双并列转子永磁直驱电机转子不平衡力分析与优化

双并列转子永磁直驱电机受轴间距限制,设计时会切掉部分定子铁心和绕组,造成转子电磁力不平衡。为最大限度地抑制转子所受的不平衡电磁力,该文从双并列转子结构出发,分析了电机绕组电感参数不对称的原因,提出通过合理设计线圈跨距和分布平衡三相电感。在此基础上,构建转子所受总电磁力的数学模型,理论分析各个分力的来源及影响因素,研究各个分力对转子所受总电磁力的影响,提出了优化占空角、优化耦合间距、采用定子端部不对称结构、采用转子偏心结构和切除部分单元电机五种优化方法,实现对转子所受电磁力的优化,探讨了不同方法的优化效果,以及其对转矩脉动的影响,总结了不同优化方法的优缺点。

基于长周期暂态信号分析的电机驱动变换器直流母线电容在线状态监测

直流母线电容作为电机驱动变换器中最薄弱的元件之一,其老化会导致系统故障的概率增大,因此对电容老化进行在线监测至关重要。针对现有监测方法存在经济性差、采样频率高、影响系统正常运行等问题,提出一种基于长周期暂态信号分析的电容在线监测方法,用于估计电机驱动变换器直流母线等值串联电容(equivalent series capacitance,ESC)。首先,根据系统负载切换过程建立共节点感-容等值暂态模型,分析长周期暂态信号特点。其次,推导基于长周期暂态信号的在线监测模型,确定监测程序启动判定条件。然后,提出一种基于多项式重构的电容电流基线校准方法,消除传感器零漂影响,提高监测精度。最后,仿真和实验表明所提出方法的监测精度满足电容监测的要求。

深硅刻蚀晶圆位置偏移分析与研究

晶圆位置偏移过大是导致深硅刻蚀设备发生传片报警问题的主要原因之一,尤其是在采用静电卡盘的设备中。阐述了晶圆位置发生偏移原因,重点研究了解吸附配方、顶针驱动和片间清洗方案。研究表明,静电吸盘的表面聚合物残留是导致静电释放不充分的主要因素,表面聚合物的清除有助于优化晶圆位置偏移。电动三针在固有残留静电力的情况下,通过缓慢连续升针方案缓解了跳片现象。优化片间清洗方案大幅减小表面聚合物残留。实验结果表明:优化后的解吸附配方为工艺时长90 s、电极功率1000 W、气压20 mTorr(1 mTorr≈0.133 Pa)、氩气体积流量250 mL/min,电动三针接触晶圆前、接触中、脱离静电吸盘后的升针速度分别为3、2和6 mm/s,在上述工艺条件下,通过进一步优化片间清洗方案,使得晶圆位置偏移量从初始的2~6 mm降至0.2 mm以内。

AA3连续流动分析仪驱动马达带动转轴旋转模块设计及土壤中总氮测试

针对连续流动分析仪检测土壤中总氮时遇到的问题,研制了驱动马达带动转轴旋转模块.该模块可使混合的样品、试剂和空气保持在合适的温度区间进行中和反应,以利于后期利用连续流动分析仪在最优化条件下对样品进行检测分析,可将总氮的检出限从16.4µg/L降低至10.0µg/L,从而提高连续流动分析仪对样品的分析精度.

基于路面影响因子的轮毂电机驱动车辆自适应转矩控制

为实现轮毂电机驱动越野车辆在附着条件多变、路面起伏不定的复杂环境中动力性和稳定性的多目标优化,提出一种基于路面影响因子的自适应转矩控制策略。以滚动阻力差异、空气阻力归一化比例、坡度阻力归一化比例、路面附着差异方差以及最小路面附着系数5个特征参数作为输入,并基于模糊理论方法搭建路面影响因子五参数辨识模型。基于辨识出的路面影响因子,开发整车动力性和稳定性多目标优化自适应转矩控制策略,构建了三层式控制架构:顶层引入路面影响因子对加速度紧迫程度进行判定,采用模型预测控制算法得到期望总驱动力;中层为目标决策层,以最优滑转率为目标决策驱动防滑力矩,并基于路面行驶阻力,决策期望前馈补偿力矩;下层为转矩分配层,以需求总驱动力及轮胎利用率作为控制目标,引入路面影响因子优化两者权重系数,以多约束条件的混合优化算法对转矩进行自适应控制。利用Matlab/Simulink-CarSim联合仿真平台进行仿真,基于实车进行验证。结果表明,在低附着路面,在0.2s内快速完成滑转率抑制;在对开路面,侧向位移接近0;在大扭曲路面,避免腾空车轮出现大滑转率,滑转率最高0.2。

氦气风机驱动电机转子径向通风结构研究

氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模型,计算分析了高温高压环境下传热工质氦气在转子径向风沟内的流动特性,研究了转子分别在动态和静态情况下,通风结构内流体流动规律及转子铁心和导条的温升变化规律。同时,对不同种类传热工质的对应规律进行了对比研究,搭建了模拟实验测试装置,实测数据与数值计算结果吻合较好,验证了计算分析结果的合理性和正确性,为氦气风机驱动电机转子风路结构优化、冷却性能的有效提升提供一定的理论参考。

