變速積分PID的開關磁阻電動機調速系統(tǒng)

開關磁阻電動機調速系統(tǒng)是一種新型的調整系統(tǒng),其性能指標高于普通交流電動機變頻調速系統(tǒng)及直流電動機調速系統(tǒng)。文章給出了開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的總體結構,并介紹了該系統(tǒng)在無極繩牽引車、電牽引采煤機、刮板輸送機中的應用。

五相開關磁阻電動機(5-phaseswitchreluctancemotor,以下簡稱五相srm)除了具備srm一貫的結構簡單、工作可靠、容錯能力強和運行效率高等特點外,相對于三相和四相srm來說其轉矩脈動更小,運行更加平穩(wěn)。

開關磁阻電動機調速系統(tǒng)是由嵌入式微處理器、大規(guī)模數(shù)字模擬器件、電力電子功率器件及開關磁阻電機共同組成的新型調速系統(tǒng)。該調速系統(tǒng)具有結構簡單、工作可靠、機械強度高、高效節(jié)能、調速精度高、啟動電流小、可頻繁正反轉運行等優(yōu)點,可在寬廣的調速范圍內實現(xiàn)高效率運行。

本文介紹了龍門刨床運用開關磁阻電動機調速系統(tǒng)(srd)對原有的發(fā)動機組進行改造,同時結合可編程控制器(plc)對原有的電器控制系統(tǒng)進行改造。經(jīng)過實際運行證明,改造后的龍門刨床系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性大大提高,節(jié)能效果明顯,故障率降低,提高了運行控制精度以及工件的加工質量。

介紹了開關磁阻電動機調速系統(tǒng)(srd)的組成原理及性能特點,以及其在龍門刨床電氣控制系統(tǒng)設計中的實際應用。龍門刨床由于采用開關磁阻電動機調速系統(tǒng)作為工作臺運行的動力源,克服了以往直流發(fā)電機—電動機(f—d)系統(tǒng)、晶閘管直流調速系統(tǒng)等各自存在的問題,尤其在節(jié)能方面效果更加顯著。同時結合plc控制器,可確保龍門刨床系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性,提高運行控制精度以及工件的加工質量。

龍門刨床的主傳動系統(tǒng)需正反向轉動、頻繁換向及在負載劇烈變化時保持轉速穩(wěn)定。介紹了開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的性能特點及其成功地用于該機主傳動的情況。

用開關磁阻電動機調速系統(tǒng)改造龍門刨床

以四相8/6極、0.75kw開關磁阻電動機為研究對象,設計了一種調速性能優(yōu)良的開關肱阻電動機調速系統(tǒng),實現(xiàn)了開關磁阻電動機的無級平滑調速、快速動態(tài)響應、正反轉協(xié)調運行、大力矩起動和四象限運行。

本文首先介紹了開關磁阻電動機的工作原理及常用控制方式,有電流斬波、脈寬調制方式和角度位置控制方式,其次介紹了開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的基本組成,其中對功率變換器、位置檢測器、電流檢測器、控制器的作用進行了簡單的闡述,最后介紹了開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的應用。

開關磁阻調速電動機系統(tǒng)(srd)是70年代開始研制,80年代逐步發(fā)展起來的一種新穎機電一體化驅動設備,其性能優(yōu)越,發(fā)展前景廣闊。本文以所開發(fā)的sr71-8/6(250w)樣機為基礎,比較系統(tǒng)地研究了pwm調壓調速型開關磁阻電動機原理,對所開創(chuàng)的一種-7.5°～22.5°的相繞組導通控制模式進行了詳細分析,并給出了相應的仿真和實踐結果。

針對開關磁阻電動機(srm)的電感模型,提出了一種新的無位置傳感技術;能在較寬調速范圍內準確地估計電動機轉子位置。構建了以spartan-3adspfpga為核心的純硬件無位置傳感器控制電路;給出了基于xilinxfpga/cpld開發(fā)平臺和matlab/simulink仿真環(huán)境進行dsp功能實現(xiàn)的方法和設計流程。實驗結果表明該控制電路簡化了系統(tǒng)結構,增加了系統(tǒng)的可靠性,提高了系統(tǒng)的實時性。

由于srm電動機及功率變換器具有非線性,srm控制系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設計是一個比較復雜的問題。基于srm電動機能量轉換理論,利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡進行srm非線性建模,得到srm電動機開關角度最優(yōu)控制規(guī)律。并以tms320lf2407a數(shù)字信號處理器為控制核心,采用只有四個主開關管的功率主電路,針對4相8/6極srm設計開發(fā)了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的開關角優(yōu)化控制技術的高精度srm系統(tǒng)。仿真和試驗結果證明,該系統(tǒng)結構簡單可靠,運行效率高,具有較高的實用價值。

