数控机床永磁伺服电机绕组串并联换接性能实验研究

为提高数控机床永磁同步电机调速比,提出了绕组串并联换接的方案。阐述了绕组串并联换接的实现方法,对串并联换接造成电机参数和运行性能的变化进行了理论分析。搭建了实验平台,对绕组串联、并联及串并联换接电机在电流、电压、转矩等方面进行实验和分析。通过实验可知,在工艺条件许可的情况下绕组串并联换接是扩展运行范围的有效方法之一。     

永磁无刷单相电机场路耦合有限元仿真与实验研究

针对永磁无刷单相电机在异步起动时必须借助起动副绕组而需进行电容切换,导致电机结构复杂和可靠性降低的问题,首先从电机的电磁设计入手,提出了一种电机磁路不对称、具有自起动能力的永磁无刷单相电机结构,然后采用V/f控制的变频控制方法,实现了电机带额定负载的平滑自起动和稳定运行。并利用Maxwell软件建立了电机的场路耦合有限元仿真模型,对电机及其控制系统进行了仿真分析。最后利用样机及其控制器的实验平台对样机系统的各种运行状态进行了实验测试,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比分析,两者达到了很好的一致性。研究结果表明,气隙不对称永磁无刷单相电机系统具有自起动迅速、运动平稳、效率较高的特性,在空调等家用电器领域具有很好的应用前景。     

基于虚拟仪器技术的异步电机定子匝间短路故障在线监测系统

为实现对异步电机定子匝间短路故障进行在线监测,提出了一种基于虚拟仪器技术的故障监测系统设计方法.以高性能ARM微处理器S3C2410X作为电机物理量采集的核心,利用LabVIEW7.0虚拟仪器开发平台计算电机定子负序电流,并考虑电机绕组先天不平衡因素,定义了故障灵敏度因子反映匝间短路故障程度.实验结果表明:该系统有较好的可靠性和实时性,并具备较强的匝间短路故障辨识能力,方法可行.     

“一变多控”系统在大型高压煤磨中的应用

针对永磁直驱系统"一对一"控制模式不能使系统整体节能效果达到最佳的问题,对永磁直驱电机与"一变多控"控制系统相结合方面的问题进行了研究。阐述了大型高压煤磨用永磁直驱电机的设计方法,以及"一变多控"控制系统的设计方法;在永磁直驱电机设计上,基于Matlab编写路算程序与Ansoft有限元分析结合的方式,建立了永磁直驱电机模型,并分析了电机稳态特性;在"一变多控"控制系统设计上,在现有"最大转矩电流比"控制方式的基础上加以改进,添加了切换回路,提出了一种行之有效的控制流程;并制作样机进行了实验验证。研究结果表明:该"一变多控"系统中,永磁直驱电机稳态参数均可达到用户需求;"一变多控"控制系统在切换过程中电流与电压均未出现冲击。     

異步电机定位运行探讨

近年米在自动线设计中,往往采用在异步电机相绕组中串入二极管的方法,来实现异步电机的反向定位,但对其原理及运行特性还缺乏系统深入的分析。文章从电机理论出发,对异步电机定位运行的原理作了一些理论探讨。文章提出一种新的异步电机的正向定位的概念。通过分析,导出了正向定位的条件和设计原则。文章对定位运行的儿种接线作了类比,并得到最优选择。     

采用异步电机的42V汽车起动/发电机系统

论述基于异步电机和PWM变流器串联构成的42V汽车起动/发电机系统,采用转子磁场定向矢量控制方法使电机带动发动机顺利起动,并在电机发电时有效控制变流器的输出电压,着重分析了系统从起动到发电的四种状态并进行了仿真实验,结果表明该系统具有良好的性能。     