基于自联想核回归算法的数据驱动电机控制

在电机控制领域,基于模型驱动的控制方法已经广为研究,随着计算机运算能力的提升,给大量数据计算带来了可能性。为进一步提升电机控制性能,研究了一种基于自联想核回归法算法的控制补偿策略,基于运行过程中的大量数据来校正补偿电机控制过程,以提升电机控制性能,平抑运行过程中的波动。通过理论以及仿真分析,该方法能较好完成电机运行控制,加上补偿后的控制策略能减小电流波动以及转矩脉动,有一定的控制补偿效果。此控制算法同样适用于其他电机控制策略的优化过程,有一定的参考价值。

轮毂电机驱动电动汽车4WS和DYC协调控制

为了提高轮毂电机驱动电动汽车的路径跟踪能力和操纵稳定性,本文针对主动四轮转向系统(4WS)和直接横摆力矩控制系统(DYC)提出一种新型的协调控制策略。首先,综合考虑车辆的路径跟踪性能和操纵稳定性,建立一种共享转向控制模型,并在此基础上提出基于非合作Nash博弈的4WS控制策略。其次,为了提高危险行驶工况下的车辆侧向稳定性,基于质心侧偏角相平面将车辆状态划分为稳定区域、过渡区域和失稳区域,并分区域建立DYC控制器。再次,为了实现后轮转向与直接横摆力矩的协同控制,建立基于模糊神经网络的ARS/DYC协调控制器。最后,利用CarSim/Simulink联合仿真平台和硬件在环平台,分别进行双移线工况下的试验验证。研究结果表明,所提出的控制策略能够有效地提高车辆在极端行驶工况下的路径跟踪精度和操纵稳定性能。

船舶轮缘推进器关键技术研究现状和发展趋势

采用电力直驱模式来完成电能与机械能的无传动转化是高端交通动力装备领域的未来战略性技术之一。轮缘推进器(RDT)作为一种高度集成的电力直驱推进,是近年来研究的热点。文章梳理了船舶轮缘推进器的6项关键技术,包括水力部件设计及优化、电机设计及控制、水润滑轴承的设计和性能强化、系统集成与测试、船体匹配及联合控制以及可靠性评估与智能运维;阐述了各项技术的研究现状和趋势,总结了国内外RDT产品和实船应用情况。研究和应用表明,节能、环保、灵活的轮缘推进器是绿色智能船舶电力推进形式的重要选择,高性能轮缘推进器专用化设计、效能提升和状态监测以及智能运维是轮缘推进器未来重要发展趋势。

“汽电双驱”引风机驱动方案的电气原理与应用

介绍某火力发电厂中“汽电双驱”的引风机驱动方案的配置、结构以及各运行工况。阐述该系统的电气原理、介绍异步电机的参数选取和边界条件;并分析系统工作的稳定性,以及在各种不同工况下,电机、汽轮机和引风机如何配合以实现功率的自平衡。计算该异步电机对降低厂用电率的作用,及其对中压母线电压降和短路电流的影响。

自驱动关节臂测量机多电机同步控制系统

为了解决自驱动关节臂坐标测量机的多电机同步转动问题,设计了一套多电机同步控制系统。该系统选用以TMS320F28335为核心的DSP处理器,依次设计了双CAN通信电路、功率逆变电路、电机驱动电路等驱动板接口电路;利用Simulink建立了六电机同步转动控制仿真模型,将电机控制模型转化为工程代码,对六电机设定不同的位置角度进行点到点位置同步实验,以及多电机轨迹跟踪实验。实验结果分析得到同步控制时间精度在10ms以内,验证了六电机的同步控制有效性,为提高测量机的运动平稳性和测量效率提供参考依据。

掘锚机用电机驱动行走减速机设计

掘锚机行走机构需配置减速机来增大扭矩,合理地拟定行走减速机的传动方案是保证行走机构设计质量的基础。传统掘锚机的行走减速机采用液压马达驱动,由于掘锚机自重大、接地比压大,对于机重100 t左右整机所需的驱动力,使用效果并不好。为了增大行走部驱动力,使其具有良好的通过性能,阐述一种变频电机驱动的低速大扭矩行走减速机的设计。

多台电动给水泵并列运行控制策略分析

电动给水泵作为电厂关键设备,对保证机组经济性具有重要作用,其启停直接关系机组安全稳定运行。针对某电厂350 MW直接空冷机组电动给水泵配置方式,提出多台电动给水泵之间联锁启动、备用状态下和备用泵联启及自动并泵时勺管跟踪、失去给水泵时Runback的各工况控制策略。经过静态试验和实际运行验证,符合生产要求,可为同类配置方式的电动给水泵控制策略提供参考。

