盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率;利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出“粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。

高速电主轴驱动系统性能评价研究

目的 提出一种基于隐含状态映射机制高速电主轴驱动系统的性能评价方法,以提高数控机床的加工质量,降低设备故障风险。方法 根据驱动系统动态特性提取系统模型特征参数,依据系统模型参数提取特征,获得对应的隐含状态信息;根据仿真分析结果与实际经验相结合来确定电主轴驱动系统的性能评价等级;以高速电主轴驱动系统中变频器内的IGBT器件发生性能退化现象为例进行实验验证。结果 随着剪断键合线数量不断增加,笔者所提方法的隐含退化量不断增大;当剪断四根键合线时,隐含退化量值为0.218 3,系统出现失效状态。结论 IGBT器件的不同退化程度所对应的辨识参数能够映射为隐含状态特征,用于驱动系统的性能评价,可以验证该方法的合理性和有效性;笔者所提方法可用于驱动单元发生性能失效前的健康状态评价,能够有效地提高电主轴系统的安全性和可靠性,为构建整个高速电主轴系统的运行评价管理框架奠定基础。

采煤机截割部双电动机驱动对高速级齿轮动态特性的影响

针对双电动机驱动采煤机截割部在应用中高速级齿轮容易出现损伤的问题,以某公司研制的MG2×180/850-BWD型采煤机截割部为例,建立了电动机驱动齿轮传动系统的联合仿真模型,从动力学角度对高速级齿轮进行动态特性分析,研究表明:双电动机存在转速差,采用机身侧电动机转速低于滚筒侧电动机转速安装方式较好;高速级驱动齿轮啮合的载荷力存在较强的非线性,建议转速差不宜超过5 r/min。

模块化高转矩密度高可靠性直驱轮毂电机设计

针对高转矩密度、高可靠性直驱轮毂电机性能需求,设计了一种多单元模块化直驱轮毂电机。通过理论分析、有限元仿真等方法研究了不同极槽配比、定子结构、永磁体充磁类型、磁钢固定方式等对电机电磁性能的影响,探索了适用于实现高转矩密度的电磁结构方案,并通过有限元仿真及台架试验验证了该设计方案及相关技术的有效性。

仿尺蠖式气压驱动管道清洁机器人的设计

设计了一种用于管道清洁的气压驱动机器人,机器人由清洁作业单元、纵向驱动单元、横向支撑单元和气压系统四部分组成。清洁作业单元利用气压马达驱动合金刀头旋转,清洁管道内壁;纵向驱动单元由两套相同的驱动模块构成,两套相同的驱动模块通过万向虎克铰连接,带动整个机器人沿管道内壁运动;横向支撑单元通过滑轮与管道内壁接触,为清洁作业单元和纵向驱动单元提供支撑力;气压系统为整个机器人的工作提供动力源和控制信号。提出了机器人的仿尺蠖式运动方式,整套机器人机构简单、设计可靠,可以实现远距离、复杂工况的管道内壁的清洁工作。

电动机直驱抽油机的研制及试验

为提高抽油机系统效率,节约电能,满足油田新的开采需求,研制了电动机直驱抽油机。该抽油机将永磁同步电动机悬挂式安装,电动机输出轴与天轮总成轴通过花键联轴器直接连接,省去了减速器和换向机构;特殊胶带绕过天轮总成和导轮总成,一端连接悬挂器,另一端连接配重箱。永磁同步电动机在通入低频电流后,转子做低速正、反转运动,直接通过特殊胶带带动抽油杆做往复直线运动,举升井内液体。现场试验结果表明,电动机直驱抽油机启动电流小,冲程冲次无级可调,有助于提高泵效,比常规游梁式抽油机节电20%左右。

步进电动机牵出特性的基本特征

步进电动机的牵出特性 ,可以用仿真的方法来确定 ,但这种数值方法不容易给出特性与基本参数间的简明关系。文章用简化的模型 ,分析的方法给出牵出特性的基本特征 ,加深了对其理解和掌握 ,实验验证了分析结果的正确性 ,有实际意义。

基于PSoC的超声电机快速反应装置驱动控制器

提出了一种基于可编程片上系统(PSoC)的超声电机快速反应装置用驱动控制器的设计方案,详述了驱动控制器的硬件电路结构和完成相关功能的软件设计方案。将其用于本所自研的超声电机快速反应装置,实验结果验证了设计方案的合理性。与原有的驱动控制器相比,它具有起动时自动调频找到合适速度的能力,稳定性得到改善,电路更简洁,元件数减少。

游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型

为了解决游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配问题,分析了游梁式抽油机的运动、动力特性和驱动电机的工作特性,建立了完整的游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型,提出了采用循环迭代的方法求解抽油机与驱动电机之间的高度耦合问题。利用仿真软件得到抽油机与驱动电机匹配的动态变化规律,通过实测数据和仿真结果的对比分析,验证了抽油机与驱动电机的耦合模型及其求解方法的准确性和实用性。抽油机与驱动电机的耦合模型为抽油机与驱动电机合理匹配原则的提出奠定了理论基础。

纹波计数技术在汽车直流电机驱动部件记忆功能检测中的应用研究

提出基于直流电机换向过程中产生的纹波进行计数的电机驱动部件定位功能测试系统方案。电机驱动部件在设备上夹紧后,采用大功率直流电源通过接触器给电机供电,用PLC控制接触器的通断和电机的供电电流方向,使部件能够进行正反向运动;在部件运动期间,采用AD卡采集电流传感器拾取的电机电流信号,利用数字滤波、FFT等技术对信号进行处理,获取电流信号变化的主频频率和幅值,将这些参数与要求的合格范围进行比较判断合格与否。实验研究表明,系统的频率检测精度能达到±10 Hz范围内。

