雙開(kāi)關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)并聯(lián)傳動(dòng)系統(tǒng)的研究

提出了一種新的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)解析模型,并根據(jù)此模型設(shè)計(jì)了雙開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)交叉耦合同步控制方法。針對(duì)現(xiàn)有模型的轉(zhuǎn)矩計(jì)算不便問(wèn)題,利用磁鏈-轉(zhuǎn)子位置關(guān)系曲線的對(duì)稱性特點(diǎn),提出了快速轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型,方便在線實(shí)時(shí)計(jì)算瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩,并把此模型應(yīng)用到兩臺(tái)電機(jī)同步控制,兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)矩差實(shí)時(shí)計(jì)算后,取反并與速度差耦合,同時(shí)反饋到速度控制端。仿真結(jié)果表明,該方法縮短了同步時(shí)間,減小了最大速度差,降低了轉(zhuǎn)矩抖動(dòng),使同步過(guò)程更加平穩(wěn),功率輸出平衡得到改善。

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)。

針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、電磁干擾嚴(yán)重的問(wèn)題,提出了一種利用混沌函數(shù)調(diào)節(jié)電壓占空比對(duì)srd實(shí)施混沌反控制的方法。該方法通過(guò)對(duì)srd理想電感方程進(jìn)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(diào)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(jié)合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,解決了單一混沌反控制方法調(diào)速性能差的問(wèn)題,且實(shí)現(xiàn)了混沌信息向srd的嵌入。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,混沌態(tài)運(yùn)行可以在一定程度上改善系統(tǒng)的性能。

由于srm電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題?；趕rm電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換理論,利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行srm非線性建模,得到srm電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)角度最優(yōu)控制規(guī)律。并以tms320lf2407a數(shù)字信號(hào)處理器為控制核心,采用只有四個(gè)主開(kāi)關(guān)管的功率主電路,針對(duì)4相8/6極srm設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)角優(yōu)化控制技術(shù)的高精度srm系統(tǒng)。仿真和試驗(yàn)結(jié)果證明,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,運(yùn)行效率高,具有較高的實(shí)用價(jià)值。

五相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(5-phaseswitchreluctancemotor,以下簡(jiǎn)稱五相srm)除了具備srm一貫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、容錯(cuò)能力強(qiáng)和運(yùn)行效率高等特點(diǎn)外,相對(duì)于三相和四相srm來(lái)說(shuō)其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更小,運(yùn)行更加平穩(wěn)。

重點(diǎn)闡述了開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在電氣性能、可靠性、系統(tǒng)效率、用戶要求適應(yīng)性等方面進(jìn)行綜合比較,說(shuō)明開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)能力、制動(dòng)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(yīng)用設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì),所以開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

介紹了一個(gè)基于plc,采用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng),此系統(tǒng)應(yīng)用于織機(jī)主傳動(dòng)統(tǒng),可減少織機(jī)的傳動(dòng)鏈和能耗,提高織機(jī)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。

介紹了三相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制(pwm)控制系統(tǒng)及開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理.針對(duì)自行開(kāi)發(fā)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了控制,其控制系統(tǒng)全部采用集成電路硬件實(shí)現(xiàn).實(shí)際應(yīng)用表明,該控制系統(tǒng)正確可行,有較好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度.

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。

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(srd)是70年代開(kāi)始研制,80年代逐步發(fā)展起來(lái)的一種新穎機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)設(shè)備,其性能優(yōu)越,發(fā)展前景廣闊。本文以所開(kāi)發(fā)的sr71-8/6(250w)樣機(jī)為基礎(chǔ),比較系統(tǒng)地研究了pwm調(diào)壓調(diào)速型開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理,對(duì)所開(kāi)創(chuàng)的一種-7.5°～22.5°的相繞組導(dǎo)通控制模式進(jìn)行了詳細(xì)分析,并給出了相應(yīng)的仿真和實(shí)踐結(jié)果。

為降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),提出四相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制原理、步驟和實(shí)現(xiàn)方法。借鑒感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制思想,基于能量等效原則推導(dǎo)出四階磁鏈正交變化矩陣,指出采用坐標(biāo)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(duì)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(guān)系,設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)矢量表。仿真和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)誤差可控制在5%范圍內(nèi),部分解決了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的問(wèn)題。

介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(srd)的各個(gè)組成部分和功率變換電路應(yīng)具備的條件,闡述了該系統(tǒng)的功率變換電路和系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖,給出了系統(tǒng)應(yīng)用的控制方式、位置檢測(cè)電路和電流檢測(cè)的方法。

