两种高频信号注入法无传感器运行分析对比

介绍了两种高频信号注入法的应用场合,分析了二者转子位置检测的原理,指出了二者的不同与实现技术的关键,通过仿真和实验的对比结果表明两种方法都能在低速下有效地实现转子位置的自检测,不依赖电机的参数与工况,具有较强的鲁棒性。采用旋转高频电压信号注入法的系统,难点在于对不同速度下对转子位置估算角进行补偿,结构虽然复杂,但易于实现与调试。采用脉振高频电压信号注入法的调速系统结构简单,但对调节器参数敏感,如何根据系统参数整定调节器参数是该系统实现的关键。

基于移相全桥的电子束焊机高压电源的研制

传统电子束焊机高压电源采用400 Hz中频发电机组,其噪声大、纹波大、效率低,不能满足现代工业实际需要。为解决上述问题,研制了一台60 kV/6 kW的基于移相全桥的全数字电子束焊机高频高压电源样机。该电源由DSP,CPLD,IPM等组成,实现了高压电源的自动调节、过压过流保护及高压自放电快速恢复功能。实验表明,该电源的各项性能指标都达到了设计目标,能满足焊接工艺的实际要求。

串联谐振型电子束熔炼炉高压电源的研究

目前电子束熔炼炉高压电源大多是由晶闸管控制的工频升压电源,不仅变压器和滤波器体积庞大,而且电源不具有抗短路特性和快速保护与重启的特点,这严重影响了电子枪的寿命和冶炼质量。针对工频升压电源的缺点和电子束熔炼的特点,将一种高频谐振变换器应用于高压电源。减小了电源体积,降低了开关损耗,实现了快速保护与重启。实验研究表明该电源能满足冶炼要求。

直驱式容积控制电液伺服系统设计与实现

基于永磁同步电机的直驱式容积控制电液伺服系统融合了交流伺服技术的优势,具有广阔的市场前景。基于双闭环矢量控制算法实现了永磁同步伺服系统的转速环、电流环控制,最终实现了电液系统的位置环控制。研制了1台用于焦炭厂的5 000 N·m阀门控制电液伺服系统。提出了位置环参数自适应的方法,有效地改善了阀门响应速度和稳态精度。实验结果表明,基于永磁同步电机设计的阀门控制系统运行可靠、快速性好,控制精度高。

基于串联谐振的电子束焊机灯丝电源的研究

传统的电子束焊机阴极灯丝加热电源采用PWM硬开关逆变,存在着开关管损耗过大、发热严重的问题。为了减小开关管的损耗,利用串联谐振变换器在开关频率小于1/2谐振频率的情况下具有恒流线性输出和软开关的特性,研制了一台基于全桥串联谐振结构的PFM调制型灯丝电源样机。实验结果表明,该电源样机输出电流0~15 A可调,实现了开关管的零电流开启和准零电流/电压关断,提高了逆变器的效率。最后提出了一些解决灯丝电源灯丝断路时电压虚高的改进方案。

高性能异步电机DTC定子磁链观测技术的研究

分析研究了常见的几种用于直接转矩控制(DTC)的定子磁链估计方法,对他们的性能做了比较,最终,优化设计了一种基于电压电流(u-i)模型自适应补偿的定子磁链估计方法。通过仿真分析,验证了模型的可行性并优化配置了参数。在此基础上,实际应用于基于TMS320F2812DSP的异步电机直接转矩控制系统实验平台,取得了良好的控制效果。

异步电机矢量控制系统稳定性优化研究

研究异步电机矢量控制系统稳定性优化问题。异步电机矢量控制的关键问题在于精确地估计转子磁链,由于传统的磁链估计器的精度会因参数的摄动而降低,从而影响系统的稳定性。为了解决上述问题,提出了一种新型的自适应转子磁链观测器模型。通过检测反电动势与磁链的夹角,磁链补偿值可以自动改变,进而准确地估算出磁链值。仿真结果证明了改进模型的可靠性和矢量控制系统仿真模型的稳定性;实验波形验证了改进算法可以准确的估算出转子磁链,同时减小直流偏移量的影响。系统响应速度快和动静态性能好,异步电机矢量控制系统的稳定性能得以优化。

