让我国超声电机技术走向世界——记国家技术发明奖获得者赵淳生院士

赵淳生教授,中国科学院院士,南京航空航天大学博士生导师。长期从事机械设计及理论领域科研和教学工作,是我国振动工程及其振动利用技术方面的专家,我国超声电机技术研究的开拓者。他共获国家级和省部级科技奖17项,其中国家发明二等奖1项、国家科技进步三等奖1项、国家技术发明四等奖1项、国防科技一等奖1项、其他省部级科技进步二等奖8项、三等奖5项。发表著、译作3部,学术论文200多篇,获得并公开的国家专利29项,其中发明专利22项。赵淳生多次被评为江苏省优秀科技工作者、国防系统先进工作者、江苏省十大杰出专利发明人,并于2005年当选为中国科学院院士。     

空心和Halbach永磁直线同步电机的牵引力和法向力分析

针对由空芯线圈和Halbach永磁结构组成的直线同步牵引电机,提出其牵引力和法向力的一种解析计算方法.首先从相同结构的旋转电机出发,推导得到其牵引力和法向力的解析计算公式;然后,将所得结果推广到直线电机结构,得到基于空芯线圈和Halbach永磁结构的直线同步电机牵引力和法向力的计算方法.所得解析解的有效性由有限元分析软件Ansoft Maxwell得到验证.此方法为基于空芯线圈和Halbach 永磁结构的直线同步电机的结构设计和性能分析提供了基础.     

三相绕组切换电路分析与设计

针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下,永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题,提出了采用电动机绕组换接的方法。提出了一种切换电路的设计方案,采用电路仿真软件Muhisim分析了切换电路的动态工作过程。在此基础上,构建了一套适用于三相绕组切换的零电流切换控制系统,可通过上位机观测电路中的电流波形,并实现对绕组的串、并联结构进行切换控制。试验结果表明：该电路可快速实现绕组的串／并联切换,而且基本上不会产生电压冲击。     

一个新型数据采集处理系统在电机试验中的应用

介绍了一个用于电机试验的新型数据采集处理系统 ,并举例说明了该系统在电机试验中的功能及应用     

永磁同步电机在数字炮控系统中的应用研究

从坦克现装备改造的实际需要出发,采用矢量控制方法,设计了以高性能单片机87C196MC为控制核心,以第3代智能功率模块(IPM)为逆变器主体的数字化永磁同步电动机(PMSM)调速系统。在电流环中采用PI调节器使定子电流跟踪给定电流,用双边对称的规则采样法生成正弦脉宽调制波(SPWM),将速度环设计成典型的Ⅱ型系统。     

音圈式快速伺服刀架的分析与设计

自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段.针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案.音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围.以典型光学零件加工为例,对快速伺服刀架所应具备的关键性能指标进行分析,给出了音圈电机的结构,对音圈式伺服刀架进行了理论建模、控制器设计以及实际性能测试.测试结果表明,所设计的音圈式伺服刀架行程大、频响高,在刀架行程为±100μm时可达到300Hz的频响能力,同样行程下的频响指标优于国外同类产品.     

基于线对线突然短路的同步电机瞬态参数辨识

准确地辨识同步电机参数,是分析电力系统运行和控制系统设计的前提.利用最小二乘或卡尔曼滤波等方法辨识电机三相同时突然短路试验数据,是传统电机参数辨识的主要方式.受同步电机三相同时突然短路的可操作性和电机参数模型的强非线性等因素的影响,电机瞬态参数难以准确测量.利用改进的小波变换和人工神经元网络辨识参数的新方法,结合容易实现的同步电机线对线突然短路试验,辨识得到了三相同步电机的瞬态参数,有效提高了电机参数的辨识精度.仿真试验表明,该方法是有效的.     

轮式装甲车辆电机驱动系统建模及动力性能仿真

以某型轮式装甲车辆为研究对象,分析了电传动用驱动电机矢量控制策略,并提出了相应的控制算法。利用Matlab／Simulink和RecurDyn分别建立了驱动电机控制系统和车辆行动部分动力学模型,并采用接口技术进行了2种模型的联合仿真,得到了车辆的动力性能曲线,验证了模型的正确性,为电传动车辆仿真研究提供了新的技术手段。     

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。     

基于粒子滤波技术的电机信号降噪方法

为了给电机故障诊断提供准确的诊断数据,提出了粒子滤波降噪方法。首先基于离散余弦变换建立电机信号的状态方程,状态变量即为离散余弦变换的各系数,此状态方程是一种非线性状态方程;在此基础上,基于粒子滤波方法对含噪测量信号进行状态估计,即可获得离散余弦变换的各系数,然后,通过对这些系数进行重构得到故障诊断所需的实际信号。最后,通过对实际数据进行降噪分析,结果表明所提方法是可行有效的。