小容量具有反馈控制的电机速度控制器

一、问题引入无论是什么类型的电动机 ,其电机的速度和力矩都存在着一定关系。普通电机当转矩增加时转速就减小。而某些生产工艺要求驱动电机在速度变化时 ,转矩变化不大。这就需要对电机引入适当的控制 (例如反馈控制 )。下面就此问题介绍一个实用的电机速度控制器。　　 二、电路的组成和工作过程电路如图 1所示。该电路由桥式整流电路和相位控制电路和反馈部分及双向可控硅和负载电机等组成。其工作过程大体如下所述。图 1　电路图当双向晶闸管导通时 ,正常的电源电压通过双向晶闸管和电阻Ｒ5(它的电压很小 )加到电机Ｍ上。利用改变触发…     

基于ATmega128L的高精度数控恒流源

介绍一种以单片机ATmega128L控制模块为核心的高精度数控恒流源,该恒流源以大功率达林顿管为调整管加反馈电路来实现恒流输出,利用PWM占空比与PWM经过电容滤波后的平均电压值成正比的特性来实现D/A转换.由键盘输入需要的电流设定值,并通过显示器进行显示.本系统的输出电流范围为0～2 000mA;当输出电压在10V以内变化时,输出电流变化的绝对值小于输出电流值的0.1% 1mA.为了提高系统的稳定性,在系统中加入了过流保护电路、延时软启动保护电路和电压保护电路.     

基于离散傅里叶变换的永磁同步电机驱动系统电流测量偏置误差在线补偿方法

电流反馈信息的准确测量是永磁同步电机驱动系统高性能运行的重要前提。对于实际控制系统,由于器件温漂、老化和非线性等各种因素,电流传感器和相关调理电路会出现电流测量误差,其中电流测量偏置误差将引起频率为一倍电频的转矩与转速脉动,降低永磁同步电机控制性能。在详细分析电流测量偏置影响的基础上,探究闭环控制对电流谐波幅值的影响,指出闭环控制系统将影响电流谐波幅值,传统分析结果不再成立。针对这一问题,提出一种基于离散傅里叶变换的永磁同步电机驱动系统电流测量偏置误差在线补偿方法。在电机运行过程中实时提取电流脉动并有针对性地进行电流测量误差补偿,以消除由于测量偏置误差导致的转矩与转速脉动。与传统方法相比,所提方法无需定子电阻或转动惯量等电机参数。最后,通过数控机床用交流永磁同步电机验证了所提算法的有效性。     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法北大核心

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

永磁同步电机磁场定向变频调速技术的研究

介绍永磁同步电机磁场定向变频技术.针对在实际应用中出现的大转矩、大范围转速的要求,根据实际电压电流约束的条件推导出最大转矩电流比值控制的理论方程和弱磁控制的理论方程;根据实际大转速引起的参数不稳现象,采用基于全频率段的可调参数方法.实验结果表明:该调速技术调频范围广(15～90 Hz),使空调系统稳定性好.     

通过电流反馈运放模拟电感实现压电分流阻尼系统

传统的压电分流阻尼系统控制振动一般采用电压反馈运算放大器来实现。为了提高压电分流阻尼系统的控制效果,提出新的基于电流反馈运算放大器的压电分流阻尼系统设计方法。以根部对位粘贴压电陶瓷片的两端固支梁结构为例,根据电流模理论设计了相应的分流电路。针对该结构的第三阶固有频率进行实验研究和分析,通过改变分流电路中的等效电感和等效电阻大小使其获得最佳控制效果,并与传统的基于电压运算放大器的压电分流阻尼系统进行对比。实验结果表明:采用新设计的控制系统抑制振动的效果比传统的控制系统抑制振动的效果提高了约8%。     

基于电机送丝的数字控制研究

为了克服电焊机送丝速度波动对焊接质量的影响,传统的控制直流电机转速的方法是控制直流电机的电压和电流,该控制方法由于直流电机的特性变化,电路参数的影响会导致控制精度较差,不能适时控制其转速.在此采用锁相环技术方法锁定直流电机的速度,该方法是通过编码器测得电机的转速,并采用DSP实现全数字软件锁相环(DSPLL)控制直流电机的速度,通过可逆调速电路的脉冲宽度调节(PWM),从而精确控制电机的转速.试验表明,该方法能实时精确控制电机的速度,且其性能稳定可靠.     

