歸一磁鏈/電流法的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)間接位置檢測

文章介紹了適用于工業(yè)運(yùn)輸設(shè)備的開關(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)際問題,并提出了設(shè)計(jì)方案,說明了運(yùn)行過程,指出了該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)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(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)速型開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理,對所開創(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。

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

針對開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)的電感模型,提出了一種新的無位置傳感技術(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為核心的純硬件無位置傳感器控制電路;給出了基于xilinxfpga/cpld開發(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。

根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的非勵(lì)磁相繞組電感參數(shù)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子位置變化的規(guī)律,利用諧振電路將電感參數(shù)轉(zhuǎn)換成含有電感信息的頻率信號,經(jīng)數(shù)字處理器計(jì)算得出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置信號,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)無傳感器檢測控制,對此進(jìn)行了理論研究,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,研究對設(shè)計(jì)有一定參考價(jià)值。

介紹開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)給壓力機(jī)性能帶來的變革,簡述全數(shù)字系列(dt系列)開關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)在壓力機(jī)上應(yīng)用及其特性。并對其實(shí)際應(yīng)用時(shí)的打擊能量進(jìn)行了現(xiàn)場測試,對dt系列開關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)的突出性能進(jìn)行了總結(jié)。

介紹了三相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制(pwm)控制系統(tǒng)及開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理.針對自行開發(fā)的開關(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pid算法在開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題,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算法的積分飽和問題。

介紹了開關(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、位置檢測電路和電流檢測的方法。

本文首先介紹了開關(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,其次介紹了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)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(jìn)行了簡單的闡述,最后介紹了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用。

開關(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)在無極繩牽引車、電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)中的應(yīng)用。

根據(jù)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu),簡要概述了電機(jī)設(shè)計(jì)的基本方法、注意事項(xiàng)及步驟,并利用vb語言編寫了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。設(shè)計(jì)了一臺(tái)16/12極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),利用ansoft軟件對電機(jī)參數(shù)進(jìn)行了仿真,得出了效率、功率、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等特性曲線,仿真結(jié)果為現(xiàn)有開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化與改進(jìn)提供了依據(jù)。

針對微型電動(dòng)汽車運(yùn)行工況和驅(qū)動(dòng)性能要求,設(shè)計(jì)了一種開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),通過采用有限元對電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化,并構(gòu)建了基于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。在控制策略上采用雙閉環(huán)調(diào)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(jié)合的方法,有效減小了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。理論建模仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明,該電機(jī)在低壓大電流的工作條件下,具有動(dòng)態(tài)性能好、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn),能滿足微型電動(dòng)汽車頻繁起動(dòng)、加速、爬坡等動(dòng)力性能要求,在微型電動(dòng)汽車中具有潛在的應(yīng)用前景。

提出了一種新的開關(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。針對現(xiàn)有模型的轉(zhuǎn)矩計(jì)算不便問題,利用磁鏈-轉(zhuǎn)子位置關(guān)系曲線的對稱性特點(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),使同步過程更加平穩(wěn),功率輸出平衡得到改善。

設(shè)計(jì)了一種間接檢測開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的方案。根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的非勵(lì)磁相繞組電感的參數(shù)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子位置變化的規(guī)律,利用諧振電路將電感參數(shù)轉(zhuǎn)換成含有電感信息的頻率信號,經(jīng)數(shù)字處理器計(jì)算得出實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)子位置信號。本文對此進(jìn)行了理論研究,并給出了實(shí)驗(yàn)證明。

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

開關(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。

通過考察目前我國礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀,為了改善礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的控制性能,實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行過程中的節(jié)能降耗,在分析開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的性能和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了在礦井提升機(jī)電氣控制領(lǐng)域中廣泛采用開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)來完成電氣調(diào)速的建議。闡述了新型的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理和運(yùn)行特點(diǎn),提出了srd系統(tǒng)礦井提升方面應(yīng)用的優(yōu)越性和廣闊前景。

重點(diǎn)闡述了開關(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)。通過對開關(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,說明開關(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),所以開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

dsp控制開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)電力控制的一種重要形式,掌握了dsp控制開關(guān),就可以使用多種方法實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制,有助于我們在生產(chǎn)和生活實(shí)踐中對于電動(dòng)機(jī)的操控,所以,筆者針對這一問題,進(jìn)行詳細(xì)闡述。

磁懸浮開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)結(jié)合了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)和磁軸承的特點(diǎn),通過電磁力控制轉(zhuǎn)子徑向位置。分析了磁懸浮開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)懸浮力和旋轉(zhuǎn)力的產(chǎn)生原理。基于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的四個(gè)特殊位置,利用二維有限元方法分析了轉(zhuǎn)子位于中心位置與有徑向偏心時(shí)的電機(jī)內(nèi)部磁場,給出了磁場分布圖、徑向懸浮力與徑向偏心矩的關(guān)系曲線、旋轉(zhuǎn)力與徑向偏心矩的關(guān)系曲線,為進(jìn)一步描述磁懸浮開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)懸浮力與旋轉(zhuǎn)力的模型提供了依據(jù)。

作為輔助運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備無軌膠輪車在煤礦的生產(chǎn)中起到了很重要的作用。為了提升煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備的性能,結(jié)合了煤礦的生產(chǎn)現(xiàn)狀與無軌膠輪車主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了防爆開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)srd,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的測試,能夠滿足煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求。