PWM调速对直流电机运行特性的影响研究

直流电机PWM调速实质是利用电力半导体器件的开关特性控制直流电源的开通与关断时间来改变电机两端电压的大小,从而实现调速。但电机两端电压的变化不仅会改变转速,而且也会对电机转矩、机械特性造成影响。为了研究电机PWM调速对电机运行特性的影响,搭建了直流电机驱动电路进行实验,并根据实验数据的分析计算,得出PWM波影响直流电机运行特性的规律。     

电磁驱动燃气阀动态响应特性仿真分析

为了对电磁驱动燃气阀的动态响应特性问题进行研究,建立了燃气阀的非线性数学模型,研究了不同阀门参数对燃气阀开-关过程各阶段响应时间的影响规律,并利用Matlab/Simulink平台的电磁、机械和气动耦合的一体化仿真框图,进行了燃气阀动态过程仿真.仿真结果表明:分阶段响应时间分析方法为阀门响应特性研究提供了新的思路;驱动电压、预紧力、线圈电阻和匝数是影响响应时间的重要因素;阀门参数变化对各响应时间影响程度不同,对总响应时间to、tc的作用效果相反;响应时间tt1、tt1数值较小,且基本保持不变.     

基于噪声分析的压力变送器响应时间原位测量方法研究

响应时间是反映压力变送器动态性能的关键技术指标，针对现有测试手段无法对在役设备直接检测的问题，分别建立基于噪声信号自回归与功率谱密度响应时间的时、频模型，研究噪声分析实时获取压力变送器响应时间方法。对噪声分析法进行仿真验证，结果表明该方法具有较高准确性和稳定性，且对不同参数的系统具有良好的适用性。对罗斯蒙特3051型压力变送器进行实验，与斜坡信号实验比对，噪声分析法与斜坡法响应时间结果偏差小于5%,对算法优化分析看出MTM算法和Welch算法较MUSIC算法结果更加吻合，分析数据长度达到1×10⁵后结果趋于稳定。对核电站现场数据进行噪声法分析，结果符合预期，验证了所提方法用于传感器现场测试中的有效性。     

用混合信号FPGA实现高效电机控制

在许多应用中，AC电机或被关断或以全速运作。通过为电机添加变速控制功能，就能够在标准开启／关断控制下实现显著节能。在混合信号中使用软微处理器内核，可以构建一个低成本且非常灵活的电机控制解决方案，能够提高效率并降低功耗。     

励磁电流对TMPS-HESM振动噪声影响的仿真分析

为了研究励磁电流对切向聚磁型并联结构混合励磁电机(TMPS-HESM)振动噪声的影响,根据TMPS-HESM切向聚磁特点,建立电机等效磁路模型和Maxwell有限元仿真模型,在不同励磁电流条件下仿真分析了与电机振动噪声有关的转矩脉动、气隙磁密和电磁力等电磁性能。利用ANSYS Workbench仿真平台搭建了电磁振动噪声耦合仿真模型,计算了不同励磁电流条件下电机的振动响应与噪声变化。结果表明：励磁电流对混合励磁电机转矩脉动影响较小,对电机径向电磁力谐波(8,2f₁)、(16,4f₁)、(0,12f₁)分量影响较大,是造成电机振动噪声的主要原因,其中(0,12f₁)分量虽然与其它分量不是一个数量级,但仍会恶化电机振动噪声。     

步进电机的单片机控制

本文用MCS－51系列单片机对进步电机的启动，速度，方向，停止等进行控制，利用软件实现对进步电机驱动信号的环形分配，并获得了进步电机更入转矩，更小转角的控制方案。     

高稳定度步进电机驱动电路设计

介绍了一种采用细分技术的高精度、高稳定度的步进电机驱动电路，其以EPROM与FPGA为核心器件构成环形分配器，采用升频启动，电机根据升频曲线从启动状态平稳地过渡到工作状态。实验结果表明，电机按该驱动方案工作时，可以获得很高的周期稳定性。     

超声电机驱动的二轴机械臂控制系统

超声电机相对于传统的电磁驱动电机具有低速大转矩、无电磁干扰、响应快、无输入自锁、可直接驱动负载等许多优点,更能适应工业机器人机械臂的控制灵敏、体积小、定位精度高等控制要求.笔者针对基于超声电机的二轴机械臂的定位控制系统制作了硬件驱动电路和控制软件,并通过实验证明了该硬件驱动电路和控制软件的有效性,实现了超声电机驱动的二轴机械臂的快速、精确定位控制.     