采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)斷路器進(jìn)行分、合閘的直線伺服電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu),通過(guò)對(duì)高性能直線伺服電動(dòng)機(jī)的控制,實(shí)現(xiàn)了高壓斷路器動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程的可控性,從而使機(jī)構(gòu)的出力特性與負(fù)載反力特性能達(dá)到理想的配合。此種新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)既滿足了電器智能化的發(fā)展要求,同時(shí)也有利于提高斷路器關(guān)合、開(kāi)斷能力,以及斷路器的機(jī)械、電氣壽命和可靠性。

本文首先介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理及常用控制方式,有電流斬波、脈寬調(diào)制方式和角度位置控制方式,其次介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本組成,其中對(duì)功率變換器、位置檢測(cè)器、電流檢測(cè)器、控制器的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述,最后介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一種新型的調(diào)整系統(tǒng),其性能指標(biāo)高于普通交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)及直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。文章給出了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),并介紹了該系統(tǒng)在無(wú)極繩牽引車、電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)中的應(yīng)用。

介紹開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)給壓力機(jī)性能帶來(lái)的變革,簡(jiǎn)述全數(shù)字系列(dt系列)開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)在壓力機(jī)上應(yīng)用及其特性。并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用時(shí)的打擊能量進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,對(duì)dt系列開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)的突出性能進(jìn)行了總結(jié)。

對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行概括總結(jié),并簡(jiǎn)要分析了目前各種軟啟動(dòng)器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)；介紹新型繞組式永磁軟啟動(dòng)器的工作原理和特點(diǎn),為重載機(jī)械設(shè)備軟啟動(dòng)器的設(shè)計(jì)和選型提供指導(dǎo)。

baldor公司已經(jīng)開(kāi)始向市場(chǎng)投放全不銹鋼伺服電動(dòng)機(jī)新系列，為大多數(shù)要求在清潔環(huán)境中運(yùn)行的自動(dòng)化用途，比如生物制藥，食品包裝和加工生產(chǎn)線，或者是對(duì)人體有害的操作環(huán)境，比如為內(nèi)凹槽機(jī)床提供最好的保護(hù)。這個(gè)新的25檔的電動(dòng)機(jī)系列為oems提供了寶貴的選擇余地，允許電動(dòng)機(jī)在更高的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，有更高的加速度和機(jī)械及自動(dòng)化設(shè)備準(zhǔn)確定位。新的伺服電動(dòng)機(jī)系列——baldorssbsm系列——是為承受高壓沖洗條件而設(shè)計(jì)的。保護(hù)特性之一是采用了304不銹鋼機(jī)殼，這種機(jī)殼符合ip67標(biāo)準(zhǔn)，而且能夠承受在103巴壓力下采用強(qiáng)堿物質(zhì)進(jìn)行沖洗。

針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)的電感模型,提出了一種新的無(wú)位置傳感技術(shù);能在較寬調(diào)速范圍內(nèi)準(zhǔn)確地估計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置。構(gòu)建了以spartan-3adspfpga為核心的純硬件無(wú)位置傳感器控制電路;給出了基于xilinxfpga/cpld開(kāi)發(fā)平臺(tái)和matlab/simulink仿真環(huán)境進(jìn)行dsp功能實(shí)現(xiàn)的方法和設(shè)計(jì)流程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該控制電路簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增加了系統(tǒng)的可靠性,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)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(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)共同組成的新型調(diào)速系統(tǒng)。該調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、機(jī)械強(qiáng)度高、高效節(jié)能、調(diào)速精度高、啟動(dòng)電流小、可頻繁正反轉(zhuǎn)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn),可在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行。

在一款采用固定速比減速器的電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)上,改用兩擋變速傳動(dòng)方案,對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)匹配設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)了不帶離合器的兩擋自動(dòng)變速器。為了提高電機(jī)工作效率,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的速比進(jìn)行了以整車動(dòng)力性要求為約束、以ece(歐洲城市經(jīng)濟(jì))循環(huán)工況下電機(jī)能量消耗最小為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì),制定了以電機(jī)高效運(yùn)行為原則的換擋控制策略,并與采用固定速比減速器的電動(dòng)汽車進(jìn)行了ece運(yùn)行循環(huán)下的能耗和續(xù)駛里程的對(duì)比。結(jié)果表明,整車能耗降低了6.6%,續(xù)駛里程延長(zhǎng)了7.1%。

通過(guò)對(duì)保障性發(fā)展過(guò)程的研究,提出了影響機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)保障性的主要因素,建立了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)保障性設(shè)計(jì)模型并給出了相應(yīng)的分析方法。通過(guò)對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的分析,提出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)保障性定量、定性要求。結(jié)合齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程,制訂了相應(yīng)的保障性設(shè)計(jì)流程及各設(shè)計(jì)階段的保障性工作。