基于TL494的PWM等速送丝电路的设计

分析了电压负反馈配合电流正反馈的送丝调速系统的传递函数,得到了与转速负反馈调速系统性能相同的等效条件。设计了一种基于TL494芯片的电压负反馈配合电流正反馈的CO2焊机送丝调速电路。该电路采用场效应管IFR9530驱动,通过脉宽调制(PWM),实现转速的均匀调节,并具有过电流截止保护功能。试验表明,当电源电压由342V变到418V,负载从25N变到50N时,送丝速度的变化率小于5％,符合JB／T9533-1999专业标准要求,并得到在上述条件下,送丝速度的变化率为零的送丝速度。     

非导电工程陶瓷电火花铣削加工控制系统研究

在分析了电火花加工放电状态电压特性的基础上,设计了放电间隙电压的检测电路,并同时设计了V/F转换电路。当加工条件稳定时,用间隙电压直接控制电机转速;当加工条件变化时,用上位机来调整电机转速,从而实现电加工的实时与稳定。     

基于扩展电压矢量的永磁同步电机模型预测转矩控制

基于永磁同步电机直接转矩控制方法电压矢量选择区域,结合不同幅值和相位的电压矢量变化时对磁链和转矩的影响规律,在电压矢量的4个选择区域扩展多个电压矢量。同时根据不同转矩磁链增减要求,选择合适的电压矢量组。最后使用可变权重系数的模型预测控制选择最优矢量。仿真结果表明:通过使用扩展的电压矢量,PMSM直接转矩控制运行良好,磁链和转矩控制均符合要求,转矩波动较小,转速曲线响应迅速且波动较小,定子磁链为理想圆。     

高频电流在电弧焊接中的应用

以高频电流叠加于焊接电弧用以稳定电弧燃烧的方法,在国外早已被采用。过去由于我国焊接方式的落后,至今在一般焊接生产上仍未能采纳使用。 [高频电流的稳弧作用]我们知道,在交流焊接电路里接入一电阻降压器代替电抗降压器,虽然可同样得到输出电压下降的外特性,但不能产生连续燃烧的稳定电弧,其原因是电弧电流I与电源电压U_c(图1)     

基于DSP的开关磁阻电机的控制策略研究

介绍了以TMS240LF2407为核心芯片的开关磁阻电机(SRM)控制系统的基本原理、硬件结构和软件流程，着重分析了SRM的PI算法的控制策略，并在试验基础上给出了转速、转矩波形和绕组电流、电压波形，验证了策略。     

电力拖动系统过渡过程的快速计算法

一、前言电力拖动系统的过渡过程（如起动、制动、反转、调速、负载突变等过程）是指电力拖动系统由一个稳定工作状态过渡到另一个稳定工作状态的过程。在这两个稳定工作状态下的转速n、转矩M、电枢电流Ia及输出功率P的数值大小是不同的，因而在过渡过程中，n、M、I。及P均在变化，为时间的函数。即n＝f（t）、M＝f（t）、Ia＝f（t）及P＝f（t）。某些生产机械如轧钢机、龙门刨、电梯及起重机等，在工作中需要频繁的起动、制动、反转、调速，负载还可能有很大变化。分析研究过渡过程中转速、转矩、电流及功率的变化规律及定量计算等问题…     

数控机床永磁同步电动机无位置传感器的直接转矩控制

在PMSM直接转矩控制系统中,通常需要转子位置信息来实现电机换相运行,难以用于一些特定的PMSM无位置传感器控制中。提出一种采用定子高频脉冲磁链注入实现PMSM无位置传感器直接转矩控制方法,设计基于电流模型的电磁转矩和定子磁链观测器,只需要实测电流信息就可以实现高、低转速通用控制。进一步为了实现磁链和转速的在线辨识,设计PMSM转子位置和转速观测器,并设计磁极判断判据,提高观测器观测精度,最后通过实验验证了所提方案的有效性和可行性。     