LCD灰阶响应时间详解

对于LCD显示器而言，响应时间是大家关注的焦点，它是衡量LCD显示器性能的重要标志，从最初的40ms到目前主流的的8ms，乃自更快的4ms、3ms……响应时间数值的不断降低，意味着LCD显示器的性能在不断提高。然而灰阶响应时旬的提出，让LCD显示器获得了革命性的改变，那么什么是灰阶响应时间？灰阶响应时间有什么优势？它是如何实现的呢？下面给大家一揭晓。[编者按]     

步进电机的驱动及微机控制

本文采用Ｈ－桥驱动器，用８０３１单片机来实现步进电机的加速、减速、正反转、启动、停止及细分控制，使步进电机获得更高的性能。     

电机起动暂态的仿真及测试分析

针对电机起动暂态仿真计算时的模型参数时变问题,以小型异步电机为对象,建立二维有限元电磁场模型.通过绕组端部电阻参数场化、端部漏感参数路化修正建立场路结合的模型.经过模型的短路仿真与解析计算对比,进行二次修正模型参数,得到场路结合的起动暂态模型,对电机性能进行仿真计算.对不同负载转动惯量下的起动时间、起动转矩、起动电流曲线、起动转速及角位移曲线等特性进行测试.经测试与仿真计算对比分析,结果表明参数修正的场路结合模型能准确地仿真计算电机起动暂态各性能.     

基于HHT的煤矿电网扰动起止时刻检测方法

针对煤矿电网电能质量扰动复杂、采用小波分析技术解决扰动暂态过程存在小波基选择的问题,提出了一种基于HHT的扰动起止时刻检测方法。该方法以电压缺口为例,在30dB和40dB噪声环境下,首先采用EMD算法对电压缺口信号进行分解,得到IMF1分量、IMF2分量、IMF3分量和剩余分量R;然后对含有高频部分的信号即原始信号、IMF1分量、IMF2分量进行Hilbert变换,得出通过瞬时幅值曲线中突变点位置可以检测扰动起止时刻的结论;通过对比原始信号、IMF1分量、IMF2分量的扰动起止时刻检测值,最后选用了误差最小的IMF1分量的瞬时幅值进行扰动起止时刻检测。实验结果表明,该方法精度高、抗噪声能力强。     

基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断

从采集的鼠笼异步电动机定子电流出发,建立了流方的概念,通过故障电流的自乘方放大并转移故障特征频率。根据瞬时功率的概念提出了基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断方法,通过理论推导分别提取了转子断条故障和转子偏心故障在流方中的特征频率分量,有效地克服了转子断条故障特征频率容易被基频淹没的缺点,实现了对转子断条、偏心、复合等故障的辨别诊断。该方法与传统瞬时功率法相比,采集的数据量减半,避免了电压波动和采样误差对瞬时功率的影响。     

基于瞬时频率响应函数的间歇过程时段划分

多时段特性是间歇过程的本质特性之一,对间歇过程实现有效的时段划分是故障监测的基础。传统的时段划分方法大多针对过程的输入输出数据,对输入输出数据突变较为敏感。本文提出一种基于瞬时频率响应函数的间歇过程时段划分方法,该方法基于系统的瞬时动态特性,用瞬时频率响应函数替代输入输出数据进行时段划分,利用小波变换估计系统的瞬时频率响应函数进行核主元分析降维,通过模糊C均值聚类对降维后频率响应函数进行聚类划分时段。实验结果表明,本文所提出的方法能够实现对间歇过程的时段划分,并具有较高的鲁棒性。     

Application of a multi-DOF ultrasonic servomotor in an auditory tele-existence robot

