A Sensor-less Surface Mounted PMSM for Electronic Speed Control in Multilevel Inverter

Recent advancements in power electronics technology evolves inverter fed electric motors.Speed signals and rotor position are essential for controlling an electric motor accurately.In this paper,the sensorless speed control of surface-mounted permanent magnet synchronous motor(SPMSM)has been attempted.SPMSM wants a digital inverter for its precise working.Hence,this study incor-poratesfifteen level inverter to the SPMSM.A sliding mode observer(SMO)based sensorless speed control scheme is projected to determine rotor spot and speed of the multilevel inverter(MLI)fed SPMSM.MLI has been operated using a multi carrier pulse width modulation(MCPWM)strategy for generation offif-teen level voltages.The simulation works are executed with MATLAB/SIMU-LINK software.The steadiness and the heftiness of the projected model have been investigated under no loaded and loaded situations of SPMSM.Furthermore,the projected method can be adapted for electric vehicles.

High Speed On/Off Valve Control Hydraulic Propeller

The work-class remotely-operated-underwater-vehicles（ROVs） are mainly driven by hydraulic propulsion system,and the effeciency of hydraulic propulsion system is an important performance index of ROVs.However,the efficiency of traditional hydraulic propulsion system controlled by throttle valves is too low.Therefore,in this paper,for small and medium ROVs,a novel propulsion system with higher efficiency based on high speed on/off valve control hydraulic propeller is proposed.To solve the conflict between large flow rate and high frequency response performance,a two-stage high speed on/off valve-motor unit with large flow rate and high response speed simultaneously is developed.Through theoretical analysis,an effective fluctuation control method and a novel pulse-width-pulse-frequency-modulation（PWPFM） are introduced to solve the conflict among inherently fluctuation,valve dynamic performance and system efficiency.A simulation model is established to evaluate the system performance.To prove the advantage of system in energy saving,and test the dynamic control performance of high speed on/off valve control propeller,a test setup is developed and a series of comparative experiments is completed.The smimulation and experiment results show that the two-stage high speed on/off valve has an excellent dynamic response performance,and can be used to realize high accuracy speed control.The experiment results prove that the new propulsion system has much more advantages than the traditional throttle speed regulation system in energy saving.The lowest efficiency is more than 40%.The application results on a ROV indicate that the high speed on/off valve control propeller system has good dynamic and steady-state control performances.Its transient time is only about 1 s-1.5 s,and steady-state error is less than 5%.Meanwhile,the speed fluctuation is small,and the smooth propeller speed control effect is obtained.On the premise of good propeller speed control performance,the proposed high speed on/off valve control propeller can improve the effeciency of ROV propulsion system significantly,and provides another attractive ROV propulsion system choice for engineers.

风电场参与电网调频的多机协同控制策略

【目的】考虑风电场中不同风况下风电机组参与一次调频能力的差异,在下垂控制和惯量控制策略的基础上,对机组的调频能力评估方法进行优化。【方法】提出了一种改进的多机组调频参考功率协同控制策略。【结果】引入多机组协同控制方法能够有效改善机组之间调频参考功率的分配,从而有效调节各机组参与系统一次调频的程度。在惯量控制和下垂控制的基础上引入改进的协同控制策略,依据机组在实际风况下运行的状态,评估机组能够有效参与一次调频的参考功率。引入调频能力系数能够实现调频功率参考值在各机组之间按能分配。【结论】协同控制策略能够有效保护风电机组转速,同时能够有效改善电网频率响应。

高速磁浮背靠背三电平ANPC变流器中点电压偏移机理与协同控制策略

高速磁浮交通牵引变流器采用24 MVA背靠背三电平有源中点钳位拓扑,其中两台整流器和两台逆变器共用直流母线。该文分析整流侧和逆变侧在不同功率因数下中点电压(neutral point voltage,NPV)偏移机理及不同电压矢量对NPV的具体影响。据此,针对高速磁浮逆变器并联和串联两种模式,建立NPV偏移模型,得到在调制比和功率因数同时变化时NPV的可控区域。为在全速范围保证NPV平衡,提出一种基于平移调制波的协同控制策略。为减轻整流器功率因数和调制比对NPV的影响,采用一种具有相电压半波对称性的载波脉宽调制,并证明其具备NPV自平衡能力。仿真和硬件在环实验表明,所提策略具有NPV恢复到平衡状态所需时间短、可控范围大等优点,可在高速磁浮全速工况下保证NPV平衡。

风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制

针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题,提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先,当电网发生频率事件时,该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后,针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题,在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后,以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。

