基于广义二阶积分器的高频脉振电压注入PMSM无位置传感器控制

传统高频脉振电压注入法需要使用多个滤波器滤除杂波信号,会使系统产生延时且估计误差较大,本文提出广义二阶积分器代替滤波器滤除杂波,实现对转速和转子位置估计精度的提高。针对传统高频脉振电压注入法位置观测精度和动态性能较差的问题,采用一种基于广义二阶积分器的速度环和电流环位置误差信息提取方法。采用广义二阶积分器代替位置观测闭环的带通滤波器和低通滤波器,提取电机速度和转子位置信息,简化参数整定过程,提高位置观测精度;同时用2个广义二阶积分器串联取代电流环中的低通滤波器,提取基频电流分量,增加电流环带宽,减小系统延时。仿真和实验结果表明,该方法提高了位置观测精度和系统的动态响应性能。

大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究

针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。

综合电磁法在矿区深部成矿机制中的应用研究——以皖南乌溪多金属矿区为例

乌溪矿区介于长江中下游多金属成矿带与华南成矿带之间,是江南造山带上的一个找矿新区.本文在这一找矿新区开展了有效的电磁方法综合勘探,试图对该区深部成矿机制进行研究.我们收集了该区的地质地球化学资料,从地质地球化学资料中分析了区域成矿背景;我们还采集了区域出露的主要岩石类型,在实验室开展物性测定,在此基础上选择了三种电磁方法开展研究区的野外测量.通过地面高精度磁测、激发极化法和可控源音频大地电磁法(CSAMT)三种地球物理方法,开展了研究区的磁化率、极化率和电阻率的分布特征研究.深入分析了地质、地球化学和地球物理三种资料与成矿的关系,相互约束,探讨成矿模型、成矿机制和成矿的可能性,推测可能的矿体赋存位置和深度范围.在地球物理研究结果基础上,结合地质和地球化学背景资料,构建了研究区的成矿动力学模型,推测了研究区成矿机制,揭示了矿区的成矿潜力.综合所得结果布设了钻孔,钻探结果揭示了研究区深部存在强烈矿化蚀变和强蚀变斑岩,初步确认为斑岩型矿床,与CSAMT剖面的解释结果基本一致,也与推测的测区内深部成矿机制相吻合.钻孔结果和地球物理结果的一致性以及对已构建的成矿动力学模型的支持,充分证明了综合电磁方法在斑岩型多金属矿床的发现和预测中的重要作用,同时斑岩型矿床的确认进一步印证了华南成矿带与俯冲作用形成的成矿带的相似性,从而推动整个华南地区的成矿地质研究.

磁场积分法在永磁步进球形电动机场分析中的应用

用积分方程法建立了永磁步进球形电动机磁场的数学模型,导出了用于计算其磁场分布的离散计算公式。计算结果与有限元法结果比较,表明积分方程法对于永磁步进球形电动机场分析是行之有效的。

求解任意形状目标时域电磁散射的隐式算法分析

推导了采用不同差分格式求解时域磁场积分方程的隐式算法表达式,将不同差分格式的电场和磁场积分方程相结合,建立了9种混合时域积分方程。采用不同入射信号形式分别对金属球体、导弹缩比模型进行仿真,分析了3种(电、磁、混合)积分方程不同差分形式隐式算法的性能。通过与球体散射数据的解析解以及导弹模型暗室测量数据和频域结果的逆傅立叶变换数据相比较验证方法的有效性。

井地电法的准解析近似三维反演研究

针对复杂地电模型的井地电法三维反演方法研究一直是一个具有挑战性的课题。传统的积分方程法作为一种直接的三维电磁正演近似模拟方法,计算量很大,精度低。为避开积分方法的缺点,准解析近似法(QA)应用而生,此法以计算速度快,精度高最具特色。本文在准解析近似和重加权正则化的共轭梯度法的基础上,推演出一套可实际应用的算法,并用Visual Fortran6.5开发了井地电法三维准解析近似反演程序。通过理论模型的合成数据反演试算,表明基于准解析近似法和加权正则化的共轭梯度法的井地电法三维反演程序有着计算速度快、反演精度高等特点。

