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电工技术学报 2005年第09期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电机与传动控制专题

笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路19-23

摘要：无刷双馈电机是一种适用于变频调速的新型感应电机,其结构和工作原理与普通交流电机不同.本文分析了具有笼型转子电机的基本电磁关系,提出了用电动势来等效机械负载的新频率折算方法.在此基础上,建立了一个通用的等效电路模型,它不仅适用于电动状态下的特性分析,而且适用于对发电机的分析.利用该等效电路,对电机的特性进行了分析和仿真.仿真和实验结果的一致性,证明了本文提出的电路模型和计算方法的正确性.

开关磁阻电机高性能转矩控制策略研究24-28

摘要：将开关磁阻电动机转矩控制系统分为三级控制子任务:换相策略、转矩控制器和电流控制器,并根据上述结构化设计思想,给出了一种基于神经网络转矩逆模型和滑模电流控制器的开关磁阻电动机高性能转矩控制方案.仿真结果表明该方法能够有效地控制开关磁阻电动机相转矩按期望变化,从而实现了其高性能转矩控制.

开关磁阻电机矩角特性的研究与应用29-33

摘要：分析了开关磁阻电机矩角特性的计算方法,在此基础上用有限元磁场计算出开关磁阻电机的磁化曲线族,根据这些数据仿真给定电流下的矩角特性,并分析了矩角特性曲线与电感变化率的关系.设计并制作了一台矩角特性测试平台,试验结果验证了仿真理论的正确性.最后分析了矩角特性在研究开关磁阻电机起动性能等方面的应用,从而指导开关磁阻电机的优化设计.

一种利于开关磁阻电机降噪的新散热筋结构34-38

摘要：振动和噪声问题阻碍了开关磁阻电机的推广应用.由于定子的径向振动是开关磁阻电机噪声的主要根源,因此定子振动系统的模态分析是降噪研究的有效手段.本文在散热筋用料一定的条件下,通过改变散热筋结构形式、高度、根数以及形状,建立了八种计算模型,利用三维有限元模态分析对这些模型进行了仔细的分析和比较,最后得出了最有利于降噪和散热的散热筋结构是高度高、根数多、上窄下宽的梯形截面的周向散热筋的结论.本文的研究对于低噪声开关磁阻电机设计具有很好指导意义.

基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制39-43

摘要：磁悬浮开关磁阻电动机作为一个多变量、非线性和强耦合的系统,其控制系统的设计非常复杂.对于磁悬浮开关磁阻电动机来说,得到径向力和平均转矩的先验知识是实现电机闭环控制的基本条件.基于基本电磁场理论,论文给出磁悬浮开关磁阻电动机的径向力模型,对该模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,应用神经网络逆系统方法实现径向力的动态解耦,以便达到高性能的控制目的,仿真结果验证了方法的可行性.

一种新型两相感应电动机变频调速SPWM控制技术44-50

摘要：针对两相感应电动机变频调速三桥臂逆变器,提出了一种新型SPWM控制技术.该控制技术具有较高的直流电压利用率,并可方便地应用于所有具有两组绕组的电动机.原理简单、控制方便,其自身倍频效果能有效地抑制输出谐波含量,具有较强的实用性.最后通过实验证实了此项技术理论分析的正确性和可行性.

交-交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析51-54

摘要：多相同步电动机用作舰船的推进电机有着广泛的应用前景.以十二相同步电动机系统为例,从十二相交-交变频器输出谐波电压入手,分析推导了交-交变频十二相同步电动机调速系统输出谐波转矩的解析计算公式.通过一个具体算例,计算得到了其主要次谐波的频谱,结果表明,其谐波转矩近似为零.理论计算结果得到了仿真和试验的验证,仿真和试验结果均表明,交-交变频十二相同步电动机调速系统转矩谐波情况比三相系统有了很大改善.

感应电机的无速度传感器逆解耦控制55-60

摘要：提出了一种基于扩展的Kalman滤波器的感应电机无速度传感器逆解耦控制方法.首先采用逆系统方法将感应电机的转速与转子磁链进行动态解耦,其次由扩展的Kalman滤波器(EKF)对转速及转子磁链进行实时估计,最后由线性综合方法设计转速和转子磁链闭环调节器,从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制.仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计,系统具有优良的动态和稳态控制性能

自抗扰控制器解决变频调速系统参数鲁棒性问题61-65

摘要：针对一般矢量控制系统存在的对电机参数时变的鲁棒性差,转矩子系统与磁场子系统耦合,没有实现全局解耦这个问题,将不用于常规PID控制的新型控制策略--自抗扰控制引入交流变频调速系统,提出了一种变频调速系统新型控制结构,并利用其扩张状态观测器的扩张状态及非线性组合器消除一般矢量控制系统参数鲁棒性差的缺欠.理论分析与仿真实验表明,该控制策略可以有效地解决矢量控制系统参数鲁棒性差造成转矩与磁场耦合影响系统动、静态性能的问题.