直接驱动直线电磁抽油机系统的研究及试验

能耗在采油成本中占有相当大的比重。此外 ,游梁式抽油机系统还存在传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题 ,提出了以直接驱动为目的的直线电磁抽油机的设计方案。根据有杆抽油机系统的载荷特性 ,以多相无刷直流直线电机为驱动元件 ,设计了直线电磁抽油机系统的总体结构 ,并研制了小比例模型样机系统 ,进行了现场试验 ,结合有杆抽油系统的抽油杆柱的力学和数学模型 ,进行了直线电机驱动的直线电磁抽油机系统的仿真研究。

电动汽车牵引电机新型控制系统的设计研究

以电动汽车的牵引永磁同步电机为研究对象,确定了作为电机运行基准的电动汽车NEDC行驶工况。为提高永磁同步电机矢量控制的指令响应速度,提出一种基于转矩指令的最大转矩/电流比控制策略。最后采用先进汽车仿真器软件(Advisor)与Matlab软件的联合仿真,以及基于Infineon公司XC2000芯片的驱动-负载电机对拖硬件平台实验,根据行驶工况指令要求共同验证了控制策略的有效性以及在电动汽车中应用的可行性。

潜油泵直驱单元组合式永磁电机热负荷分析

由于潜油泵驱动电机工作中产生热和冷却过程相对复杂,井下潜油电机系统工况特殊,无法直接测量温度。单元电机设计时热负荷的选取对电机的温升至关重要。本文对单元电机运行过程中的铁心损耗、绕组损耗和机械损耗进行了计算,应用有限元法求解电机的三维稳态温度场,同时对样机常温温升实验和常温状态下的有限元分析做对比,结果表明两种方法计算所得电机各部分温升相一致,证明计算方法及结果的可行性。验证了单元电机设计所选取的热负荷可以满足电机的实际温升需要。

永磁同步电机直驱抽油机控制系统设计与实现

针对某永磁同步电机直驱抽油机,利用变频调速技术开发了直驱抽油机控制系统,重点研究了抽油机冲程、冲次计算及换向节点控制,实现了抽油机根据抽油杆上下的运动趋势自动调整抽油机的冲次以及在每个冲程内调节抽油机的运行速度。该系统在油田现场测试应用表明,系统设计原理正确,工作可靠,冲程冲次无级可调,有助于提高泵效,较常规游梁式抽油机节能效果显著。

原油储罐全程含水分析仪的研制与应用

针对联合站原油储罐因加药量、加热温度控制不合适而导致过渡带太厚、盘库不准等现象,研制一种原油储罐全程含水分析仪,开发同时具有超声波、温度两种传感器的多功能信号采集装置,整合含水率、液位、界面和温度测量功能于一体。该设备由信号采集装置、电动机驱动装置、PLC和上位机四部分组成,利用超声波反射原理,判断储罐内不同层位的含水率,把信号采集装置数据与编码器数据通过上位机整合后形成储罐内的液位、界面,并把含水率、温度数据传送到监控室的上位机,含水率检测误差小于或等于2%。通过该设备对原油储罐不同层位含水率、温度的准确检测,可优化加热、加药方案,节约成本。

基于TA8435H的煤矿步进电机驱动控制系统的研究

步进电机是一种将电脉冲信号转变为数字信号的执行元件。首先介绍了步进电机的工作原理,然后结合煤矿企业生产的特点,并且考虑电机正转、反转、启、停等问题,提出单片机及TA8435H芯片的驱动控制系统。并利用硬件和软件相结合的方法 ,同时利用相关软件对系统电路进行仿真,结果表明驱动控制系统设计可有效地应用到实际负载运行系统中。

基于就地控制器的变电站GIS智能化研究

针对国内 GIS 设备智能化水平较低的现状,提出了一种基于就地控制器的变电站 GIS 技术。首先分析了变电站 GIS 设备的现状,并梳理了前期的智能化探索。其次,从电机驱动断路器双闭环操作控制、电子式互感器采样与 FIR 滤波器噪声抑制、基于复向量频率相位算法的跳合闸相位精准控制、在线监测传感器接入、间隔测控计算和源数据快速扰动分析、智能化视频辅控等方面阐述了该技术的功能原理。最后,面向工程应用,研究了本技术的安装与运行方案,包括物理融合安装方案、设备配置方案等。该技术可提升 GIS 的智能化水平,降低设备配置和运维复杂度。

多电机传动系统的典型功能模块及控制算法分析

对于不同连续、批量生产机组的多电机传动系统，使其控制功能模块化。给出了一系列典型控制功能模块，可以方便地运用这些典型功能模块来分析、设计任一复杂的自动化工艺过程。

模块化高速电动车组牵引传动跟踪监测系统

根据高速动车组现场日趋复杂的测试环境对实时监测系统提出的新要求,研制一种多功能、易扩展且便携的牵引传动单元跟踪监测系统。给出基于CPCI总线模块化结构的嵌入式硬件系统设计原理,提出基于LabVIEW软件开发平台实现监测数据在线实时处理、离线分析处理以及人机交互等功能的方法,分析软件中各虚拟仪器的设计及其基于状态机的调度机制,对监测系统中牵引电机输入功率以及不断变化的信号频率的测量算法及其实现方法进行研究。应用结果表明,该系统运行稳定、设置灵活、测量精度高,能为高速动车组的安全运行提供科学保证。

大功率电牵引采煤机截割部采用双电机驱动方式初探

分析了大同煤矿集团白洞煤业公司所用MG750/1815-GWD采煤机实际运行情况,提出了大功率采煤机在满足原有技术性能指标的同时,单截割部采用双电机驱动方式这一节能新思路。