神经网络预测算法在抽油机节能电机系统中的应用

抽油机在工作时,每台电机的实际负载都是不相同的,如何根据工作过程中抽油机的实际负载来调整电机的实际输入电压对提高抽油机的效率有着明显的提升。本文采用了神经网络预测算法对电机实际输入电压进行预测,讨论了神经网络预测算法参数对预测结果的影响,并对神经网络预测算法获得的预测值与实测值进行了对比。结果表明本文提出的神经网络预测算法能够对电机最佳工作电压进行预测。     

电动汽车永磁同步电机转子温度估计

针对永磁同步电机中转子温度过高导致永磁体永久失磁等问题,对永磁同步电机转子温度进行在线估计显得尤其重要.考虑到电机内部实际传热特性和实时温度估计的要求,基于集中参数模型的方法提出了五节点简化等效热模型,推导出电机温度估计状态方程;考虑到离散后的状态方程中节点温度的导数与节点温度和发热损耗的线性函数关系,提出了使用多元线性回归的办法对状态方程参数进行离线辨识,而不是传统温度估计方法中对电机参数的辨识;确定状态方程参数后,基于状态方程对电机转子温度进行在线估计.通过台架实验,在堵转、低速和高速混合工况条件下基于状态方程对电机转子温度进行了预测,将模型预测温度与实际测量温度对比,温度估计误差小于6℃.实验结果验证了所提出的热模型和温度估计算法的准确性,并且较低的模型阶数易于在汽车嵌入式系统中对转子温度进行实时估计.     

基于变频控制系统的电机温度检测

电机过热保护是很多家用电器设计者需要面对的一个问题,大多数工程师会通过在电机上增加硬件的断路开关或者温度检测装置来实现对电机的保护。但这样不仅增加了系统成本,而且也会降低电机本体的可靠性。本文通过软件来实现电机温度的检测,并实现对电机的保护。由于电机定子线圈电阻与线圈温度的对应关系,所以在三相电机的变频控制过程中加入应用软件算法来实现对定子线圈电阻的测量,然后根据电阻计算得到电机温度,根据测量的电机温度来实现对电机过温的保护。另外,本算法还加入了电机温度校正功能,从而取消了由于不同电机之间参数差异而引起的温度测量误差。经过验证,该算法测量的电机温度精度高,完全可以满足对电机的过温保护。     

电动汽车电机故障时间的粒子群优化灰色预测

电动汽车电机故障因素多,可靠性分析需要大样本数据,为准确预测电机的故障时间,建立了故障率较高元件的故障树模型,给出了其可靠性计算式,并将基于小样本数据的灰色算法引入到电机可靠性计算中,利用传统和改进灰色模型进行仿真分析。为了进一步提高预测精度,以两种灰色模型为基础,利用粒子群算法的全局寻优能力,提出了以均方差最小为目标函数的优化模型,对电机故障时间进行预测,并利用两组实测数据进行了验证。结果表明,优化算法的相对平均误差分别为3.36%和5.05%,相对误差最大值分别为5.62%和8.41%。该结果验证了所提算法的有效性,为电动汽车电机的故障预测提供了理论依据。     

基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别

监测永磁电机的永磁体温度对于保证电机的使用寿命至关重要,因为过高的温度会产生永磁体不可逆失磁现象。提出了一种基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别方法,实现用热网络监测永磁体的温度。该方法首先建立永磁电机的热网络模型,利用粒子群优化算法结合电机温升试验所得温度数据对热网络模型的主要热力参数进行识别;然后利用该热网络模型进行在线温度识别,识别过程能够快速收敛,具备良好的辨识精度;最后,通过对比仿真识别温度和电机温升试验数据,验证了该方法的准确性。     

基于I-WNN的高温潜油电机温度拟合与预测

为了保障高温潜油电机高效、稳定运行，及时避免电机因运行温度过高而发生故障，进而影响生产，需要在无温度传感器情况下获取其井下温度。基于这一情况，提出了基于I-WNN的高温潜油电机温度识别与预测方法。首先对高温潜油电机运行数据进行分类；然后利用改进小波神经网络对历史数据进行训练，建立高温潜油电机运行数据与温度的映射关系，并对小波神经网络权值参数进行寻优操作得到最优权值；最后通过实验仿真，得到高温电机拟合温度值与预测温度值。     

