基于随机脉宽调制技术的感应电机矢量控制系统研究

随机脉宽调制技术可以使逆变器输出电压的谐波成分均匀地分布在一个较宽的频率范围内,达到抑制噪声和机械振动的目的.把随机脉宽调制技术引入感应电机矢量控制系统中,保证了调速系统的高性能,同时也降低了电机的有色噪声和机械振动.     

三相逆变器并联驱动系统环流的研究

三相逆变器并联驱动系统能有效地为大功率电机驱动提供能量,但同时也带来环流问题。环流会使得三相电流波形畸变,导致电机转矩输出波动,降低电机效率。鉴于此,首先基于坐标变换将ABC三相交流分解为dq0直流,并在此基础上建立了共直流母线三相并联逆变器等效电路模型;然后,研究了并联环路不同参数对环流影响;最后,基于并联逆变器驱动系统实验验证了文中理论及仿真分析的正确性。     

逆变器-异步电机电磁噪声的分析与研究

利用Ansoft建立了样机的二维模型,计算了样机在空载运行下的各性能参数,分析了样机内的磁场分布情况.在此基础上,计算了负载大小、机壳设计尺寸和逆变器供电对异步电机电磁噪声的影响.仿真分析表明:通过合理改变机壳尺寸和质量以及选择合适的逆变器开关频率的方法可实现异步电机的降噪.     

逆变器驱动电机系统EMC模型建立及直流侧传导干扰研究

针对逆变器驱动电机系统建立了EMC(电磁兼容)模型,其中改进了三相异步电机的EMC模型,通过构建实验系统,对系统的直流侧传导干扰进行了测量,并采用Simulink工具对系统进行了时域传导干扰分析,仿真结果与实验吻合,结果显示主要传导干扰出现在逆变器载频的整数倍附近,在0～150kHz频段中随频率增加,传导干扰增大,其中共模传导干扰占主要成分.     

逆变器驱动电机系统环路型电机轴承电流的研究

论述了正弦波驱动电机系统中的经典型的轴承电流,讨论了逆变器驱动电机系统中的高频磁通产生的轴承电流,分析了环路型轴承电流产生的机理,并且在实验的基础上,得出了环路型轴承电流与共模耦合电流之间的关系,丰富和完善了电机轴承电流的研究内容.     

气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响

针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,在利用解析法的基础上排出力波表,确定了主要噪声源。为了探究气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响,建立了气隙磁密及径向力波的数学模型,并通过遗传算法求解了电机气隙磁密3次谐波的最佳幅值。分析结果显示,提高气隙磁密正弦性不一定能够降低电机振动噪声,气隙磁密3次谐波在一定范围内存在最优值使得电机振动噪声最小。分析结果为低噪声电机的设计提供了参考依据。     

一种考虑电流过零的直线电机分段供电策略

为了解决长初级直线电机采用分段供电的驱动方式带来的电流波动、系统性能下降等缺点,以双边长初级直线感应电机为研究对象,提出了一种根据次级所在位置和电流过零点两个条件进行切换的新型分段供电策略,推导了考虑电流过零切换时分段供电暂态特性的直线电机方程,在Matlab/Simulink环境下建立了系统动态仿真模型,并在小型样机上进行了试验验证。仿真和试验结果表明:考虑电流过零切换的分段供电策略可显著减小电流的波动,满足系统性能和实际工程的需求。     

大容量储能发电机并联运行励磁控制算法

大容量储能发电机作为脉冲电源，整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作，可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时，根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效能，因此需要设计一种具有功率调节功能的励磁控制算法。在电压、电流双闭环控制的基础上，引入功率前馈控制，推导并求解了前馈功率与励磁电流关系以及控制参数，并根据电机初始转速设计了功率分配算法。仿真试验结果表明，功率前馈控制在励磁控制过程中起主导作用，有效分配储能电机释放功率大小，提高了励磁电流响应速度，抑制了负载功率扰动对励磁控制系统的影响。     

机组动态过程分析中处理转子运动的方法

分析军用便携式发电机组在单机供电及并联供电情况下的动态过程有利于提高其供电质量.采用有限元法计算电机动态过程需要在电机电磁场计算时实现转子的自由转动.从运动导电媒质中的电磁场方程出发,分析了固定坐标系求解方法及移动坐标系求解各方法的特点.针对军用便携式发电机组单机供电及并联供电情况下动态过程的特点分析,对各种处理转子运动的方法进行了比较,得出的结论对于研究军用便携式发电机组单机供电及并联供电情况时处理转子运动的方法选取具有理论指导意义.     

