超声波电机孤极反馈电压特性研究

超声波电机的性能完全依赖于其驱动控制系统。为了利用超声波电机的孤极特性,驱动系统需要对孤极进行反馈控制。针对超声波电机的孤极反馈,本文首先简要分析超声波电机的孤极电压特性,包括孤极电压的计算以及影响孤极电压的变量,并对现有超声波电机的孤极电压进行测试,然后对孤极电压反馈信号进行处理,并设计反馈控制,最后对增加反馈信号前后孤极电压的测试结果进行分析比较。实验表明,使用孤极反馈电压控制的超声波电机调速后,可以有效降低孤极电压的波动性。     

PG电机控制的抗干扰能力的分析设计

PG电机通过反馈信号判断电机运行转速,检测电源的过零信号进行斩波,从而达到对电机转速的控制。而反馈信号及过零检测信号出现干扰时,将对电机控制产生影响,从而导致电机出现停转、转速不稳的情况。本文针对PG电机运行时出现停转、转速不稳等问题,进行相关的抗于扰分析,提出硬件改进和软件改进两种方式,通过实验进行验证,比较改进效果,提高PG电机运行时的抗干扰能力。     

改进的双电机虚拟总轴同步控制

传统虚拟总轴控制策略中扭矩反馈存在较大时滞,当负载发生扰动时,电机之间转速和位置同步误差会不断增大,导致产品质量下降。针对这一问题,提出了改进的双电机虚拟总轴同步控制策略。在改进策略中,为提高弹性扭矩的反馈速度,采用滑模观测器观测将观测的负载转矩直接反馈给虚拟电机;为减小电机之间的位置差,在虚拟机械单元引入积分项。仿真结果表明,改进的控制策略提高了系统应对负载突变的能力,有效减小了电机间转速和位置同步误差,具有一定的实用价值。     

超声波电机堵转特性及堵转检测方法研究

对行波超声波电机(TRUSM)堵转特性及堵转检测方法进行了研究.在理论上阐述了TRUSM摩擦磨损机理及堵转的危害,在实验研究基础上得到了TRUSM堵转时的特征信息.提出在TRUSM连续运行时,利用堵转时孤极反馈电压、驱动电流奇异信号,采用小波包分析方法对TRUSM堵转时的奇异信号进行定位并确定持续时间,该方法具有很高的时域分辨率.在TRUSM微步运行时,通过对孤极反馈电压信号排的峰值检测,判断TRUSM是否处于堵转状态,该方法具有较强的通用性和实用价值.设计出的基于Lab-VIEW环境下开发的虚拟电机堵转检测系统,大大提高了在线诊断的效率.     

具有正反转不对称补偿的超声波电机闭环控制电路

针对超声波电机工业化规模应用的需求，给出了一种低成本的超声波电机闭环控制电路。该电路基于脉宽调制（PWM）方法实现了幅值可调，根据电机孤极反馈，构成了频率闭环调节，同时实现了对电机正反转不对称的补偿。     

基于模糊预测技术的永磁同步潜水电机控制研究

在永磁同步潜水电机的应用中,工况特性对电机控制策略有着严格要求。例如负载起动时精确控制转矩与转速的比例,恒压供水通过电机转速变化维持出口压力稳定。传统矢量控制与转速预测控制精度不足,易导致电机受到冲击,减少使用寿命。文中分析了潜水电机负载起动与恒压供水的工作特性,同时搭建了相应的数学模型;详细推导了预测控制中的反馈校正环节;根据系统中权值对预测输出的影响,提出了一种基于模糊预测技术的控制策略,通过模糊控制对预测误差的补偿让电机系统处于实时整定状态;最后在Matlab/Simulink上建立负载起动与恒压供水的模型,结合真实的工程数据进行仿真。结果表明：文中提出的模糊预测技术可优化永磁同步潜水电机的动态响应、有效减少静态振荡,同时加强了恒压供水中水压恢复过程的稳定性。     

维持超声电机工作状态恒定的驱动控制器

驱动控制是超声电机性能提高和工程应用的关键技术之一。基于行波型超声电机的工作机理,分析因为外界环境因素(如温度的改变,驱动电压的改变)的变化对超声电机工作性能的影响,开发了一种通过稳定超声电机一相驱动电压与孤极反馈电压的相位差,从而保持电机工作状态恒定的新型驱动控制器。从硬、软件2个方面设计基于单片机的超声电机恒工作状态控制系统,并进行了实验验证。结果表明,此种通过稳定相位差的新型超声电机驱动控制器,基本可以达到维持电机恒定工作状态的目的。     

具有正反转不对称补偿的超声波电机闭环控制电路

针对超声波电机工业化规模应用的需求,给出了一种低成本的超声波电机闭环控制电路.该电路基于脉宽调制(PWM)方法实现了幅值可调,根据电机孤极反馈,构成了频率闭环调节,同时实现了对电机正反转不对称的补偿.     