基于TMS320F2808的永磁同步电动机伺服系统设计

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速、精确的位置跟踪控制,在分析永磁交流伺服系统控制原理的基础上,设计了基于数字信号处理器TMS320F2808的三相永磁同步电机交流伺服系统,并详细论述了该系统的硬件电路结构和软件设计。实验结果表明,基于TMS320F2808的三相永磁同步电机交流伺服系统硬件和软件设计合理,系统响应迅速,具有优良的动、静态特性,可获得优良的位置跟踪效果。

交流调速电机稳定性观测器设计研究

交流电机矢量控制的关键在于提高稳定性,传统采用的电压、电流模型转子磁链观测器,精度受电机参数的影响,精度估计不准确。为了解决上述问题,提出一种采用巴特沃斯滤波器的混合模型转子磁链观测器。利用电压模型和电流模型转子磁链观测器各自的特点,采用PI调节器将二者结合起来;通过引入PI反馈校正环节调整电压模型和电流模型的耦合度,实现二者平滑切换,使得电流模型在低频段作用电压模型在高频段作用;并运用二阶巴特沃斯高通滤波器对PI调节器参数进行了理论计算。仿真结果表明,转子磁链受电机参数的影响较小,验证了改进算法的可靠性和有效性。感应电机矢量控制系统在全速度范围内具有良好的静态和动态性能,系统的稳定性得以优化。

感应电机弱磁区最大转矩输出的控制策略研究

针对感应电机采用传统弱磁方法不能实现最大转矩输出,提出了一种全速度范围实现最大转矩输出的电流优化分配控制策略。首先,以最大转矩输出为目标,对电压、电流进行合理分配,得出了理论的最优电流分配原则;然后,以电机运行的实际状态与理论分配相结合,提出了一种电流优化的控制策略;最终,将该方法用于矢量控制系统中,实现了全速度范围的最大转矩输出控制。通过仿真和实验结果证明,该方法可靠、有效且动态响应性能良好。

基于自适应滤波算法的整流器电流预测控制

应用数字芯片控制的三相PWM整流器由于电流采样延时和计算延时而造成系统稳定裕度变小、动态性能变差。为解决这个问题,提出了应用变步长自适应滤波算法的电流预测控制。首先,以三相PWM整流器数学模型为基础,分析了数字延时对系统性能的影响。其次,介绍了变步长自适应滤波算法的基本原理,并将此原理应用于电流信号预测。再次,给出基于上述算法的三相PWM整流器电流预测控制的结构框图。仿真和实验结果表明,由于采用了电流预测控制,消除了延时的影响,使电流环稳定范围增大,同时具有更好的动态性能。

后轮独立驱动FSEC电子差速控制策略研究

近期由于电动汽车的飞速发展,电动方程式赛车也得到了相关发展。在2015年中国举行了首届中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)。考虑到赛车的动力性与机械结构设计,各个车队多采用后轮独立驱动设计,而为了发挥赛车的最大性能,电子差速控制策略就显得及其重要。但是国内对此研究较少,且算法过于复杂。以转矩差速为研究对象,以车轮滑移角为反馈变量,以实现电子差速,其控制策略算法简单,应用性强,并通过Matlab与Carsim的联合仿真验证。仿真结果表明,上述控制策略能有效利用地面附着力,使赛车有更好的操纵性与稳定性。

基于永磁无刷轮毂电机的矢量跟踪观测器研究

在电动汽车轮毂电机直接驱动应用时,为避免出现较大转矩脉动,高精度的位置信息十分关键。提出一种改进方法,用于永磁无刷轮毂电机的正弦波矢量控制。矢量跟踪位置观测器结合霍尔传感器的输出信号可精确地提取出转子位置信息,结构包括基于定子侧反电动势向量的位置误差检测器和使位置误差快速收敛到零的比例积分型控制器。该结构不仅解决了霍尔传感器的低精度的缺陷,而且还增强了它们的动态位置检测能力。所提出的方法已经用于永磁无刷轮毂电机汽车驱动器中并进行了实验验证。