基于短时间温升试验和参数估计模型预测稳定温度

电机在稳定运行状态下的绕组温度是反映电机性能的重要参数。通常,检测机构依据GB/T1032-2012中规定的方法进行温升试验,至少需要持续3小时,甚至达到6小时。短时间内求取电机稳定温度能够提升检测机构温升检测试验的效率,节约检测机构大量的电力成本和人工成本。同时,根据预测温度能够监测绕组温度,避免绕组的绝缘漆损坏而导致电机烧毁。通过研究均匀纯铜的指数发热规律、创新实时带电测量绕组温度的装置和基于线性逼近方式建立参数估计模型的方法,搭建了在短时间高精度预估电机温度的系统。在对不同功率段电机进行现场温升实验验证中,结果表明系统能够高效准确的预测电机的稳定温度。     

永磁同步电机的无差拍电流预测控制

传统磁场定向控制在同步旋转坐标系下使用PI调节器对电机的直交轴电流分别进行控制,存在PI参数整定复杂,电流动态响应较慢等缺点。为了提高电机电流的动态性能,介绍一种无差拍的预测电流控制算法。首先介绍无差拍电流预测算法,推导出永磁同步电机的预测控制模型,然后对算法的稳定性进行分析,得出算法的稳定区间,采用一种鲁棒控制方法使得该控制算法在电机参数误差时也能大范围稳定,最后通过仿真对该算法进行验证。     

基于改进蚁群算法的预测电流控制

预测电流控制方式在电机控制领域具有许多优势,然而在电机实际运行时,该控制方式会导致电机参数发生变化,参数的变化会导致模型的准确性出现偏差,电机进而产生电流静态误差,最终的控制效果会很不理想.本文对传统蚁群算法进行了改进,利用改进后的蚁群算法对电机的相关参数进行在线辨识,并修正模型,完整地实现了预测电流控制.最后用Matlab进行仿真,实验结果表明,改进后的算法大大提升了系统的稳定性,达到了消除电流静态误差的目的.     

基于Wiener过程的电机主绝缘材料寿命预测方法

主绝缘性能是电机可靠性评估的重要指标之一，对电机主绝缘材料进行寿命预测具有重要意义。本文对高性能电机主绝缘材料6050聚酰亚胺薄膜进行恒定温度应力加速退化试验，得到不同温度应力下电机主绝缘材料的三种指标参数。选取线性的最大局部放电量为退化特征量，并建立基于Wiener过程的电机主绝缘材料退化模型。利用极大似然估计法对Wiener过程中的未知参数进行估计，得到不同温度应力下电机主绝缘材料寿命的概率密度曲线与可靠度曲线。利用加速应力下的Wiener过程参数和加速退化试验数据建立阿伦尼斯模型，进而外推出正常温度应力下电机主绝缘材料的伪失效寿命。本文为不同温度下电机主绝缘材料的寿命预测和高效运维提供了理论指导，为电机系统的可靠性提升提供支撑。     

航空电机及控制器的温度场仿真分析

对一种航空用高功率密度无刷直流电机,建立电机和控制器一体的三维热仿真模型。根据电机系统内部热交换及传热学相关理论,确定系统内散热系数与热边界条件,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对建立的热仿真模型进行温度场仿真与分析,得到了不同环境温度变化情况下电机和控制器的温度场分布和温度对时间变化的曲线。经与试验得到数据进行对比分析,验证了仿真的准确性。这对电机和控制器的设计与温度场计算提供了依据。     

真空干泵用屏蔽电机温度场仿真分析与试验

针对真空干泵用屏蔽电机在额定运行过程中温升过高导致绝缘老化,影响机组运行安全的问题,对1台4.5 kW真空干泵用水冷式屏蔽电机的水冷结构进行了设计,并进行了温度场仿真分析和试验。利用机械软件建立了屏蔽电机三维模型,借助有限元分析软件建立屏蔽电机温度场计算的仿真模型,设置热源激励和边界条件,获得了电机内各部件的温度场分布规律,并分析了冷却水流量、水道宽度、水道数及冷却水温对电机温升的影响;搭建试验平台进行温升试验,获得了从冷态起动到温升稳定过程中各部位温度,绘制温度随时间变化特征曲线。温度场分析与试验结果表明该电机设计合理,为后续的真空泵用屏蔽电机温度场分析及冷却系统的选择提供了一定的参考依据。     

