带式输送机时变负载驱动特性的研究

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明：该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。     

具有抛物线速度特性的步进电机控制器能提供最大电机转矩

步进电机控制器若具有抛物线形速度特性时就有很高的性能,可提供最大的电机有效转矩。若以电机的起动/停止速度、要求的加速度时间以及最大的电机转矩作为基本参数,则可算出最佳的速度图。与传统的线性斜率曲线特性相比,显然加速所需时间减少90％。过去由于控制器不能在合理的时间内达到高速度因而使电机性能受到限制,经过反复对各种加速和减速控制方式进行试验,终于获得     

新型交流电动机及控制技术系列讲座(2)开关磁阻电动机控制

(上接2 0 0 4年第1期)1　SR电机调速控制的基本方法按统一电机理论,调速控制的关键是转矩控制。然而,绕组电流的非正弦与铁心磁路的高饱和是SR电机运行的特点,由于磁路的非线性、磁通的复杂分布及相间的非线性耦合等因素,SR电机电磁转矩的精确解析计算很困难,如何在满足工程精度的条件下,以简洁的近似方法计算SR电机的电磁反应转矩,是SR电机调速理论研究的热点课题之一。实用中,为避免繁琐的计算,又近似考虑磁路的饱和效应,常采用“准线性模型”[1 ,2 ] 对SR电机转矩、功率进行分析计算,即用两段线性特性来近似非线性磁化曲线。其中一…     

基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机控制

针对永磁同步电动机(PMSM)的负载扰动问题,提出了一种基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机前馈控制方法。通过设计降阶负载观测器来实时观测电机负载转矩变化,并将观测值作为电流前馈补偿来增加系统鲁棒性;考虑到转动惯量对观测器的影响,引入了梯度校正参数估计法,对电机的转动惯量进行了实时辨识;最后,将负载转矩观测与永磁同步电机的矢量控制相结合,对永磁同步电机的q轴分量进行了转矩前馈补偿以提升系统的动态性能。仿真结果表明,采用梯度校正参数估算法能快速准确地迭代计算永磁同步电机的转动惯量,所设计的降阶负载扰动观测器能有效地估计转矩变化。研究结果表明,基于降阶负载转矩观测器的前馈补偿与永磁同步电机矢量控制相结合,能有效地提升永磁同步电动机转速控制的鲁棒性。     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明,电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

基于EKF的异步电机转速和负载转矩估计

合理选择电机的容量具有重要的意义,电机的容量可根据电机的转速和负载转矩确定,将电机的转速和负载转矩同时作为系统的状态,提出了一种基于EKF同时估计异步电机转速和负载转矩的方法,建立了包含异步电机转速和负载转矩状态的系统模型,基于该模型用EKF实现了同时估计异步电机转速和负载转矩,仿真和实验验证了所提方法能以较高的精度同时估计出电机的转速和负载转矩.     

基于无刷同步电动机的起动控制方法研究

对无刷同步电机的励磁关系进行了详细推导,确定了无刷同步电机起动系统的励磁方案,提出了自控式无刷同步电机的起动控制方法并给出了电磁转矩方程。针对无刷同步电机起动的特点和电机的参数,确定了频率自控式的矢量控制作为控制起动系统的控制方法。通过仿真研究,电机的电磁转矩都保持稳定,电机转速稳定在500 r/min,实现了无刷同步电动机的快速、平稳起动。     

电主轴直接转矩控制系统的设计与仿真研究

基于高速加工机床用电主轴及直接转矩控制基本工作原理,设计了电主轴直接转矩控制系统。利用MATLAB/Simulink模块库中提供的各种基本模块及子系统封装技术,建立完整的高速加工机床用电主轴直接转矩控制系统模型。并对该系统模型在恒定负载和负载变化两种情况进行了仿真研究。仿真结果表明,设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。     

基于SVPWM的无刷直流电机矢量控制系统研究

针对方波控制下无刷直流电机（BLDCM）起动抖动明显、转矩脉动大、噪声大等问题,提出了基于空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）的正弦波驱动无刷直流电机的方法,分析推导了BLDCM在d-q坐标系下的数学模型,定性分析了矢量控制下交轴电流（iq）的变化.介绍了电压空间矢量控制的基本原理及其控制算法,利用Matlab7.0/Simulink建立了系统仿真模型.仿真结果表明,电压空间矢量控制下的无刷直流电机控制系统具有良好的静、动态特性;同时将仿真结果与方波控制得到的结果进行比较,证明了无刷直流电机在不同负载下通过矢量控制可以实现低转矩纹波、运动平滑、起动迅速、效率高的运行效果.     