基于S形速度曲线的键合头运动控制系统研究与分析

根据用户工艺需求,针对全自动芯片键合设备的运动控制模块以及键合头子模块开展需求分析,结合典型试验,设计出基于S形速度曲线的键合头运动控制系统,根据S形速度曲线重新规划了键合头的运动轨迹,使其对芯片键合周期缩短的同时也保证了键合精度。

基于滞环控制的航空发动机快速电磁阀控制仪设计

使用滞环控制方法实现快速电磁阀两端电压的脉宽调制,精确控制流过快速电磁阀的强激电流和维持电流的幅值,使用变频变占空比的方法控制流过快速电磁阀电流脉冲的占空比,具备输入过压、输入欠压和输出短路保护功能,设计了一款基于滞环控制的快速电磁阀控制仪。该快速电磁阀控制仪已经在航空发动机快速电磁阀及其主燃油控制附件的维修过程批量使用,杜绝了因控制器输入信号不稳定导致的航空发动机主燃油系统故障,且抗干扰能力强,能够预防维修过程人为差错,起到了提高航空快速电磁阀维修质量的作用。

西延高铁隧道缓倾层状岩体破坏机理及防治措施

针对西延高铁新延安隧道侏罗系下统页岩夹砂岩缓倾层状岩体初支变形及破坏问题,采用workbench静态结构及特征值屈曲模块进行支护结构建模,对初支结构破坏机理进行分析,对支护措施进行优化研究。研究表明:(1)缓倾层状岩体隧道围岩及支护结构变形破坏,主要受缓倾层状岩体岩性及缓倾层理构造等地质因素影响;(2)支护结构的破坏模式为支护结构面内屈曲,在围岩压力达到初支结构材料承载极限时出现失稳,压力继续增加时呈现压溃破坏;(3)缓倾层状岩体隧道围岩变形复杂,隧道开挖后围岩变形时间长,宜采用刚性支护,采用型钢支护相较于原设计的格栅支护在缓倾层状岩体变形控制及承载方面更合理。

高速接口电路发送器的设计

阐述一种高速接口电路发送器的设计,采用分布式架构,包括输入数据接口、数据编码和调制模块、错误检测和纠正模块、缓冲和驱动模块,以及时钟和时序控制模块。通过该设计,能够实现高效可靠的数据传输。

升压模块对混合动力电驱各系统的设计影响

随着用户对混合动力汽车在不同工况下的强动力性和低油耗追求越来越高,搭载升压模块,即双向直流转直流(DC/DC)变换器能满足用户要求的一种技术方案。文章主要针对升压模块应用在混合动力汽车后,其中电机、电控、速比匹配、策略优化四个维度的设计变化,并分析在混合电驱动力系统中的设计逻辑以及阐述了增加升压模块之后各子系统应用中可能遇到的技术难点,为混合动力汽车采用升压模块提高动力性和油耗提出一些设计思考。

Design of low-power high-frequency digital controlled DC-DC switching power converter

This paper models a low-power high-frequency digitally controlled synchronous rectifier （SR） OUCK converter. The converter is a hybrid system with three operation modes. Digital PID controler is used. Key problems such as quantization resolution of digital pulse-width modulation （DPWM） and steady-state limit cycles of digital control switching model power supply （SMPS） are discussed, with corresponding solutions presented. Simulation of a digital control synchronous buck is performed with a fixed-point algorithm. The results show that the described approach enables high-speed dynamic performance.

A type of inverter power supply based on harmonic elimination PWM control

In order to output sine wave with small degree of distortion and improve stability,a type of inverter power supply is designed based on harmonic elimination pulse-width modulation(PWM)control.The rectifier and filter are added to input circuit of the inverter.Single-phrase full-bridge inverter performs the function of converting direct current into alternating current(DC/AC).In the control circuit,single chip micyoco(SCM)AT89C2051 is used for main control chip to accomplish the hardware design of the control system.A given value of output frequency of the inverter is input in the way of coding.According to the output frequency code which is read,SCM AT89C2051 defined harmonic elimination PWM control data which will be selected.Through internal timing control,the switches are switched under this provision of PWM control data.Then the driving signals of the switches in the inverter are output from I/O of SCM AT89C2051 to realize harmonic elimination PWM control.The results show that adding Newton homotopic algorithm of harmonic elimination PWM control to corresponding software of the control system can make the quality of output voltage of the inverter higher and it will have broad application prospects.

