电机-变速器直连系统换挡过程建模及仿真

相比于有离合器的电机-变速器耦合系统,电机-变速器直连系统的特性发生了变化,需要对其换挡过程的特性作深入分析,并与有离合器系统进行比较。该文运用多体动力学和混杂系统理论建立了电机-变速器直连系统换挡过程的混杂自动机模型,分析了在不同换挡力、接合套和接合齿圈相对角度和相对转速下,直连系统换挡品质的变化。通过与有离合器系统进行对比发现,通过电机的主动同步和对换挡力的控制,直连系统的换挡品质可以优于有离合器系统。

无同步器的电机-变速器直连系统换挡过程建模与控制

换挡过程的动力中断和冲击是制约多挡位变速器系统在纯电动汽车中大规模应用的主要原因。该文以无同步器的电机-变速器直连系统为研究对象,运用多体动力学原理建立能够准确描述其换挡过程动力学特性的混杂自动机模型;基于该模型各个阶段的动力学特性,设计了转速主动同步与转角主动同步协同的换挡控制策略,在换挡过程中实现了接合套和接合齿圈的转速与转角的精确同步。仿真实验结果表明:换挡过程的混杂自动机模型与实际过程相符,换挡控制策略能够使无同步器的电机-变速器直连系统实现快速、无冲击的换挡,将动力中断时间缩短到350 ms内。

换挡力对电机-变速器耦合系统换挡冲击的影响

通过对电机-变速器耦合系统进行动力学建模和仿真分析,探讨换挡力对其换挡冲击的影响。基于对换挡冲击产生机理的分析,引入Poisson碰撞建立换挡冲击模型。运用所建立的模型,在Matlab/Simulink环境下进行仿真试验,得到换挡力对换挡冲击影响曲线,并揭示不同啮合情形的产生机理。对非同步打齿现象进行了讨论,推导出避免非同步打齿的临界换挡力。

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。

纯电重型商用车四电机系统动力性及经济性研究

为研究集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统应用在纯电重型商用车上的动力性及经济性,根据整车动力学原理,基于相同车辆配置,建立了配备集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统和单电机-6AMT变速器系统的整车动力学模型,设置不同的电机、变速器、换挡点、工作电机数量等参数,并根据动力性及经济性工况,仿真得到动力性及经济性结果,再进行试验验证。结果表明,集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统的动力性及经济性优势明显。

变结构控制策略在直驱永磁同步风力发电机中的应用

根据直驱永磁同步风力发电机的结构特点,采用双脉宽调制变流器作为其并网主电路。考虑到永磁同步发电机的数学模型在dq坐标系下是一个非线性耦合系统,不利于控制器的设计。提出了采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性系统模型,再运用变结构控制理论设计伪线性系统的闭环控制器。建立了基于此控制策略的仿真模型并与PI控制进行比较。仿真结果表明,该控制策略可实现发电机输出有功功率的准确控制、并网有功功率和无功功率独立调节以及变速恒频运行。变结构控制与PI控制相比,动态响应速度快、鲁棒性好。

直驱泵系统的单神经元PID+前馈控制策略

直线电机驱动柱塞泵(简称直驱泵)系统具有较强的非线性,且系统在运行过程中需要根据不同的流量需求及负载状况改变直线电机的运动状态.传统PID控制策略的控制参数需要人工手动调节且整定后不会随工况改变做出相应调整.针对传统PID控制算法控制效果不佳的缺点,提出了一种基于可编程多轴运动控制器(programmable multi-axes controller,PMAC)的单神经元PID+前馈控制策略.单神经元PID+前馈控制以单神经元模块的输出作用律作为控制量的补偿量加入到控制算法中,具有神经网络的学习能力、适应能力和PID控制的广泛适应性.对神经元比例系数K1采用人工调整的配置方式进行改进,使K1可根据误差绝对值自动在线调节并将K1值限定在一个合适的范围内.通过MATLAB/Simulink建模仿真并利用Turbo PMAC运动控制器的“开放伺服”功能在直驱泵控制系统平台对此控制策略进行试验验证.结果表明,在相同情况下,与控制器内建的控制策略相比,单神经元PID+前馈控制策略下系统响应更快、超调更低、跟随误差更小,系统的动态性能和鲁棒性都得到进一步提升.

储能型直驱风电系统低电压穿越能力研究

本文针对直驱永磁风力发电系统,提出在直流侧增加多硫化钠-溴液流电池(PSB)储能装置,从而提高风电机组的低电压穿越能力;改进了储能装置结构,研究了采用双向DC/DC变换器的控制策略;对具有储能电池的风力发电系统建立了仿真模型,分析了系统在电压跌落时的动态响应过程和运行特性。仿真结果表明,在直流侧加PSB储能装置,能够平衡电网需求功率,平抑系统发电机输出功率波动,从而提高直驱风电系统并网运行性能和低电压穿越能力,并提高动态响应速度。

建“言”能源 直驱型风力发电系统整流器研究(一)

直驱型风力发电系统是一种交-直-交变速风力发电系统,需要用到大功率整流器。这种交-直-交变速风力发电系统的最显著的特点在于,风力发电机与电网之间连接了功率缓冲电路,从而通过变速控制使风力发电机始终运行在最佳功率负载线上。

交流电力推进系统在自航式起重船上的应用

随着现代技术的不断发展与应用,船舶设备的功率密度在不断提高,致使柴油发电机——交流电力推进系统成为当今商船(豪华游船、各种工程船、油轮、集装箱船等)经营者首选的推进系统,并日益成为传统的机械推进系统的强劲竞争对手。 本文介绍了交流电力推进系统的主要性能特点,并着重对一艘自航式起重船的柴油发电机组——电力推进系统的设计侧重点进行了分析,旨在为发展我国的交流电力推进船舶提供一些可供参考的经验。

电动汽车无同步器变速器换挡过程主动对齿控制

无同步器电机-变速器直连系统在电动汽车应用中具有传动效率高、结构紧凑、制造成本低的优点,但是在变速器换挡过程中,接合套和接合齿圈的同步过程缓慢,甚至存在打齿或无法换挡的情况。该文通过对驱动电机转矩的主动控制,实现接合套与接合齿圈之间相对转速和相对转角的"零转速差"和"零转角差"双目标跟踪控制。为了避免驱动电机主动同步控制过程中由于频繁在驱动与制动象限内切换造成的齿间敲击,提出了以驱动电机工作象限切换次数最少为目标的最优转矩主动对齿控制算法。实车测试表明:主动对齿控制算法能够实现快速、平稳换挡,并将换挡过程的动力中断时间缩短到300 ms内。

交流伺服控制型水轮机调速器的研制与应用

介绍了交流伺服控制型水轮机调速器的性能、特点以及该调速器在电站改造中的应用情况。