多相感应电动机的SHEPWM控制原理及仿真分析

针对潜艇直流供电系统中直流幅压电动机运行中存在的问题,提出了一体化多相逆变器-感应电动机替代方案。为了抑制蓄电池供电时直流电压幅值变化对电动机运行性能的影响,引入了SHEPWM技术对逆变器的输出电压进行恒压控制。该方案以双Y移30°感应电动机和逆变器为研究对象进行了仿真分析,结果表明:该方案在起动、恒压、抑制转矩脉动等方面有较好的效果,适合对运行可靠性和稳定性有较高要求、但对动态性能要求不高的各类潜艇辅机的驱动。     

考虑功率控制的感应电机控制方法研究

电网负载功率的剧烈变化会引起电网特别是小容量电网的供电质量和稳定性降低,为保证电网供电稳定,需对电网负载输出功率及功率变化率进行限幅控制;负载为电机时,需考虑在电机驱动系统中增加功率控制策略。针对上述问题,首先分析了电机驱动控制系统中的功率控制策略对系统动态性能的影响,通过分析发现低功率变化率限制会引起电机转速超调,进而会造成整个系统控制的不稳定和功率波动,因此提出了一种低功率变化率下的功率补偿算法。然后,通过仿真和实验,证明采取该功率控制方法能够解决转速超调和负载功率波动的问题,且具有良好的动静态效果。     

圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机预测控制

针对图形边界限定形式的感应电机预测控制存在简洁、直观等优点,进一步考虑将该控制策略应用于永磁同步电机.预测控制将电机和逆变器作为一个系统整体考虑,以空间电流矢量为控制对象,直接产生逆变器的开关控制信号.基于永磁同步电机在转子磁场坐标系下的数学模型,推导出电流矢量导数的估测模型,进而预测出电流矢量的轨迹,根据最优电压矢量选择判据选定开关状态,完成基于圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机的预测控制算法.通过MATLAB/SIMULINK进行仿真,仿真结果证明了提出方法的有效性.     

分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律,针对其不对称运行的特点,采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式,通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型,从而构建描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下,采用隐式梯形法构建该不对称模型的系统仿真模型。对样机进行仿真分析和实验验证,仿真结果与实验数据吻合良好,验证了模型的正确性。     

基于DSP+FPGA的PMSM控制系统仿真平台的设计与实现

为构建永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制系统模拟平台,把系统中不同仿真步长的模型有机结合为一个整体,提出了基于DSP+FPGA构建完整控制系统的设计方案。在数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)中建立PMSM模型并实现控制算法,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中构建逆变器模型,通过FPGA和DSP之间的通信实现系统闭环控制。完成了控制系统硬件和软件的设计,采用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)控制算法对该平台进行验证。试验结果表明:电机模型和逆变器模型运行准确,电压、电流、转速、转矩等关键指标满足性能要求。     

双绕组异步发电系统电压型PWM整流器设计

针对坦克装甲车辆的新型供电体制需求,设计了异步发电系统的总体结构;在此基础上,进行了双绕组感应电机的物理参数设计,进而详细论述了电压型整流器(Voltage Source Rectifier,VSR)的硬件设计和软件程序开发,最后进行了低压加载试验、高压加载试验、变速运行试验等,测试分析了系统的性能.结果表明:所设计的VSR能够减小高低压负载扰动和原动机转速扰动的影响,系统电压波动小、恢复时间短、稳定性强.     

基于H_∞混合灵敏度方法的中频逆变器设计

中频逆变器和工频逆变器相比,在一个采样周期内采样点少了8倍,系统静差就很难消除。为了消除系统静差和克服参数不确定对系统性能的影响,针对400 Hz中频逆变器的特点,首先在建立系统数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,并基于H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器;然后,对整个系统的稳定性进行了分析,并设计了一台10kW试验样机;最后,通过软件和样机对系统进行了仿真和相关实验,仿真和实验结果表明:所设计的控制器能够使系统有很好的动静态性能和鲁棒性。     

杂散参数对T型逆变器IGBT关断电压的影响与叠层母线设计

对T型逆变器的拓扑结构和工作模态进行了分析,得到了逆变器的杂散电感分布和换流回路。通过仿真实验,分析了各分布杂散电感对IGBT关断电压的负面影响和解决办法。根据逆变器母线电容组和功率模块的实际结构,对其叠层母线进行了分组设计,在接口处进行了一体化的优化处理,并采用电磁场软件进行了仿真分析,结果表明:所设计的叠层母线极大地减小了逆变器换流回路的杂散电感。最后搭建了一台基于RB-IGBT的T型三电平逆变器样机,试验结果表明:采用该叠层母线的T型逆变器,开关器件关断电压过冲得到了有效抑制。     

基于MSP430单片机的海浪水压场自动测量系统

提出了基于MSP430单片机的水压场自动测量系统的设计方案和实现方法并进行了实际测量.解决了自动测量系统中的低噪声、低功耗、高分辨率、大容量存储等关键技术.实验结果表明:该系统具有自动运行、电池供电、记录时间长等特点.适于高海况条件下的海浪水压场的测量.     

电磁发射用分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律，针对其不对称运行的特点，采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式，通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型，从而构建了描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下，采用隐式梯形法构建了该不对称模型的系统仿真模型。最后，对样机进行了仿真分析和实验验证，仿真结果与实验数据吻合良好，验证了模型的正确性。     

改善逆变器输出电压波形的研究

在115 V/400Hz逆变电源中,A/D转换器引起的量化误差对系统的影响是造成系统不稳定的主要因素之一.通过对逆变器反馈通道误差的分析,采用全波整流电路对115 V/400 Hz逆变电源中A/D采样电路进行了改进,减小反馈通道误差,使逆变器的稳态电压输出波形质量得到显著改善.