风储联合系统分风速一次调频协同控制策略

针对风电大规模并网所引起的系统频率不稳定,以及系统惯量降低导致调频能力下降的问题,在风储联合参与系统一次调频运行模式下,考虑储能荷电状态约束,提出了风储联合协同调频控制策略。建立含风储系统模型,提出了风储联合协同一次调频控制策略,并对风速区间进行了划分,在不同风速区间采取风机变速或变桨协调调频控制策略,以提高风电自身调频的利用程度。最后,在MATLAB/Simulink平台搭建了含风储联合系统的电网频率特性仿真模型,结果表明,所提策略能够有效改善电力系统综合频率特性,对风储联合实际工程的调频问题提供了理论依据。

基于PLC的水轮机微机调速器设计

水轮机调速器是水电站实现自动化控制的主要设备之一。它的结构及其控制方式合理与否直接影响着电站输出的交流电的品质,关系着电站设备的运行安全。本文介绍了一种基于PLC采用PID控制算法的水轮机调速器的系统结构设计,利用PLC主单元内置的计时器、V/F转换器设计模拟测频电路,编写了PLC控制程序,输出两路PWM脉冲信控制随动系统的两个高速开关阀动作,优化了水轮机微机调速器的调节和控制功能,减少了程序执行时间,增强了调速器的实时性和可靠性。

高速线材裂纹原因分析与控制

对鞍钢股份有限公司线材厂2#线近几年来生产盘条产生裂纹的原因进行了分析,发现坯料遗传、轧辊缺陷、导卫刮磨和轧槽充满是导致裂纹产生的主要原因。通过采用细化钢坯裂纹标准、精准控制轧辊使用、改变导卫摩擦方式、细化铁型尺寸等控制措施,2022—2023年2#线生产作业区生产冷镦钢开裂率降低15%,初验合格率达到95%以上,废次降率达到0.5%,弹簧钢表面裂纹可控制在30μm以下,产线过程控制能力有效提高。

压电超声共振式风传感器风场闭环解算策略研究

为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量,在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上,采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式,同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制,实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题,强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题,极大地提高了信噪比。实验结果表明,采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0~50 m/s,风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(>15 m/s且<35 m/s)/±9%(>35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。

基于变限幅结构的内埋式永磁同步电机转速动态优化控制策略

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。针对这些问题,该文提出一种基于变限幅结构的转速动态优化控制策略,在转速环引入一个变限幅结构,并通过引入转速误差生成转矩控制信号,实现了转速、转矩的同步控制。该文提出的方法使转速误差呈指数收敛,不仅有效抑制了转速超调和转矩波动,还消除了传统方法中电流工作点轨迹的波动、偏移等问题,显著缩短了转速调节时间并提升了转速动态性能。最后,通过实验验证所提转速动态优化控制策略的有效性。

单相异步电机无级调速控制系统及其控制算法

该文以提高单相异步电机调速系统控制性能为目标进行研究。针对传统单相电容运转异步电机调速范围窄的问题,提出采用三相逆变器替代电容,设计一种新型无级调速控制系统来提升电机动态调速范围。引入矢量控制模型实现单相异步电机的定向磁场和转矩解耦控制,算法根据转矩调节电压/频率(Voltage/Frequency,V/F),优化调速控制从而提高效率。当电压合成矢量超过正弦调制点时,基于电压交替畸变法原理,通过计算正副绕组交变畸值对调制分量进行补偿,再计算输出调制比例,实现电机的无级调速,提高异步电机的效率。样机试验结果表明,与传统调速策略相比,该算法能有效改善电机进行无级调速的性能。在系统调节电流脉动时,输出功率、转矩波动减小,电机效率提高。

矿用电机车变频调速系统研究

为了扩宽矿用电机车的调速范围,优化调速性能,实现企业节能减排的发展目标,将先进的变频调速技术用于电机车调速系统。该系统由主电路、控制电路等部分组成,介绍了部分电路的设计思路。变频调速系统的应用提高了电机车的调速性能,节省了企业支出。

基于目标函数优化法的风场层一次调频功率分配策略

随着风电渗透率的不断上升,大规模风电参与调频成为风电发展的重中之重,功率分配方法也需更加智能化和简便化。因此,利用目标函数优化法对风场层功率分配进行优化。首先,对整个风电场进行调频功率函数的建模,使整个风电场的实时功率变化值追踪整个风电场待分配功率,将上述两者偏差值最小作为目标函数。其次,通过超短期预测方法得到一定周期内每台风机风速和有功出力的上下限,结合桨距角的变化限度作为约束条件。最后,求解得到各台风机优化后的功率偏差值,将其叠加到各台风机出力的基础值上进行调频。通过与其他功率分配方法对比,验证了目标函数优化法的优越性,其可以提高风电场调频的快速性和可靠性。