改进型单神经元PID控制多电机同步传动系统

通过分析传统多电机同步传动系统的不足，引入了一种改进型PID智能控制策略。用同一给定转速作为系统的主令参考信号，采用单神经元自适应PID控制算法对各台电机的转速环PID参数进行自整定，并加入前馈补偿环节，以消除负载扰动带来的转速误差。仿真结果表明，该方法不仅能使系统保持良好的跟随性能，而且大大降低了系统中某电机负载发生变化引起的同步误差现象，较传统的PI控制具有更好的动、静态特性。     

基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法对比研究

电机的电磁转矩、定子电流等信号可以反映负载转矩的变化,故而在采用电机驱动的齿轮传动系统中,可直接利用电机本体作为传感器来实现齿轮故障的无损诊断。建立了电机、齿轮一体化机电系统模型,对电磁转矩分析法(ETSA)和电机电流特征分析法(MCSA)的故障诊断原理进行了分析与仿真验证,发现电磁转矩信号不受电流基波的影响,更能直观地体现出故障信息;且故障特征在频域下比时域下更为明显。实验平台综合对比了不同转速和负载转矩下两种方法的诊断效果。结果表明两种方法均受转速和负载转矩影响较大,低速重载有利于故障诊断的进行;但ETSA比MCSA适用的转速范围更广。     

ZVS DC/DC全桥变换器的研究

移相全桥零电压开关变换器(FB ZVS PWM DC／DC)是目前中大功率开关电源的主流。分析了FB ZVS PWM DC／DC的一些常见问题，主要是滞后桥臂在轻载时实现ZVS很困难。提出一种新的电路拓扑，变压器次级采用开关管，能够使滞后桥臂和超前桥臂具有相同的转换速度。试制成功了一台2kW样机，给出实验结果。     

无轴承永磁同步电机增磁调压转速控制策略

无轴承永磁同步电机控制系统存在由多因素引起的转矩脉动,且空载或轻载运行时电流跟踪性能差。基于旋转编码器,给出转子位置角可靠检测方法及转速优化计算公式。通过分析永磁同步电机数学模型,同时考虑无轴承电机负载效应,提出增磁控制与电压调节相结合对电机转速进行控制的策略,并给出其优化实现方法。实验结果表明,采用该控制策略,无轴承永磁同步电机的电机绕组电流脉动程度得到减弱,转速稳定性好、控制精度高,同时可改善其悬浮性能,是一种简捷、有效的无轴承永磁同步电机转速控制策略。     

基于扰动转动力矩速度补偿的电液伺服机构

电液伺服机构与负载连接具有很高的刚性,其输出受到负载和惯性变化的影响很大。除了采取速度反馈等补偿方法外,采用观测器重构状态反馈来抑制和减少扰动的影响也是行之有效方法.在迴转形电液伺服机构上,利用观测器来推定和测定负载和惯性变化的扰动量,重构状态反馈等价闭环控制系统.通过实验,对系统的频率特性和阶跃响应曲线的测定和分析,输出速度由负载和惯性变化引起的扰动影响显著被减少,证明了重构状态反馈理论的正确性。     

基于宾汉模型的磁流变液联轴器工作转矩预测

针对一种旋转圆筒式磁流变液联轴器,提出了用于预测磁流变液联轴器工作转矩的修正宾汉模型。在该宾汉模型中采用磁流变液联轴器主动转筒和从动转筒之间的转速比n作为宾汉模型的输入参数,并采用指数模型描述磁致库仑阻尼力矩。实验结果表明,当线圈电流恒定时,在负载由小-大-小变化过程中,不同初始转速下的转矩-转速比曲线基本重合,且在负载正向增大和反向减小过程中,磁流变液联轴器工作转矩变化曲线基本重合,未形成滞环。当转速比较小(n1.3)时,磁流变液工作转矩随负载增大急剧增大;当转速比较大时(n1.3),工作转矩随负载增大增速减缓,其变化曲线斜率均为0.05,整个转矩-转速比变化曲线与磁流变液联轴器宾汉模型完全吻合,利用磁流变液联轴器力矩宾汉模型可以预测和确定其工作转矩。     

