dsPIC的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)

現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作業(yè) 郝瑞超 2620170055 第一次作業(yè) 1，試簡(jiǎn)述感應(yīng)電機(jī)的工作原理，公式推導(dǎo)證明旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 感應(yīng)電機(jī)工作原理； 答；當(dāng)電機(jī)定子三相繞組通入三相正弦對(duì)稱電流，電流會(huì)產(chǎn)生一幅值恒定的 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體使轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在磁 場(chǎng)中受到安培力，從而使轉(zhuǎn)子在安培力作用下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，隨后定轉(zhuǎn)子維持一 定的轉(zhuǎn)差率，從而使轉(zhuǎn)子因切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流維持，進(jìn)而使受到的安 培力維持一定的電磁轉(zhuǎn)矩，并與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡而使轉(zhuǎn)速得以維持。 旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，設(shè)定子通入三相電流為 設(shè)定a軸角度為，則定子產(chǎn)生磁勢(shì)基波分量為 其中,為定子繞組匝數(shù)，從而合成磁勢(shì)的基波分量為； 由上式可知，合成磁勢(shì)最大值點(diǎn)隨時(shí)間變化，由三角函數(shù)的周期性知合成 磁勢(shì)為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其旋轉(zhuǎn)速度取決于輸入三相電流頻率。 2，寫(xiě)出感應(yīng)電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型基本型的基本方程，并結(jié)合

交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī) (2)

文章通過(guò)論述電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能及其常規(guī)啟動(dòng)方法,引出了一種既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)又能夠減小因過(guò)流導(dǎo)致過(guò)熱對(duì)繞組的損害,更好地保護(hù)電動(dòng)機(jī)的全壓?jiǎn)?dòng)方法。

綜合考慮了空調(diào)壓縮機(jī)對(duì)電機(jī)的要求,對(duì)變頻調(diào)速電機(jī)的設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。并設(shè)計(jì)出了一臺(tái)2.2kw的樣機(jī),試驗(yàn)表明該方案切實(shí)可行。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)銅條轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)的選擇

根據(jù)塔機(jī)運(yùn)行的實(shí)際工況以及塔吊起升機(jī)構(gòu)對(duì)變頻調(diào)速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特殊要求。對(duì)變頻調(diào)速電機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的措施，通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)和運(yùn)行結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的樣機(jī)能較好地滿足增機(jī)起升機(jī)構(gòu)的特殊要求。

根據(jù)塔機(jī)運(yùn)行的實(shí)際工況以及塔吊起升機(jī)構(gòu)對(duì)變頻調(diào)速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特殊要求，對(duì)變財(cái)速電機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的措施，通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)和運(yùn)行結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的樣機(jī)能較好地滿足塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)的特殊要求。

文章介紹了適用于工業(yè)運(yùn)輸設(shè)備的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),由于其具有起動(dòng)電流小,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,運(yùn)行效率高的特點(diǎn),因此能夠解決工業(yè)運(yùn)輸設(shè)備中重載不能起動(dòng)和能耗較大的實(shí)際問(wèn)題,并提出了設(shè)計(jì)方案,說(shuō)明了運(yùn)行過(guò)程,指出了該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

該文利用磁鏈軌跡控制方法詳細(xì)分析了四開(kāi)關(guān)三相低成本逆變器的工作原理,指出其運(yùn)行性能一般低于六開(kāi)關(guān)逆變器的根本原因?？偨Y(jié)出8個(gè)基本電壓控制矢量,優(yōu)選其中4個(gè)控制矢量進(jìn)行逆變器的磁鏈軌跡改進(jìn)控制。針對(duì)四開(kāi)關(guān)逆變器沒(méi)有零電壓控制矢量的特點(diǎn),提出了回掃延時(shí)的概念。針對(duì)四開(kāi)關(guān)逆變器的電容均衡分壓?jiǎn)栴},基于磁鏈軌跡控制方法提出了有效的解決方案。理論分析和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明,利用磁鏈軌跡控制方法對(duì)四開(kāi)關(guān)逆變器進(jìn)行的改進(jìn)研究收到了預(yù)期的效果。

本文針對(duì)性的提出了基于遞歸型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制性能的方案,該算法計(jì)算量減少,簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu),它可隨著伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況的改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),提高了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的性能,同時(shí),也較好地改善了伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。通過(guò)仿真的結(jié)果驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)方案的有效性和可行性。

針對(duì)伺服感應(yīng)電動(dòng)機(jī)dtc控制中常規(guī)速度觀測(cè)器難以達(dá)到很高精確度的問(wèn)題,在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了模糊速度觀測(cè)器。由于模糊觀測(cè)器的模糊控制規(guī)則主觀性較強(qiáng),因此設(shè)計(jì)自學(xué)習(xí)模糊速度觀測(cè)器,并給出了詳細(xì)的算法和流程。建立了伺服感應(yīng)電動(dòng)機(jī)dtc控制模型,其中速度觀測(cè)器采用文中提出的自學(xué)習(xí)模糊速度觀測(cè)器。在此基礎(chǔ)上組建了基于ti公司tms320lf2407dsp與ipm相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的觀測(cè)器能較好地對(duì)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行觀測(cè),為伺服電機(jī)的精確定位控制提供思路。