A multi-degree-of-freedom (DOF) ultrasonic motor can rotate in three DOFs and does not generate noise. In addition, with an appropriate preloading mechanism, it can generate high torque for its size. The multi-DOF ultrasonic motor is, therefore, anticipated for use as a servomotor in the next generation of robots. However, for several reasons, there have been few applications of multi-DOF ultrasonic motors. One reason is the difficulty in designing a proper preloading mechanism for the motor and the limitation of the size of the stators. Another is the difficulty in developing a control algorithm, due to the motor's complex and changing dynamical characteristics, and the serious jaggy motion caused by its very quick response. This paper proposes a preloading mechanism and control algorithm for a multi-DOF ultrasonic motor, considering the motor's application to an actual auditory tele-existence robot, TeleHead. TeleHead is an elaborate dummy head robot that has a 3-DOF neck mechanism. The proposed methods achieve smooth and fast multi-DOF rotating motion of the dummy head with little time delay. In the preloading method, tensioned springs generate high preloading force and make up for the lack of torque by compensating for the resistance torque generated by the inclining motion of the dummy head. In the control algorithm, high-DOF motion is managed by high-frequency switching of the rotating axis, and smooth and quick trajectory tracking motion is achieved by introducing feed-forward control using an inverse model, with multiresolution acquired by feedback-error learning. Experimental results verify the high performance of these methods.     

火电机组启停机过程的优化模型

实际电力系统调度时,火电机组启停动作并非立刻完成。锅炉启动时,需要按照一定模式控制升温升压机组才可以投入,满足一定的启机曲线。同理,锅炉停机时满足特定的停机曲线。该文针对火电机组启停机曲线为分段函数的情形,推导该曲线可以用两个线性约束刻画。进一步,将该约束引入到基于时序仿真的新能源生产模拟仿真模型。最后,对我国西北某省级电网进行仿真分析,解决了传统建模机组启停机过于频繁的问题。     

An electrostatic lower stator axial-gap polysilicon wobble motor.II. Fabrication and performance

For pt. I see ibid., vol. 7, no. 1, p. 79-86 (1998). This paper presents the fabrication and first performance characteristics of electrostatically driven axial-gap polysilicon wobble motors. The fabrication is based on a four mask process using polysilicon surface-micromachining techniques. Three twelve-stator-pole wobble motor designs have been realized with rotor radii of 50 and 100 μm. Motors have been operated successfully at driving voltages as low as 6 V at speeds up to 150 rpm. The motor performance is characterized by gear ratio measurements and measuring starting and stopping voltages. Motor lifetimes of several million wobble cycles, comparable to operating times of several hours, have been obtained     

反应式步进电机的快速控制问题

反应式步进电机是将电脉冲变成角位移或位移的元件,在数字控制和计算机控制中有着 广泛的应用.实践中要求步进电机不仅能快速运转,而且要求步进电机能快速启、停. 为了提高步进电机的快速性,当然步进电机本身的性能起着重要的作用,而合理的驱动 电路和控制方式会使步进电机充分发挥效能,达到它可能的最高指标.本文分析了影响步进 电机运转和启、停快速性的因素及启动和停止的动态过程;求出为了实现快速启、停所应加的 理想控制脉冲规律,用简单的逻辑电路近似实现.     

异步电机转子故障诊断算法研究

针对异步电机定子电流信号频谱分析法对转子故障诊断时,转子断条和偏心故障特征分量容易受到基波分量的影响,难以准确诊断故障的情况,对传统的瞬时功率信号频谱分析法进行改进.利用Hilbert变换对定子电压、电流进行数学变换,在此基础上得到改进的瞬时功率,然后对改进后的瞬时功率信号进行频谱分析.通过搭建异步电机故障检测实验平台进行了初步模拟实验,实验结果表明,该方法不仅消除了基波分量对故障特征分量的影响,而且还使频谱曲线更加清晰、简洁,突显了故障特征信息,弱化了非故障特征分量,为提高异步电机转子断条和偏心故障诊断的准确性奠定了基础.     

A simple technique for automated performance testing of piezoelectric micro-motors by transient motion analysis

An automated method of testing a 5 mm diameter flextensional ultrasonic motor has been assembled using off-the-shelf components, which derives performance measurements from the transient start up and stopping behaviour of the motor using a non-contact position encoder. The method gives full performance characteristics in less than a second and it is scaleable for use with other sizes and other types of motor. Furthermore, it provides a relatively simple technique for non-contact measurements of position, angle or velocity that can be rapidly cycled as part of a development programme.

The method has shown sufficient sensitivity, using basic components, to measure torque in the range 10–200 μN m and speed in the range from 0 to over 2000 rpm. The torque and speed ranges are only dependant on the sensitivity of encoder instrumentation, inertial load on the motor and data acquisition. This system is believed to be a significant improvement over previously reported work that has detailed friction brake or manual ‘one-off’ systems and the test format has greater applicability for micro-motors that are used for their positioning capabilities.