数控绕线机多轴同步控制优化方法及应用研究

随着绕线工艺需求的不断提高,多轴数控绕线机需要进行变速工作,但同时导致绕线的产品质量参差不齐,因此研究数控绕线机多轴同步控制优化方法及应用十分必要。通过调节三坐标伺服系统、优化主轴单元动力学结构、增设速度传感器以及升级偏差耦合同步技术,实现了对多轴协调运动的精确控制。应用测试结果表明,绕样绕制后的尺寸数值与设定理论值的差值最大为0.03 mm,证明经过数控绕线机多轴同步控制优化后的线圈在绕制过程中保持极高的规整度,提升了产品的外观质量。

新能源汽车高速电机定子换位绕组优化设计

针对新能源汽车发卡绕组永磁电机在高速运行时绕组交流损耗过高的问题,以6极54槽内置式永磁同步电机为研究对象,开展了低绕组交流损耗换位绕组技术研究。首先,基于槽内绕组交流损耗分布特征,提出了对靠近槽口处的导体进行端部扭转换位的方法。对比绕组槽内换位的方式,证明了端部扭转换位方法可实现对绕组交流损耗的有效抑制。其次,研究了槽型尺寸及导体尺寸参数等对于换位绕组交流损耗的影响规律,确定了换位绕组优化方案。最后,利用有限元(FEA)法,综合对比换位绕组与原发卡绕组的效率分布特性与整车循环工况效率。研究表明,换位绕组方案在不影响循环工况(CLTC)效率的前提下,显著降低了电机高速区的交流损耗问题,为解决新能源汽车高速电机绕组交流损耗问题提供了方向。

采煤机变频调速装置用永磁牵引电机开发

介绍了采煤机牵引电机的发展情况,由于煤矿井下应用的环境恶劣,潮湿滴水、多尘,采煤机牵引电机的满载甚至超载频繁启动且电机安装空间小,维护保养差,因此电机设计制造、制造难度大,不管是国内还是国外的采煤机电机易出现绕组温度高、电机进水、机座水道鼓包难维修、转子导条断裂等现象。结合国内采煤机牵引电机的开发情况,通过对采煤机永磁牵引电动机的电磁方案、转子结构、机座结构、轴贯通密封装置进行了重新优化设计,成功解决了采煤机牵引电机在煤矿井下使用易进水、绕组温度高、转子断条等问题。

应用QC程序解决自动嵌线定子铁心卡死问题

针对自动嵌线机在使用过程中经常出现的且影响正常生产的卡死问题,运用QC程序,通过对比检测分析,找出了问题的控制点。并通过修改验收标准,有效解决了自动嵌线定子铁心卡死问题。

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离,设计分析、设计一种采用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析,提出一种新的极槽配合方案以减小因采用集中绕组而带来的永磁体涡流损耗,同时降低了转子极对数,减小了定子铁心损耗。通过分析集中绕组电机产生转矩波动的原因,以及相间解耦后dq0变换下的电感矩阵,确定容错电机的转子设计形式。最后给出整体的电机设计方案和性能参数。

数控纤维缠绕机精密张力控制系统

主要论述了数控纤维缠绕机张力控制系统的设计原理、基本构成及其实现方法。在建立数学模型、研究力矩电机的工作原理、探讨PID控制算法的基础上分析了控制方案的可行性 ,并对张力传感器和力矩电机的标定方法以及主要性能指标 (静差率和波动率 )进行了分析。

单绕组磁悬浮开关磁阻电机无径向位移传感器控制

为实现单绕组磁悬浮开关磁阻电机的高性能径向位移自检测,研究一种基于自适应相关向量机的无径向位移传感器控制策略。基于相关向量机回归理论,将电机在有位移传感器运行条件下获得的磁链、电流、转角和位移作为样本数据,通过对样本数据的训练与学习,构建电机转子径向位移的非线性相关向量机预测模型。针对电机不同运行状态下的样本特性,提出了优化相关向量机模型参数的自适应算法,以进一步提高预测模型的泛化能力和估计精度。针对三相12/8极实验样机,设计闭环控制系统,开展相关的仿真和实验研究。结果表明所设计控制策略在仿真和实验条件下均能正确地估计出单绕组磁悬浮开关磁阻电机的转子径向位移,且实时性较好、预测精度较高。

磁悬浮开关磁阻电机多目标优化设计

研究了一种基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)与带精英策略非支配排序遗传算法(improved non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)的单绕组磁悬浮开关磁阻电机(single winding bearingless switched reluctance motor,SWBSRM)多目标优化设计方法。结合有限元分析(finite element analysis,FEA),分析了SWBSRM悬浮力、转矩随各结构参数变化的一般规律,得到ELM非参数模型。针对该训练模型并结合NSGA-II进行全局寻优,获得使悬浮力、转矩同时更优的结构参数数值组合。通过对比优化前后电机输出悬浮力、转矩大小,验证了以ELM、NSGA-II为基础的SWBSRM结构多目标优化设计的有效性。

单绕组磁悬浮开关磁阻电机结构优化设计

探索单绕组磁悬浮开关磁阻电机的结构优化设计,研究了一种基于极限学习机与粒子群的设计方法。该方法在有限元仿真分析的基础上给出各结构参数对悬浮力影响的一般规律,并选择定子极弧、转子极弧作为优化对象,利用仿真数据进行极限学习机的模型训练,给出了样本空间设计,对模型的训练效果进行了定性定量的描述,并与支持向量机进行了训练效果对比,最后选用粒子群算法对电机训练模型进行寻优以提高悬浮力输出。结果表明,基于极限学习机的训练模型精度高、模型回归速度快,粒子群算法能快速准确地寻取最优解。