基于滑膜观测的FOC无刷电机控制系统设计

针对目前全驱动型机器人的高工作精度以及高稳定性需求,设计全驱动型机器人关节驱动控制系统。基于无刷电机数学模型,电机驱动方案采用矢量电机控制算法FOC,电机角速度位置采用有感、无感相结合获取,即在启动以及低速转动下采用位置传感器,在中高速转动下切换使用滑模观测器。观测器对电机反电动势观测值进行运算处理,获得电机位置和速度。在MATLAB/Simulink搭建控制模型,验证算法可行性。仿真结果表明:在负载情况下,中低转速下,控制精度低,低成本位置传感器足以满足控制需求;在中高转速下,位置获取方法切换为滑模观测器,此时无位置传感器控制,无需使用高精度位置传感器,根据电机运行的电流观测到的位置,足以满足中高转速需求。且观测器监测内部运行状态,无视外界影响,大大提高控制系统的响应性与稳定性。

基于六相静止坐标系的永磁容错轮缘推进电机模型预测电流控制

针对六相永磁容错轮缘推进电机在应用传统模型预测电流控制策略时存在计算量大、容错控制策略复杂、电机转矩脉动大的问题,本文提出一种基于六相静止坐标系的模型预测电流控制策略。在固定采样频率下,通过当前时刻转子位置、转速和故障容错控制策略计算出六相定子电流给定值,进而在六相静止坐标系下对六相电流独立地进行2轮预测,通过价值函数寻优确定六相H桥逆变电路的最优开关状态组合,实现对六相永磁容错轮缘推进电机的模型预测电流控制。结果表明:本文提出的基于六相静止坐标系的模型预测电流控制策略具有算法简单、无故障和开路故障下电机转矩脉动小的优点,同时兼顾了传统模型预测电流控制算法动态响应快的特点。

电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器设计与试验

油茶果机械化采摘是目前亟待解决的难题,其中花苞损伤又成为机械采摘难以克服的问题。设计了一种电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器,分析了胶辊机构采摘油茶果的过程和原理,得到了油茶果碰撞脱落的临界条件。通过对采摘头回转架组件参数设计,确定了回转架组件上对辊间距有效调节范围为20~65 mm,初步拟定回转架转速范围为20~40 r/min。在江西农业大学油茶林进行了油茶果采摘试验,并对电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器作业中油茶花苞损伤进行了研究。结果表明:当胶辊直径为30 mm,间距为25 mm,胶辊旋转速度为30 r/min,胶辊线速度为0.833 m/s时,直径大于25 mm的油茶果能全部被采摘,漏采率为13.6%,且未开的花苞未见明显损伤。

我国城市交通发展特征分析

以详实的数据从交通工具、道路交通基础设施、居民出行等3个角度对我国城市交通发展特征进行了分析．研究结果显示，我国城市机动车保有量保持快速增长，车型结构向客运方向发展，特别是小客车比例越来越大；而自行车经过快速发展以后，20世纪90年代中期以后呈现下降的趋势；公共交通逐渐得到重视，客运量得到稳步发展；而道路交通基础设施按照新建和扩建并举的模式发展，但增长速度比较缓慢；城市居民出行次数随城市规模增大而减小，但随社会经济发展而呈现增长趋势，出行结构则越来越向个体快速交通方式转变．

多机驱动带式输送机功率平衡的研究与分析

对于多机驱动的带式输送机,为防止因电动机严重偏载而导致设备损坏,必须关注多机间的功率平衡问题。文章介绍了液体黏性传动装置的结构与工作原理及其液压伺服控制系统原理,给出了一种利用液体黏性传动装置实现带式输送机功率平衡调节的电流控制法原理,即通过改变液体黏性传动装置所配用的液压伺服控制系统中各个电液比例阀中电流的大小,使液体黏性传动装置中的控制油压改变以调节各电动机的负荷大小,从而改变电动机的电流,以使多台电动机功率趋于一致或相差在允许的范围内。实际应用表明,基于电流控制法对带式输送机进行功率平衡调节不仅能满足输送带的启动及功率平衡要求,还便于安装维护,经济适用。

电力电子控制电动机操动机构分闸运动特性的仿真分析

电力电子控制的电动机操动机构的完全可控性和高可靠性,使得高压断路器相控开关技术的实用化成为可能。建立了基于永磁同步电动机操动机构的动态数学模型;分析了拐臂初始位置角的影响,指出其最优取值范围为40o^60o。针对分闸运动过程,采用常规比例–积分–微分(proportionalintegraldifferential,PID)和反推式控制方法进行了仿真分析,结果表明2种控制策略都能实现预定分闸速度特性的跟踪控制,使断路器工作在最佳状态,但控制器参数的选取会影响到跟踪控制精度。为解决该问题,采用基于最优二次型学习算法的单神经元PID速度控制器,取代定参数的传统PID控制器,结果表明,该控制策略能够达到完全跟踪的效果,提高了控制的有效性,是电动机操动机构的理想控制方法。

集中电机驱动车辆动力传动系统NVH性能研究现状与展望

阐述了电动汽车振动与噪声问题的近期研究成果。针对集中驱动式电动车动力传动系统的特点,从5个方面分别进行介绍,即动力传动系统扭转振动的研究、动力总成磁固耦合振动的研究、驱动电机转矩波动的研究、动力总成悬置系统的研究、动力传动系统机电一体化研究。最后,对此领域的研究工作进行了展望。