有限元方法的雙邊直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性分析和計(jì)算

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。

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(chēng)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)

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)。

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

1.智能控制器的工作原理智能控制器是現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。它利用三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管(vs)串于電動(dòng)機(jī)的三相供電線路中,如附圖所示。通過(guò)微處理器控制觸發(fā)脈沖滯后角α以改變晶閘管的導(dǎo)通程度,從而控制加于電動(dòng)機(jī)的端電壓有效值。當(dāng)α角由大變小時(shí),加于電動(dòng)機(jī)的端電壓有效值由小變大。α=180°時(shí),晶閘管全關(guān)斷,加于電動(dòng)機(jī)的端電壓為零;α=0°時(shí),晶閘管全導(dǎo)通,加于電動(dòng)機(jī)的端電壓為全電壓。因此在起動(dòng)時(shí),控制

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。

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。

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。

由于圖論與矩陣代數(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)具有緊密的聯(lián)系，而在科學(xué)研究和工程應(yīng)用方面嶄露頭角。本書(shū)中分析方法采用矩陣代數(shù)、圖論和元啟發(fā)式算法，其中所涉及的數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)非常適用于工程問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，這些理論和算法非常適用于現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)的研究。本書(shū)的特色在于：有效分析為目的的圖論應(yīng)用、力法到有限元分析的延伸、用來(lái)排序和分解的元啟發(fā)式（meta-heuristic）算法應(yīng)用、力法中的對(duì)稱(chēng)性和規(guī)律性的有效應(yīng)用、結(jié)構(gòu)的同步分析和設(shè)計(jì)。

為了節(jié)能降耗和調(diào)速應(yīng)用,開(kāi)發(fā)了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制系統(tǒng)。通過(guò)工控機(jī)、電位器和外部專(zhuān)用儀表,對(duì)電動(dòng)機(jī)控制芯片dspic30f4011的mcpwm模塊調(diào)制出的三相正弦波頻率進(jìn)行設(shè)定和改變,實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制;通過(guò)計(jì)量泵流量測(cè)試,達(dá)到了預(yù)期的控制效果。

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。

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。

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。

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。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機(jī)底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對(duì)底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化過(guò)程中考慮它所受應(yīng)力約束、位移約束,并對(duì)優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后位移和應(yīng)力值有所增大,但在使用允許值范圍內(nèi),優(yōu)化后使底座在正常、穩(wěn)定運(yùn)行的情況下的重量大大減輕,從而為批量生產(chǎn)節(jié)約大量原材料,對(duì)降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

為解決某車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橡膠撕裂破壞問(wèn)題,建立了該發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的有限元模型,計(jì)算所得懸置的垂向剛度與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了該模型的有效性。靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型計(jì)算結(jié)果表明,橡膠墊內(nèi)部應(yīng)力集中出現(xiàn)在受力面轉(zhuǎn)角處。對(duì)懸置模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并對(duì)改進(jìn)前、后的試件進(jìn)行了剛度測(cè)量試驗(yàn)和疲勞壽命試驗(yàn)。結(jié)果表明,改進(jìn)后發(fā)動(dòng)機(jī)懸置垂向靜剛度比原懸置降低了7.5%;靜剛度變化率和壓縮永久變形量分別為規(guī)定限值的32%和6%。

此方是一種新簡(jiǎn)化的能使轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生２０種空間電壓向量的電流控制法，應(yīng)用該法制出了以ｄｓｐ為基礎(chǔ)的磁場(chǎng)定向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案。在此系統(tǒng)中，應(yīng)用一種典型的采樣技術(shù)來(lái)縮短電流控制系統(tǒng)的空載時(shí)間，而電流預(yù)測(cè)技術(shù)在理論上限定空載時(shí)間為零。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了新簡(jiǎn)化電流控制法是可行的。

本文從數(shù)學(xué)角度認(rèn)識(shí)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的困難與挑戰(zhàn),評(píng)述有關(guān)計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及在超級(jí)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)前景,并扼要地介紹第一原理電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的有限元方法和理論.