燃气轮机组中静态频率变换器的原理和应用

介绍了静态频率变换器（static frequency converter,SFC）在大型燃气轮机组启动中的作用。对SFC的主要工作方式——脉冲模式换流和负载换向模式换流进行了深入具体分析,从而得出两种换流模式下SFC的工作原理。在实际应用中,提出应注意励磁系统与SFC的配合问题,在机组转速小于18％额定转速时,励磁调节器采用手动方式,在机组转速大于20％额定转速时,则采用自动方式。     

回转干馏炉内抄板形式与双组元颗粒混合过程冷模数值研究

为了研究水平回转干馏炉内双组元颗粒的混合效果,采用离散单元法研究回转干馏炉抄板形式和干馏炉壁面周向线速度对双组元颗粒间混合程度的影响,并引入不同颗粒间接触数来衡量颗粒间的混合程度,以颗粒接触数动态跟踪颗粒间的混合程度。研究结果表明:当干馏炉内未设抄板时,大小颗粒发生分离,混合效果不好;干馏炉内设抄板时,抄板在周期性地"抄起–卸出"物料的过程中破坏原有颗粒间分离的机制,从而改善多组元颗粒混合效果。抄板形式和干馏炉壁面周向线速度在不同程度上影响颗粒间的混合,相同周向线速度下,干馏炉内设弯抄板时混合较优;周向线速度对混合的影响与抄板形式有关。对于设抄板的干馏炉内颗粒混合,需要综合考虑线速度和抄板形式来实现干馏炉内较优混合。     

汽轮发电机组转子转动惯量测量的探讨

介绍了汽轮发电机转子转动惯量的测取原理和方法,就转子的涡动现象对转速测量的干扰进行了理论分析,并提出了解决措施。     

一种改进的倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器

提出了一种改进的倍流整流方式零电压开关PWM全桥变换器 (CDRZVSPWMFB变换器 ) ,即在基本的CDRZVSPWMFB变换器的变压器一次侧串入一个阻断电容。它保留了基本变换器可在很宽负载范围内实现开关管的ZVS和输出整流管自然换流的优点 ,同时对变压器的漏感没有严格要求。阐述了改进变换器的工作原理 ,讨论了超前管和滞后管各自实现ZVS的特点 ,并通过一台 5 40W的原理样机的完成验证了改进变换器的工作原理 ,最后给出实验结果     

一种改进的倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器

本文提出一种改进的倍流整流方式零电压开关PWM全桥变换器(CDR ZVS PWM FB变换器)，它在基本的CDR ZVS PWM FB变换器的变压器原边串入一个阻断电容，保留了基本变换器可在很宽负载范围内实现开关管的ZVS和输出整流管自然换流的优点，同时对变压器的漏感没有严格要求。本文分析了改进变换器的工作原理，讨论了超前管和滞后管各自实现ZVS的特点，并通过一个540W的原理样机验证改进变换器的工作原理，论文最后给出实验结果。     

Analysis of an adjustable speed rotary condenser for power system stabilization

Over the last five to ten years, significant progress has been made in high‐power semiconductor devices and in their practical applications to power systems. This comes not only from sophisticated semiconductor technology but also from the demand for a higher degree of frequency and voltage stability, and for greater reliability in power systems. This paper deals with an adjustable speed rotary condenser capable of not only reactive power control but also active power control based on a flywheel effect of the rotor. The behavior of a power system consisting of the adjustable speed rotary condenser, a synchronous generator, and a transmission line is subjected to a set of nonlinear differential equations. The set of nonlinear equations can be linearized by limiting attention to small perturbations around a reference state, thus leading to the so‐called Heffron–Phillips model of the power system. The Heffron–Phillips model derived is effective in analyzing effects of the adjustable speed rotary condenser on power system stabilization. The validity of the analysis is confirmed by computer simulation based on EMTDC. Finally, it is discussed how well power system stabilization is achieved by the rotary condenser. As a result, the rotary condenser has the function of decoupling reactive power control from active power control, thus producing a good effect on power system stabilization which would not be achieved by a conventional inverter‐based static var compensator. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(1): 31–42, 2000