System-L evel Efficiency Optimization of a Linear Induction Motor Drive System

Linear induction motors are superior to rotary induction motors in direct drive systems because they can generate direct forward thrust force independent of mechanical transmission.However,due to the large air gap and cut-open magnetic circuit,their efficiency and power factor are quite low,which limit their application in high power drive systems.To attempt this challenge,this work presents a system-level optimization method for a single-sided linear induction motor drive system.Not only the motor but also the control system is included in the analysis.A system-level optimization method is employed to gain optimal steady-state and dynamic performances.To validate the effectiveness of the proposed optimization method,experimental results on a linear induction motor drive are presented and discussed.

一种具有中点平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制方法

对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础,提出了一种三电平异步电机DTC控制方法,并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中的DTC方法,可以抑制三电平直流侧中点不平衡,限制输出电压dv/dt,减小开关损耗,同时获得良好的电机调速特性。实验结果证明了该控制方法的可行性。

矢量控制感应电机起动机理及直流预励磁研究

起动问题自感应电机诞生之日起就是业界研究的重点之一。感应电机常规起动时输出转矩小而起动电流大,对电网、电机拖动的负载及自身绝缘均造成损害。而当采用变频调速时,需要开关器件的裕量足够大,由此带来了成本问题。本文在探究上述情况产生原因的前提下,提出了一种新型预励磁复合控制方案。此方案基于间接矢量控制的思想,预先在电机起动之前建立磁场,将转子磁链定向在电机某相绕组的中心线上,而起动时转换到常规矢量控制算法,从而实现了起动过程中励磁子系统和转矩子系统的动态解耦,电流平滑过渡且输出转矩响应快,避免了以往任何起动方式中的电流尖峰现象发生。最后通过仿真与试验验证了本方案的有效性、可行性。

基于固定合成矢量的三电平异步电机直接转矩控制

针对传统的具有中点电位平衡功能的三电平固定合成矢量异步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩纹波的缺点,该文改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢量"法和"24矢量+变调制比"法。从磁链、转矩控制性能的角度出发,分析了其对电机性能的改善。这两种方法物理概念清晰,结构简单,易于实现,同时还保留了传统固定合成矢量方法的优点。实验结果证明了控制方法的正确性和可行性。

异步电机功率因数自动控制变频调速系统

推导出异步电动机的功率因数关系式,以这个关系式为依据,把异步电动机的功率因数作为控制对象,组成一新型带有功率因数自动控制变频调速系统,以保证电动机一直处于较高的功率因数下运行,减少无功能量的损耗,从而达到节能的目的。仿真及实验结果证明,当电机处于空载和轻载时,可取得一定的节能效果,但在满载时节能效果不明显。

永磁感应子式无刷直流电动机的模型及控制

该文根据永磁感应子式电动机的结构和参数的特点建立了三相永磁感应子式无刷直流电动机的磁网络模型。推导了三相永磁感应子式电动机的自感和互感,指出了永磁感应子式电动机的自感和互感均不是常数,电机的凸极效应是由转子存在齿槽和永磁体的磁阻引起的。推导了三相永磁感应子式无刷直流电动机系统在dq参考坐标系下的数学模型。在此基础上分析了电机系统实现矢量控制的机理,为实现永磁感应子式无刷直流电动机系统的磁场定向控制提供依据。

交流传动异步牵引电机能量反馈型温升试验台仿真研究

从理论到工作原理 ,对 2 0 0km/h动车组交流传动 30 0kW异步牵引电机能量反馈型温升试验台进行了研究与探讨 ,并利用美国Analogy公司的Saber软件建立了一套试验平台仿真系统 ,仿真结果充分证明了系统的可行性与优越性 .

感应电机系统的非线性反推自适应控制

针对感应电机的动态特性,在电机参数未知的前提下,研究了磁链与转速的渐近跟踪特性和整个系统的全局稳定性问题。应用反推技术设计了自适应控制器,对所有参数进行估计,实现了电机对给定信号的输出跟踪控制,保证了整个系统的全局稳定性。系统的转子磁链与转速能渐近跟踪给定的参考信号,仿真结果验证了该控制策略的有效性。

一种基于变频器驱动的异步电机参数辨识方法

提出了一种简单有效、易于在变频器驱动下实现的异步电机参数离线辨识方法。无需直流、堵转、空载等复杂的实验,在异步电机的三相定子绕组中通入单相的脉冲电压,即可自动获得矢量控制系统所需的异步电机的所有参数。离线辨识算法采用最小二乘法,选取硬件容易实现且系统容易收敛的脉冲信号作为激励信号。针对不同的脉冲宽度信号,进行了仿真分析。最后将这种参数辨识方法运用到15 kW的感应电机中,实验结果很好地说明了该方法的正确性与合理性,为实际应用提供了很好的参考意见。

基于DSP的SVPWM矢量控制变频系统研究

阐述了电压空间矢量调制(SVPWM)的基本原理,给出了一种基于DSP控制的基本算法,并用TMS320LF2407A实现了对变频系统的控制。实验结果表明,该矢量控制系统具有良好的动、静态性能。

自适应逆推算法在感应电机控制中的应用

针对Krause和Thomas提出的带有两个定子绕组和两个转子绕组的二相等价电机模型,通过坐标变换得到沿着磁通向量转动的坐标方向上的电机动态模型.应用逆推技术设计了自适应控制器,通过选择Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而逐步导出控制率和参数自适应律.该方法克服了参数的不确定性以及负载扰动对系统的影响,确保了转子磁链和转速的跟踪性能以及系统的稳定性能.系统的转子磁链与转速能渐近跟踪给定的参考信号,仿真结果验证了该控制策略的有效性.