后轮独立驱动FSEC控制策略的研究与仿真

近期由于电动汽车的飞速发展,电动方程式赛车也得到了相关发展。但是国内关于电动方程式赛车的整车控制策略研究较少,而整车控制器(VCU)又十分重要,通过能量回收、电子稳定性、电子差速、牵引力控制控制策略相结合对整车控制策略进行研究。并通过Matlab与Carsim的联合仿真验证,其仿真结果表明:能量回收效果可观、电子稳定性控制策略通过对电子差速的修正有效防止转向过度、牵引力控制策略有效改善驱动防滑。其结果证明此整车控制策略算法简单,控制结果符合比赛要求。

永磁同步电动机伺服系统产品化设计与实现

为实现高性能永磁同步电动机(PMSM)伺服系统的快速、精确的位置跟踪控制,在分析永磁交流伺服系统控制原理基础上,设计了基于数字信号处理器TMS320F2808的三相永磁同步电机交流伺服系统,介绍了该系统的硬件电路结构和软件设计.经实验结果表明,该系统的硬件和软件设计合理,系统响应迅速,并具有优良的动、静态特性,可获得优良的位置跟踪效果.

高压电子束焊机LCC谐振变换器的轨迹分析

虽然基于LC串联谐振变换器的高压电源研究己经相对成熟,但在高压大功率方面仍存在一些不足,为了得到更适合高频、高压、大功率电源的拓扑结构,研究了具有多谐振过程的LCC串并联谐振变换器,对LCC谐振变换器的两种工作方式进行了详细分析,建立了LCC谐振变换器的统一等效模型,推导了其稳态时的数学时域表达式,分别绘制了工作于电流断续模式DCM1和DCM2两种模式下的状态变量轨迹图,并分析得到适合LCC谐振电路的控制方式,给出了仿真波形,搭建了电子束焊机-60 kV/6 kW高压电源样机,给出了实验结果,验证了分析的可行性。

光伏并网逆变中全桥LLC谐振技术的应用

传统家庭式光伏并网逆变器中的升压电源多采用脉宽调制（PWM）硬开关推挽升压技术．存在开关损耗大、转换效率低以及故障率高等缺点。针对上述问题，提出一种在家庭式光伏升压电源中应用全桥LLC谐振软开关技术的方法。分析了全桥LLC变换器中谐振元件的参数和变压器的设计：通过Saber仿真验证了理论参数的可行性；最后研制了一台250W基于全桥LLC谐振结构并采用脉冲频率调制（PFM）的家庭式光伏升压电源样机。实验结果表明，该电源样机输入电压为20—40v可调，输出电压可恒定为360V；在整个输入电压范围内均实现了开关管的零电压开关（ZVS）。所提升压电源提高了光伏升压电源的效率。同时满足了节能减排要求。

自适应补偿磁链观测器在DTC中的应用研究

为了提高异步电机直接转矩控制(DTC)的调速性能,优化设计了一种具有自适应补偿的电压模型定子磁链估计方法。通过与其他几种常见的定子磁链观测方法比较,分析了该策略的可行性和优越性。通过仿真分析,进一步验证了此模型的优越性,并对参数进行了优化配置。实验结果验证了该策略良好的控制效果。

一种新型SPMSM无位置传感器驱动系统研究

针对表贴式永磁同步电机(SPMSM),提出了一种基于新型反电动势观测器的无位置传感器驱动系统控制方案。为了实现无传感器控制,该系统在传统反电动势观测器的基础上进行了一定的改进,并引入锁相环(PLL)来确保估算器能够快速、准确地获取转子位置信息和转速信息,从而实现电机的转子磁场定向及转速调节。建立了系统数学模型、控制系统结构框架,并且对该速度/位置估算器原理进行了理论分析及Matlab仿真验证。最后,基于TMS320F2808的永磁同步电机实验平台进行了相关实验,实验结果验证了该控制算法具有调速范围宽、动态响应快、带载能力强及系统可行性、实用性强等特点。

变电站弱电系统防雷措施研究

随着我国社会经济的不断发展,人们对电能的依赖程度越来越大,而变电站一旦遭受雷击,极有可能导致设备受损,造成大面积停电,给人们的生产生活带来不便。因此,加强对变电站弱电系统防雷措施的研究,极具现实意义。基于此,本文研究了雷击造成变电站弱电系统故障的原因,并针对这些原因提出了相应的防雷措施。