of validation, an experimental platform is established. To identify the model parameters, an adaptive particle swarm optimization algorithm is adopted. Based on the identified model parameters, a real-time feedforward controller is implemented for fast hysteresis compensation. Finally, tests are conducted with various kinds of trajectories. The experimental results show that the tracking errors caused by the hysteresis effect are reduced by about 90%, which clearly demonstrates the effectiveness of the proposed inverse compensation method with the modified Prandtl-Ishlinskii model.