基于自适应二阶广义积分器的PMSM无传感器控制

为抑制基于传统高频脉振电压注入算法的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滤波器的叠加使用导致的滤波延迟及观测精度较低等问题，提出一种自适应广义二阶积分器(adaptive second-order generalized intergrator, ASOGI),将转速引入特征频率及比例系数中，动态调整系统带宽及选频性能，并将其分别应用于高频响应电流的提取及二倍高频分量滤波，取代带通滤波器(band-pass filter, BPF)和低通滤波器(low-pass filter, LPF),此外，提出一种改进锁相环(phase-locked loop, PLL)算法，基于SOGI提取谐波幅值并消除观测环中注入电压幅频及电机参数的影响。最后运用MATLAB/Simulink进行仿真实验，其中在转速转矩突变时的转速及转矩脉动分别降低了50%和60%,表明了该方法可有效改善系统动态响应及观测精度。     

电网不对称条件下异步电机空间电压矢量的直接转矩控制策略研究

针对三相电网存在三相电压不平衡,造成电机的电流畸变,影响异步电机的磁链形成和转矩性能,提出了基于正序d-q坐标系抑制电机逆变器网侧负序电流的不平衡控制策略。在分析异步电机直接转矩控制的基础上,详细推导出三相不平衡电网的控制算法;提出了采用前馈解耦的电压空间矢量控制(SVPWM)算法,抑制电网负序的引起的电流畸变,克服了对感应电机的转矩脉动影响。给出了一个1 kW感应电机直接转矩控制试验结果,证明了该策略能有效地抑制电网电压不平衡运行时对异步电机逆变器的网侧电流畸变影响,提高了系统运行性能。     

基于有源缓冲网络的高频GMAW设备设计

设计了一套高频熔化极气体保护焊接设备。主电路主要由两套并联的电路组成,通过PIC单片机控制两支开关管导通与关断来切换高频脉冲电流,通过程序控制电源输出电流的大小。设计了一套有源缓冲电路用于吸收主电路开关管两端的尖峰电压,既保证主电路安全工作的同时,又把开关管两端的尖峰能量反馈至主电路重复利用。经测试,设计的高频焊接设备峰值电流I_p可调节至150 A,基值电流I_b可调节至360 A,电流频率可调节范围为5~20 k Hz,脉冲电流可达到很快的上升及下降速度。采用此设备进行了Q235碳素结构钢的焊接工艺试验,焊缝成形良好。     

电流控制VSI供电永磁同步机调速系统低速运行性能的研究分析

本文对电流控制VSI供电永磁同步机调速系统进行实验研究和对比分析作了介绍,实验证明开环调速系统在低速运行时,输出转矩出现波动,噪声增大,进而作了闭环调速系统的位置反馈实验,按最佳值固定定子旋转磁势轴线与转子磁极轴线之间的相角,在很低转速时抑制转矩波动,减小噪声,从而扩大了稳定运行的转速范围,增大了系统的调速比,图11幅     

一种新型的五相混合式步进电动机驱动电源

针对五相混合式步进电动机,提出了一种新型的驱动电源.该驱动电源的设计思路基于调频-调压技术,采用LM2907频率-电压转换芯片构成频率-电压转换电路.在步进电动机低频转动时自动降低供电电压,减缓电流变化,降低了振荡和噪声;在高频转动时自动增加供电电压,有效地提高了步进电动机的输出转矩,改善了加速特性.选用IRFP250N型VMOS晶体管驱动步进电动机,使得驱动电源功耗低、稳定可靠.批量使用结果表明,该驱动电源电路简洁、性价比高、可用性强、易于维修,具有一定的推广使用价值.     

基于TMS320F2808异步电机直接转矩控制系统的硬件实现

本文搭建了以TMS320F2808为控制核心的异步电机直接转矩控制系统硬件平台,完成了直接转矩控制系统硬件设计,并给出了电流、电压检测电路。该系统克服了采用TMS320F2407A和TMS320F2812 DSP作为直接转矩控制系统的控制器所存在的诸多不足,具有良好的通用性和兼容性、抗干扰能力强、体积小等特点。