為降低轉矩脈動,提出四相開關磁阻電動機直接轉矩控制原理、步驟和實現(xiàn)方法。借鑒感應電動機直接轉矩控制思想,基于能量等效原則推導出四階磁鏈正交變化矩陣,指出采用坐標分解法所得的磁鏈幅值是正交變換法所得幅值的1.4倍。針對正八邊形的電壓空間矢量,分析了磁鏈與電壓矢量間的影響關系,設計了開關矢量表。仿真和實驗研究結果表明,直接轉矩控制的轉矩穩(wěn)態(tài)誤差可控制在5%范圍內,部分解決了開關磁阻電動機轉矩脈動大的問題。

介紹了三相開關磁阻電動機脈寬調制(pwm)控制系統(tǒng)及開關磁阻電動機(srm)的基本結構與工作原理.針對自行開發(fā)的開關磁阻電動機進行了控制,其控制系統(tǒng)全部采用集成電路硬件實現(xiàn).實際應用表明,該控制系統(tǒng)正確可行,有較好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度.

惡劣流通介質工況下的y型截止閥密封面極易磨損,往往導致閥門工作性能嚴重下降,使用壽命很快縮短。本文提出一種采用有pid反饋控制的開關磁阻電動機驅動裝置,實現(xiàn)y型截止閥變速控制,使閥瓣在整個行程中的不同階段用不同的速度運行,從而達到使閥瓣的密封面受到的磨損減小到最小的目的

重點闡述了開關磁阻調速電動機在工業(yè)領域的應用特點。通過對開關磁阻調速電動機和交流變頻調速系統(tǒng)在電氣性能、可靠性、系統(tǒng)效率、用戶要求適應性等方面進行綜合比較,說明開關磁阻調速電動機在啟動能力、制動能力、系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)效率等多方面具有優(yōu)越性能,并可以根據(jù)用戶具體應用設備特點進行適應性設計,所以開關磁阻調速電動機具有非常廣闊的應用前景。

針對開關磁阻調速電動機存在轉矩脈動大、電磁干擾嚴重的問題,提出了一種利用混沌函數(shù)調節(jié)電壓占空比對srd實施混沌反控制的方法。該方法通過對srd理想電感方程進行傅立葉變換,建立了srd仿真模型,然后以邏輯斯蒂映射方程調節(jié)srd占空比增量,得到了srd混沌反控制系統(tǒng)的混沌態(tài),并將該方法與模糊控制算法相結合進行實驗驗證,解決了單一混沌反控制方法調速性能差的問題,且實現(xiàn)了混沌信息向srd的嵌入。實驗結果表明,混沌態(tài)運行可以在一定程度上改善系統(tǒng)的性能。

介紹開關磁阻電機調速系統(tǒng)給壓力機性能帶來的變革,簡述全數(shù)字系列(dt系列)開關磁阻調速系統(tǒng)在壓力機上應用及其特性。并對其實際應用時的打擊能量進行了現(xiàn)場測試,對dt系列開關磁阻調速系統(tǒng)的突出性能進行了總結。

為了節(jié)能降耗和調速應用,開發(fā)了感應電動機變頻調速的控制系統(tǒng)。通過工控機、電位器和外部專用儀表,對電動機控制芯片dspic30f4011的mcpwm模塊調制出的三相正弦波頻率進行設定和改變,實現(xiàn)變頻調速控制;通過計量泵流量測試,達到了預期的控制效果。

晶閘管-直流電動機調速系統(tǒng)是職業(yè)學校電氣自動化專業(yè)學習的內容,是維修電工工種高級工、技師職業(yè)資格鑒定的重要內容之一。在講授閉環(huán)調速系統(tǒng)時,各控制單元輸入信號極性的確定是個難點,筆者一直擔任直流調速系統(tǒng)模塊的教學工作,現(xiàn)就信號極性的確定方法談一下自己的體會。

針對微型電動汽車運行工況和驅動性能要求,設計了一種開關磁阻電動機,通過采用有限元對電機結構進行了設計、分析和優(yōu)化,并構建了基于開關磁阻電動機的驅動控制系統(tǒng)。在控制策略上采用雙閉環(huán)調速系統(tǒng):速度環(huán)采用pi控制、電流環(huán)采用角位置控制與電流斬波控制相結合的方法,有效減小了電機的轉矩脈動。理論建模仿真和樣機實驗表明,該電機在低壓大電流的工作條件下,具有動態(tài)性能好、起動轉矩大等優(yōu)點,能滿足微型電動汽車頻繁起動、加速、爬坡等動力性能要求,在微型電動汽車中具有潛在的應用前景。

利用形狀磁阻電動機（ｓｒｍ）結構簡單、堅固及運行效率高等優(yōu)點，將ｓｒｍ與光伏系統(tǒng)相結合，用單片控制的ｄｃ／ｄｃ變換器和ｓｒｍ驅動器，使光伏水泵系統(tǒng)實現(xiàn)最佳運行。結果表明，采用開關磁阻電動機的光伏水泵系統(tǒng)是除直流電動機和異步電動機之外的另一種比較理想的光伏水泵驅動系統(tǒng)。