針對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在弱磁控制時(shí)的最優(yōu)控制問(wèn)題,介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)弱磁區(qū)的最佳電流分配法;在matlab/simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了最佳電流分配法較傳統(tǒng)的1/ωr法具有更好的弱磁控制效果;在基于tms320lf2407a的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了最佳電流分配法的弱磁控制,也驗(yàn)證了該方法的弱磁控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)弱磁法。

以包含感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群的單負(fù)荷無(wú)窮大系統(tǒng)為對(duì)象,提出了適當(dāng)假設(shè)條件下電動(dòng)機(jī)群連鎖堵轉(zhuǎn)宏觀規(guī)律的分析方法。該方法利用cascade模型的公式直接計(jì)算堵轉(zhuǎn)規(guī)模的概率密度函數(shù)(pdf),避免了蒙特卡洛仿真,算例表明所述方法在中度連鎖堵轉(zhuǎn)條件下具有較好的精度。堵轉(zhuǎn)規(guī)模影響因素的研究顯示:刻畫(huà)連鎖堵轉(zhuǎn)發(fā)生和傳播的參數(shù)與負(fù)荷水平有較好的線性關(guān)系,從而在臨界條件下,不發(fā)生連鎖堵轉(zhuǎn)的概率隨負(fù)荷的增長(zhǎng)而呈冪律下降;同期望堵轉(zhuǎn)規(guī)模等值線間的間距反映了連鎖堵轉(zhuǎn)的傳播狀況,間距越小,堵轉(zhuǎn)越易于傳播,從而發(fā)生大規(guī)模連鎖堵轉(zhuǎn)的概率就越大;電動(dòng)機(jī)群初始功率的分布和各電機(jī)初始功率的差異對(duì)堵轉(zhuǎn)規(guī)模的pdf影響很小。

在分析了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)閉環(huán)速度控制方案的基礎(chǔ)上,針對(duì)pid算法在開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題,給出了相應(yīng)的解決方法,提出了非線性變速積分pid算法,并成功地解決了在低采樣周期時(shí)pid算法的積分飽和問(wèn)題。

本文采用有限元方法,對(duì)感應(yīng)電機(jī)電磁場(chǎng)分布進(jìn)行了計(jì)算,對(duì)進(jìn)一步提升用電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估及狀態(tài)檢修水平,具有一定參考價(jià)值。作為重要用電設(shè)備,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁場(chǎng)分布狀況,決定著其工作狀態(tài),對(duì)用電安全評(píng)估,具有一定影響。為提升狀態(tài)評(píng)估與狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平,有必要對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁場(chǎng)分布,開(kāi)展認(rèn)真研究。

針對(duì)40.5kv真空斷路器分合閘運(yùn)動(dòng)特性對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求,設(shè)計(jì)了一種新型的電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu),即直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(cylinderlinearinductionmotor,c-lim)機(jī)構(gòu)。斷路器在分、合閘過(guò)程中對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和時(shí)間特性有較高要求,對(duì)斷路器c-lim機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性及動(dòng)力特性進(jìn)行了分析,并規(guī)劃分、合閘運(yùn)動(dòng)時(shí)的理想速度曲線。針對(duì)c-lim特有的邊緣效應(yīng),在考慮動(dòng)態(tài)縱向邊緣效應(yīng)的基礎(chǔ)上建立了矢量控制數(shù)學(xué)模型。對(duì)c-lim驅(qū)動(dòng)斷路器觸頭運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真及樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,該直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)斷路器的操動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)器動(dòng)態(tài)性能好,振動(dòng)較小,滿足斷路器分合閘運(yùn)動(dòng)特性要求,為斷路器智能控制奠定了基礎(chǔ)。

本文就智能化感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,首先介紹智能化感應(yīng)電機(jī)變頻提速系統(tǒng)的概念,其次闡述了恒壓頻比變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率優(yōu)化,最后簡(jiǎn)單描述仿真試驗(yàn)與結(jié)果.

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是典型的機(jī)電一體化電機(jī)控制系統(tǒng)。該文以四相8/6極、5．5kw開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了基于tms320f240的調(diào)速系統(tǒng)控制器和外圍電路。針對(duì)常用的幾種控制方法,給出了硬件電路的具體結(jié)構(gòu)。結(jié)果證明,采用該控制器電機(jī)能可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

本文介紹了龍門(mén)刨床運(yùn)用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(srd)對(duì)原有的發(fā)動(dòng)機(jī)組進(jìn)行改造,同時(shí)結(jié)合可編程控制器(plc)對(duì)原有的電器控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明,改造后的龍門(mén)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(yùn)行控制精度以及工件的加工質(zhì)量。

針對(duì)節(jié)能降耗的目的,開(kāi)發(fā)了一套具有變頻調(diào)速的電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)工控機(jī)、電位器和外部專(zhuān)用儀表,對(duì)電機(jī)控制芯片dspic30f4011的mcpwm模塊調(diào)制出的三相正弦波的頻率進(jìn)行設(shè)定和改變,來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制,達(dá)到了預(yù)期的控制效果。