采用异步电机的42V汽车起动/发电机系统

论述基于异步电机和PWM变流器串联构成的42V汽车起动/发电机系统,采用转子磁场定向矢量控制方法使电机带动发动机顺利起动,并在电机发电时有效控制变流器的输出电压,着重分析了系统从起动到发电的四种状态并进行了仿真实验,结果表明该系统具有良好的性能。     

电机软启动器启动时间的计算

以电机软启动器时间计算研究为主,通过对电启动机在从最开始的运转到运行结束每个阶段的运动速度以及运动时间、力矩等,计算出电机在每段时间内加速运行的时间。结果证明在知道一端电压、电机力矩、负载力度的情况下,能够得到电机在运转过程中的平均电压,然后在通过电压与加速力矩,得到电机在某一时间内的运行速度,将这些运行速度相加,直到电机的运动结束为止,得到电机在整个启动过程中的时间。通过这些计算,我们可以知道,电机软启动器时间计算所涉及的内容很多,电厂中软启动器时间计算的精确度要求是相当高的。     

轻度混合动力汽车动力性能仿真及动力系统参数匹配研究

介绍了采用起动机/发电机/电动机一体化技术的ISG(Integrated starter/generator)型混合动力汽车动力传动系统结构及控制策略,建立了装备双模式无级变速传动系统的ISG型混合动力汽车起步加速过程的动力学模型,并进行了计算机仿真。提出了轻度混合动力汽车动力系统的匹配设计方法,分析了电动机峰值功率、启动转矩和发动机启动转速对整车动力性能和传动系统转矩响应的影响,为轻度混合动力汽车总体设计提供了理论依据。     

基于Matlab的大型同步电动机起动方式优化

针对同步电动机的起动问题,分析了C1202二次压缩机的自耦变压器降压起动原理,根据同步电动机的工作原理对同步电动机的起动特性进行了分析,并对全压异步起动方法进行了仿真研究,得出了起动过程中电动机相电流、电磁转矩等参数的变化曲线。利用Matlab/Simulink构建了转速开环恒压频比控制同步电动机软起动的数学模型,对同步电动机的起动过程进行仿真试验,并且分别对空载起动和负载起动过程进行了分析。仿真结果验证了转速开环控制同步电动机软起动的可行性。     

用磁流变液实现软启动

提出把磁流变液作为电动机软启动装置的工作介质，介绍了磁流变液的特性，利用磁流变液屈服应力的Bingham塑性模型，分析了用磁流变液实现电动机软启动的原理，推导了磁流变液软启动器传递力矩的计算公式。     

基于模糊控制的异步电机软启动器的研制

基于无速度传感器和模糊控制,提出了一种异步电机软启动器的研制方案,将无速度传感器应用到异步电动机的软启动器中,采用模糊控制器来实现电流控制,使异步电机软启动过程中存在的非线性控制得到了改进和提高。以MC9S12DG128单片机作为其控制器,对软启动控制系统的硬件电路和软件程序进行了设计。实验结果表明:该软启动器结构简单,系统损耗减小,稳定性和精度得到了提高,其中电压精度达到了0.01 V,对电机及其拖动系统有更好的保护作用。     

异步电机直接转矩控制的仿真研究

在异步电动机α-β坐标系下介绍了异步电动机的数学模型、直接转矩控制(DTC)系统的工作原理和基本组成。针对直接转矩控制系统存在的转矩脉动问题,给出了一种新型的定子磁链控制器和转矩控制器,采用新型的电压矢量选择表代替传统的电压矢量选择表。并在Matlab/Simulink平台上搭建了异步电动机直接转矩控制调速系统的仿真模型,并对仿真模型中的主要模块进行了描述,简要说明了空间电压矢量的选择对转矩和磁链的作用和影响。仿真结果验证了该模型的正确性和整个系统的快速动态响应特性。     

刮板输送机系统机电耦合模型及仿真分析

根据刮板输送机机械系统与控制系统之间的耦合关系,推导出刮板输送机的非线性状态空间机电耦合方程,采用MATLAB/Simulink模块建立刮板输送机的仿真模型,对刮板输送机系统的机电耦合动力学问题进行仿真和研究;采用等效变化载荷质量分析刮板输送机在空载启动、平稳运行、载荷突增以及卡链工况下的刮板链速度、电磁转矩的特性曲线,得到了启动时两链轮的转角曲线。结果表明,驱动链轮与从动链轮启动时转角差约为85°,从动链轮启动旋转较驱动链轮滞后约0.8s。研究结果为研究刮板输送机不同工况、载荷下的转矩、速度变化以及计算链轮张紧度提供了理论和数值依据。     

变频调速异步电机负载特性检测研究

变频电机正以优越的性能和显著的节能效果得到了广泛的推广和应用。通过对比普通异步电机的负载特性检测方法,介绍了在变频器供电和正弦波供电两种电源方式下,对变频异步电机进行空载、堵转和负载试验,从而对电机的负载特性检测进行研究。试验表明,恒转矩启动时,变频电机工作状态良好,而在高频运行时,电机的效率和转矩性能都受到较大的影响。     

混合动力汽车的电机启动发动机过程仿真研究

研究了在混合动力车用发动机断油条件下,利用电机调速控制方法降低发动机产生的负载扭矩的可行性。运用MATLAB/Simulink软件建立了四缸柴油发动机、永磁同步电机和电机控制器的数学模型,通过数字仿真分析了混合动力车用发动机启动过程中的负载扭矩特性。仿真结果表明,对比最大扭矩控制算法,采用离散模糊PID控制算法可以快速启动发动机并可有效地将发动机转速控制在目标转速附近规律波动,这有助于降低发动机产生的负载扭矩。     

新型磁粉离合器无级调速电机

分析电磁滑差离合器在调速中存在的问题,运用磁粉离合器恒力矩运转,可实现无级调速这一典型特性,设计磁粉离合器无级调速电机。