基于电接触法的行波超声电机接触特性研究

电接触法是测试超声电机定转子接触状态的有效方法,但目前该方法主要用来研究电机堵转时的定转子接触状态,没有进行电机旋转时的接触状态的测试。针对该问题,对电接触法进行改进,使之可以测试电机旋转时的接触状态。基于改进后的电接触法分别对超声电机堵转和空载情况下定转子相对接触长度进行测试。结果表明,空载时定转子相对接触长度要小的多,与堵转时的最大差值约为36%。说明负载对超声电机接触状态有不可忽视的影响。最后,基于黏弹性接触模型对电机空载时定转子接触状态进行仿真计算,结果与实验值有很好的一致性,表明改进后的电接触法可有效的测试电机动态接触状态。

直接磁悬浮永磁直线电动机无摩擦进给的研究

提出采用直接磁悬浮永磁直线电动机来消除数控机床进给系统的摩擦阻力实现无摩擦进给,对直接磁悬浮永磁直线电动机的结构和磁悬浮原理进行了论述,建立了磁悬浮永磁直线电动机的磁场分层模型,在此基础上,从磁场能量出发通过虚位移法推导出磁场和电磁力的表达式。利用Ansoft Maxwell 2D瞬态电磁场计算软件,对直接磁悬浮永磁直线电动机的空载磁场,以及负载运行时的气隙磁密和电磁力进行仿真研究。结果表明,采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现数控机床无摩擦进给是可行的。

无环流3Y／3Y连接换相变极绕组对称并联条件研究

分析讨论了构成无环流３Ｙ／３Ｙ连接换相变极绕组的对称并联条件，说明了其与槽号分布类型之间的关系，提出了＂最小对称并联槽号组＂的概念及其确定方法，并给出了等线圈无环流３Ｙ／３Ｙ连接换相变极绕组的规范设计步骤，还给出了应用实例．

数控络丝机伺服控制系统的研制

数控络丝机是我国纺织行业迫切要求发展的高新技术产品之一,而横动卷绕超喂高动态伺服电机的专用控制装置,则是这个系列高新技术产品的关键。对数控络丝机伺服控制系统硬件、软件的设计思路与控制策略阐述与论证。实践表明,新研制出的数控络丝机伺服控制系统具有高度柔性化、高效率、低功耗、低噪音等特点。

采用BBPSO优化SVM的电机定子故障诊断

为了准确识别感应电机定子匝间短路故障,该文提出一种基于骨干微粒群算法优化支持向量机的故障诊断方法,并给出了可行的诊断步骤。该方法首先利用小波包频带能量分解技术,将定子电流信号的各频率分量分解到不同频带,形成感应电机运行状态的特征向量,并以此作为支持向量机的输入向量。采用支持向量机进行分类,并利用无需设置控制参数的骨干微粒群算法和交叉检验优化模型参数,避免了参数选择的盲目性。最后试验结果表明,该方法诊断感应电机定子匝间短路故障能取得良好的效果。

对部分教科书中“电枢反应”和“相带”概念的辩证

分析和比较了多种教科书中对"电枢反应"和交流电机绕组"相带"两个概念的论述,提出了新的定义及"极相带"的概念,有助于读者对此概念的深入了解。

基于步进电机的流苏丝线绕制机智能控制器的设计

针对流苏丝线绕制过程中对动力机构的控制要求,系统设计以ATMEL89S52系列单片机为核心控制器,采用SANYO步进电机作为动力机,利用东芝公司的TB6560AHQ步进电机细分驱动器和ATMEL公司的I2C总线器件AT24C02芯片对系统掉电时的实时速度、圈数和转向等数据进行保护,实现了丝线绕制过程中对力矩、转向、速度、圈数和捻度等参数的精确控制,减轻了工人的劳动强度,提高了流苏的生产质量和效率.

新型自动绕线机设计

利用步进电机可变细分驱动技术与直流电机调速技术设计了新型自动绕城机。

兆瓦级风机直流和交流电动变桨距技术

变速恒频风力发电机是当前风力机的主流机型,变桨距系统作为变速恒频风电机组控制系统的核心部件之一,可有效地保证风力发电机组安全、稳定、高效地运行。简要地介绍了风机变桨距系统的2种执行机构和风机变桨的工作原理,重点分析了电动变桨距系统的基本构成,以及直流伺服电机与交流伺服电机在电动变桨距系统中应用。通过比较直流伺服系统与交流伺服系统两者各自的优、缺点,结合风机单机容量的不断增大的现状,认为交流伺服系统应用于电动变桨距系统具有一定的优势。

应用图论排列交流电机绕组的研究

本文应用图论讨论了三相交流电机绕组的排列,提出了槽号回路矩阵与相位关联矩阵的概念,将三相绕组的相带划分归结为槽号回路矩阵与相位关联矩阵对应列向量相乘的问题,本文还给出了三相交流绕组排列的系统方法,并通过实例说明了其应用。

一种能自动调速的绕线机设计

根据纺织、电气等相关行业的需求,考虑到现有绕线机性能和价格方面的不足,提出了一种结构简单、性能可靠、价格低廉的自动调速绕线机,并完成了绕线机机械系统的原理性设计和控制系统设计。绕线机由编码器、单片机、步进电机等主要部件组成,在绕线的线速度不变的情况下实现绕线。