高功率密度电机控制器的IGBT模块损耗及结温计算

为设计可靠性高的高功率密度电机控制器,计算绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的损耗和结温至关重要。以某电动汽车用高功率密度电机控制器为研究对象,分析了利用数据手册计算IGBT模块损耗和结温的方法,利用FLUENT软件计算出实际冷却水温度下的热阻值,解决了数据手册中热性能数据不完善的问题。基于Matlab软件的M语言开发了损耗及结温计算程序,可以计算出不同工况下的损耗和结温等重要参数,为电机控制器的热设计提供指导。     

低能耗多功能电动机保护系统设计

讨论了通过在线监测电动机的电压、电流及有功功率,实现电动机失压、短路及温度超限等故障的速断保护。给出一种能够综合判断电动机运行参数,并根据电动机温度是否超限,决定是否切断电机电源的保护电路。电路能够根据不同的电动机设定参数,具有较好的适应性,安装方便,运行可靠稳定。该保护电路与传统的保护电路相比,不仅无需考虑交流接触器的热稳定性,还省去了热继电器、交流接触器等保护装置的能耗。     

48 V被动油冷感应电机冷却性能研究

以48 V扁线绕组感应电机为研究对象,采用COMSOL软件温度场仿真计算方法,研究感应电机的转子旋转搅动冷却油的被动冷却方式对感应电机温度场分布的影响和热均衡效果。将三维电磁场分析的难度降维为电机轴向中部平面进行二维电磁场分析,以简化计算并得到其磁通密度分布图,由此计算出电机各部分的损耗值。建立该电机简化的三维全域仿真模型,并对其进行了大电流工况下瞬态热分析,仿真结果表明：被动油冷电机中气隙、转子、绕组的温升得到了明显减少。在两台相同性能参数的电机上进行空气冷却和被动油冷方式冷却温升试验,试验结果表明：与风冷系统相比,被动油冷系统能显著改善电机的转子、扁线绕组的温升,电机输出功率得到明显提升,是一种较为经济且可靠的散热系统。     

基于MSP430的低压电动机保护装置的设计及研究

基于MSP430的电动机保护装置是在传统的电机保护装置上集成了多种保护措施,实现了对低压电动机故障的判断和保护.本文系统地分析了电动机故障,通过以电流为判据,将电机保护分解为过流、负序和零序保护3大类,由此可基本覆盖电动机所有常见故障类型.本文介绍了保护装置采用的保护算法,使用带减法滤波的傅氏算法.硬件电路的构成及其特点也给予详细的介绍.最后提出了软件设计流程.经实验表明,该装置能在故障时有效地保护电动机.     

浅析大中功率变频异步电动机冷却结构

对10 975 kW和1 300kW变频异步电动机冷却结构进行剖析,分析了两种不同冷却风路对电动机绕组及铁心温度分布的影响,并从电动机的原理上阐述了采取这种冷却结构的必要性,同时还介绍了两个规格电动机的热保护方式.     

基于无感线圈应用于电机在线检测和监控的探究

PT100和热电偶广泛用于在线实时检测电机工作时的绕组温度,但其可靠性和准确性对实验环境较为敏感,相关测温示值易出现波动。目前市场有设备能准确在线检测电机绕组电阻,但使用不方便而且价格昂贵。文中采用无感线圈能够可靠地、准确地测量出GB/T1032-2012和GB/T22670-2018标准的电机热试验停机零秒的温度,从而能准确计算出电机温升值。在线监控方面也相对传统的测温具有更可靠和更精准的优点,并通过自动控制实现对电机过温保护。     

感应电机定子温度监测的一种新方法

定子绕组温度监测是电机安全运行的重要保障。文中比较了两种温度监测方法，提出了一种新的定子电阻估计方法，从而可以直接得到电机定子绕组的温度。感应电机稳态运行时，具有转子磁铁与电流矢量正交的特性。而由于定子电阻估计误差的存在，使得电压型磁铁观测器得到的磁铁与电流并不正交，由此可推导出实际的定子电阻。由于定子电阻直接反映其绕组温度，适用于各种运行工况，因此文中提出的定子温度监测方法可以作为电机过热保护的一种辅助措施。