采用磁集成技术的大电流输出地铁牵引变压器

采用磁集成技术将变压器与电抗器集成,能够进一步提高大电流输出地铁牵引变压器的功率密度和工作效率,改善输出波纹;有效减少一次侧逆变管损耗,磁件的体积和损耗。综述了磁集成的概念,针对深圳地铁3号线的应用实例,分析集成磁件的等效电路和工作原理,着重讨论其漏抗设计并采用三维有限元稳态非线性法对该地铁变压器进行建模,仿真计算得出的变压器漏抗值与现场试验数据非常接近,验证了该集成磁件能够完全取代多重逆变系统中的平衡电抗器。

积分方程法在埋弧炉三维磁场计算中的应用

积分方程法使埋弧炉三维磁场计算成为可能.本文以挪威25MVA埋弧炉为算例,介绍了积分方程法在埋弧炉三维磁场计算中的应用,算例结果与工程运行经验相吻合,并对工程设计起指导和参考作用.

分层导电媒质中水平直流电偶极子磁场分布的积分法求解

首先,提出了采用积分法求解分层导电媒质中水平直流电偶极子的磁场,即在获得其电场分布的条件下,借助欧姆定律先求得全空间中的电流分布;然后,通过空间分割,将全空间电流分割成无数电流元,并利用毕奥-萨伐尔定律,求出其元磁场;最后,将全部元磁场叠加即得到水平直流电偶极子产生的磁场。在此基础上,利用所提出的方法,编程计算了半无限大导电媒质中的水平直流电偶极子的磁场分布,并与理论值进行比较分析。结果表明:该方法是有效的。此外,还对影响求解精度的几个问题进行了探讨。

基于Inagaki模式方法分析导体内谐振特性

当应用电场积分方程或磁场积分方程对导体散射特性进行矩量法分析时,在某些离散的频率点即内谐振点上,常常出现解的不稳定或不唯一情况。为了解决这一问题,该文提出了一种新型的消除内谐振的方法。这种方法基于电场积分方程,利用Inagaki模性质有效地去除了谐振模式,获得内谐振条件下正确的导体散射特性。该方法具有概念清晰和计算简便等优点。计算结果与公开发表的文献结果以及解析解相比,一致性良好。

露天煤矿地下水电磁探测与类型判别

为准确确定露天煤矿地下水分布与类型,根据不同赋存条件电磁差异,基于磁场强度与电阻率参数进行异常划分与类型判别。以新疆某露天煤矿为例,采用高精度磁法通过磁异常强度确定烧变岩边界,并采用高密度电法和瞬变电磁法通过电阻率圈定低阻异常区,结合异常响应差异分别推断地下水分布范围与赋存类型。地面钻探验证探测成果的准确性。结果表明:露天煤矿烧变岩水与砂岩裂隙水电磁响应差异明显,基于磁场强度与电阻率的双参数综合电磁法能准确圈定其分布范围,并判别其赋存类型。

混合电动汽车用磁通切换型永磁电机冷却结构分析

本文的研究对象为三相10kW的磁通切换永磁电机(FSPM),该电机主要用作电动汽车的起动发电机。本文基于有限元法(FEM)计算磁通切换永磁电机的损耗值,并进行实验验证;其次本文利用AnsysFluent仿真磁通切换永磁电机稳态温度场分布和暂态温度场分布,进行实验验证;最后本文基于磁通切换永磁电机的温度场数值模型和计算流体力学(CFD)仿真对电机现有的水冷结构进行优化分析,提升水冷结构的冷却性能。

任意形状面电流磁场的半解析算法

面电流磁场的准确计算与精密电子设备的设计制造密切相关.相同宽度的任意形状面电流的磁场可采用半解析法计算:将面电流源分解为梯形面电流元和曲线面电流元,再将曲线面电流元用多个梯形面电流元进行拟合;计算梯形电流元的解析解或一重积分;利用矢量和公式将梯形面电流元和曲线面电流元的磁场合成为面电流的磁场.计算中存在如下奇异点,梯形电流元退化为直角梯形电流元或矩形电流元,场点位于梯形电流元的内部,场点位于梯形电流元的上下底边,且出现在梯形内部最大矩形的四个端点处.这些奇异点均可通过数学变换消除.