永磁感应子式无刷直流电动机的转矩特性研究

针对永磁感应子式无刷直流电动机的定转子齿结构和绕组的排列对转矩特性的影响,从特定电机结构的磁导计算出发,推导出永磁感应子式无刷直流电动机的参数表达式,分析了电机的参数特征对转矩工作特性的影响。实验及分析表明,采用等效磁路和实际测量相结合的方法,可以预测永磁感应子式无刷直流电动机的电磁转矩和齿槽定位力矩特性,为电机的转矩控制提供理论依据。

基于绕组函数法的直流电机电感参数计算及与有限元法的比较

基于直流电机电枢绕组支路个数多且相互并联的特点,先使用绕组函数法计算电枢绕组各支路自感、互感,然后根据实际连接关系推导出电枢绕组自感及与其他绕组间互感,以此计算ZD 115型脉流直流电机的电感参数,并考虑了漏抗参数的影响。建立了该电机的有限元模型,其结果表明,绕组函数法与有限元法吻合较好。

用于电励磁同步电机的软开关直流变换器

本文提出了一种适用于励磁同步电动机负载的谐振软开关变换器及其参数设计方法。结合谐振原理,在变换器拓扑中引入耦合电感与谐振电路,并利用Matlab程序绘制三维图,综合考虑开关管最大电压应力、最大电流应力、电感耦合系数及占空比之间的关系,计算并优化出合理的变换器参数。使变换器具有低脉动、低损耗、小体积、高功率密度的特性,同时可抑制负载中寄生参数的影响,提高变换器工作的稳定性。基于750 W的实验样机,给出了具体的参数设计过程,并对参数设计结果进行实验验证。

基于DSP的模糊直接转矩控制

提出了一种基于 DSP(TMS32 0 F2 40 )的模糊直接转矩控制实现方案 ,对传统的直接转矩系统磁链和转矩采用模糊控制策略 ,改善了系统的动静态性能。文中重点介绍了系统的软硬件设计过程 ,实验结果证明了所提方案的有效性。

电动机磁控软起动装置的研制

提出一种新型电动机磁控起动装置,在电动机定子回路串入磁饱和可控电抗器来实现电动机的软起动。该装置克服了传统软起动方案不能连续调节的缺点。文章论述了软起动装置的工作原理,并以MC196KC单片机为核心设计了控制器。现场试验结果表明该装置能够限定电动机起动电流,达到设计目的。

基于TL-qZSI的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

提出TL-qZSI方法,用于抑制无刷直流电动机换相转矩脉动。该方法在电机换相时刻运用该网络升压补偿直流母线电压,达到抑制脉动的目的。分析了无刷直流电动机换相转矩脉动的原因,介绍了TL-qZSI的工作模态,构建系统模型,并仿真分析。结果表明,TL-qZSI较qZSI具有较强的升压能力,特别是在换相时刻引入该网络电压补偿,能使换相转矩脉动由30.1%减小到3.4%,取得较好效果。

新型纯电动汽车车载充电器的设计

电动汽车电池充电不方便以及充电效果的不理想是制约电动汽车发展的重要原因。提出了一种新型纯电动汽车车载充电器的设计方案,采用直流电机绕组线圈作为升压电路的储能电感,逆变桥电路作为开关电源的功率开关管,实现对电流和电压的调节,通过整车控制器中的充电控制程序实现对该充电过程的控制。该方案充分利用电动汽车的现有资源,只需在原有电动汽车控制器中加入少量元件即可实现整个充电过程,简化了充电的结构。针对这一方案,进行了系统可行性分析和系统硬件的设计,最终通过实验进行了验证。

基于带抽头电感准Z源变换器的BLDCM控制系统研究

基于带抽头电感的准Z源网络,构建一种永磁无刷直流电机(BLDCM)的控制系统。利用该准Z源网络的高电压增益特性,实现两种工作模式的平滑切换,有效拓宽了无刷直流电机控制系统的调速范围,并弥补了电源端故障时电机转速和转矩特性变差的问题。仿真和实验证明了该方法的有效性、准确性和实时性。

单相感应子发电机电压控制研究

单相感应子发电机广泛地应用于舰船的中频电源系统中,其输出电压受电网电压和负载影响较大。通过分析感应子发电机的工作原理,采用PI调节和脉宽调整技术相结合的方法来调整其励磁电流,从而使其输出电压稳定。试验验证了这一技术的可行性。