考虑换相时无刷直流电机脉宽调制方法研究66-71

摘要：对于转子永磁磁场为梯形波分布的三相BLDCM,首先分析了采用两两通电方式时电机电流及换相转矩波动的变化特点,然后从理论上给出了低速时基于H_pwm-L_on方式的一种改进的换相转矩脉动补偿方法;重点结合高速多极BLDCM的特点,在此基础上提出了改进的电压滞环PWM方法,以此来尽可能保持换相期间关断相与接入相的电流平衡,维持电机电磁功率的恒定,从而减小换相过程对转矩脉动和系统转速跟踪性能的影响.仿真和实验结果表明:采用基于H_pwm-L_on方式的补偿方法,其补偿作用有限,且续流时间难以准确计算,工程实现较为困难;采用这种改进的电压滞环PWM方法,电机电流和电磁功率在换相期间的波动小,在工程实用和有效抑制换相转矩波动方面有较大的优势,比较适合高速多极BLDCM控制系统.

基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法72-76

摘要：分别对无刷直流电机(BLDCM)在传导区和换相区的转矩脉动进行全面的分析,提出在三相逆变桥入端加上前级BUCK变换器,通过单一直流母线电流的反馈闭环控制来抑制转矩脉动的方法.该方法在理论上彻底地消除了BLDCM在传导区内的转矩脉动,而且使得瞬间换向区间电流上升相与电流下降相的电流斜率平衡,从而有效地削弱了换相期间的转矩脉动.试验证明了此方法的有效性和可行性.

双余度无刷直流电动机伺服系统电流均衡性研究77-81

摘要：电动舵机双余度伺服系统是以双余度稀土永磁无刷直流电动机作为执行机构,DSP作为主控单元再加电路组成的数字式伺服系统.着重研究了双余度运行时的电流均衡问题,分析了电流不均衡产生的原因及可能造成的后果,给出了电流均衡的方法,并将此方法应用于实际系统当中,最后给出了未加均衡环节和加上均衡环节的试验结果,对比显示,加上电流均衡环节,两个余度电流明显趋于一致.此方法易于工程实现,系统性能可靠.

基于状态变换的交流伺服系统鲁棒二次最优控制方法82-87

摘要：针对参数不确定交流位置伺服系统,传统控制方式虽然设计简单,并保证系统具有较好的稳态性能,但无法确保系统的鲁棒性.本文针对这一情况,提出了一种基于状态变换的鲁棒二次最优控制策略,该方法在保持传统控制结构不变、系统具有较好稳态性能同时,又大大增强了系统对参数摄动的鲁棒性.实验证明,该方法实现简单、控制效果良好.

基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制88-91

摘要：针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象.此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向上的不同步进行了负载动态补偿.仿真结果表明,此种控制方案是十分有效的,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,从而能够较好地满足被控对象对高精度的要求.

微分反馈控制在永磁伺服系统中的应用研究92-97

摘要：PI调节器用于伺服系统闭环控制时,为保证伺服系统有快速响应,超调是不可避免的.本文研究微分控制(微分调节,微分反馈)对抑制系统响应超调的作用.通过求解微分方程的实时解,分析微分控制对闭环系统阻尼比及闭环零、极点的影响.分析表明,对实际的永磁同步伺服系统引入微分反馈控制,可使系统既有较快的响应速度,又明显地抑制伺服系统响应超调,从而使系统具有优异的响应性能.仿真和实验均证实了微分反馈对伺服系统控制的有效性.

双通道永磁同步伺服系统的容错性能98-102

摘要：航空双通道永磁同步伺服系统由双绕组永磁同步电动机与两套功率电路组成,在一个通道故障时能够实现容错工作模式,以提高系统的任务可靠性.论文研究了该电动机容错工作模式下静态和动态特性、允许工作电流和转矩,通过仿真分析了伺服系统在容错模式下电机功率损耗与控制性能的关系.

高频连续脉冲作用下电机绝缘局部放电信号的提取103-107

摘要：局部放电是引起PWM变频电机绝缘在高频连续脉冲条件下发生老化的重要因素之一,严重时将导致电机绝缘的击穿.由于高频连续脉冲的上升时间为ns级且幅值为kV级,既加剧了电机绝缘的老化程度,也对局部放电检测系统提出了高要求.为了有效提取局部放电信号,本文提出一种新型的脉冲电流传感器(ICS).基于该传感器建立了一套局部放电测试系统,以牵引电机电磁线绞线对为试样进行局部放电测试.测量结果表明该测试系统能有效提取平顶区域的局部放电信号,对研究脉冲电压作用下的局部放电对绝缘老化的影响具有重要价值.

转移函数应用于变流器的谐波分析108-113

摘要：运用转移函数法分析变流器两侧的谐波,考虑了晶闸管的换相过程以及触发角由于某种控制需要而受到余弦信号的调制过程,为工程实际中谐波的估算提供了方便和较为精确的方法.本文对转移函数作了简明的论述和推导;运用转移函数得到的谐波分析模型,对变流器端的谐波构成及其含量进行了分析;最后用仿真计算验证了公式的有效性和精确性.