基于观测器的感应电机故障检测方法及应用

定子绕组和转子绕组的故障是导致感应电机失效的主要原因之一,实时监测电机运行状况不仅可以提高电机运行的可靠性,而且可以避免不必要的经济损失,因此及时而有效地检测感应电机绕组故障是完全有必要的.首先对感应电机定子绕组和转子绕组的故障特性进行分析,并对其故障进行了建模,然后利用感应电机d-q坐标系的状态空间数学模型,提出了一种鲁棒观测器的设计方法,该方法不仅对未知输入扰动具有良好的鲁棒性,而且对绕组故障具有很高的灵敏度,最后对模拟的绕组故障进行了实验,结果证实该方法是正确有效的.同时该方法的提出对实际工程应用也具有一定的参考价值.     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

参数不确定条件下基于 I&I 的异步电机鲁棒控制新方法

针对不确定参数存在条件下异步电机( IM )难以精确进行动态控制的问题,提出了一种基于浸入与不变性( I&I )理论的鲁棒控制方法。在故障工况(转子绕组渐增及负载突变)导致异步电机电气参数存在不确定性的情况下,基于 IM 系统动力学和 I&I 基本原理,通过设计补偿器实现了电机的鲁棒控制,并基于 Lyapunov 直接稳定性方法证明了所设计控制器的渐近稳定性。最后,通过仿真和实验对所提控制方法的有效性和适用性进行了验证。结果表明,所提出的控制方法在参数不确定条件下鲁棒性良好,且在参考信号类型改变时, IM 输出信号仍能够准确、快速地跟踪参考信号。     

三相异步电机机械特性测试系统研究

针对高校电机教学实验中三相异步电机机械特性不稳定区不易测试的难点,对转速基于闭环控制的三相异步电机特性测试系统进行新的设计。该设计运用模糊控制算法,来实现实验台转矩的数字化控制,从而完成感应电机特性不稳定区的人工智能化测试。实验表明,新测试系统符合异步电机实验要求,并为全新智能化电机测试平台的开发提供依据。     

基于UML的网络虚拟实验平台界面的设计和开发

网络虚拟实验是指基于Web平台模拟实验操作的全过程,以实现与真实实验相近的实验效果。针对网络虚拟实验平台的界面设计需求,使用统一建模语言（UML）对虚拟实验界面进行分析和建模,描述了实验界面开发的全过程,并以现场总线虚拟实验为例进行说明。     

基于Pro/TOOLKIT的绕线机主轴箱参数化设计与分析

针对当前绕线机不同轴数主轴箱设计与分析时必须逐一建模,设计效率低下的现状,采用二次开发工具Pro/TOOLKIT,对菜单和MFC对话框开发设计的关键技术进行了研究;利用C/C++编程技术和三维模型动态参数,通过动态链接库,开发了与Pro/EWildfire4.0系统集成的主轴箱设计模块;可自动生成IGES文件,并导入A...     

精密电压互感器绕线机的初步设计与运动仿真

介绍了一种新型电压互感器绕线机的初步设计、各主要部件的选择及其运动仿真.该机在实验过程中运动状况良好,为电压互感器绕线机的开发和大批量绕制精密电压互感器提供了可靠思路和重要依据.     

细丝拉丝机张力控制系统设计与仿真

拉丝机卷绕张力是细丝拉丝生产过程中的重要因素.为解决钢丝拉丝过程中张力过大时易拉断、张力过小时卷绕效果差等问题,将基于PID控制算法的PLC技术应用到细丝拉丝机张力控制系统中,开展了张力产生原因及控制方法分析,建立了收卷速度与细丝拉力之间的关系及模型,提出了以PLC为核心控制器的张力控制方法;最后,基于Matlab Simulink对上述细丝张力控制系统进行了评价,并开展了相应的仿真试验.研究结果表明,该张力控制系统可以对拉丝机实现良好的控制效果,其响应快、超调小,具有较高的精度和稳定性.     

A sparse auto-encoder-based deep neural network approach for induction motor faults classification

This paper presents a deep neural network (DNN) approach for induction motor fault diagnosis. The approach utilizes sparse auto-encoder (SAE) to learn features, which belongs to unsupervised feature learning that only requires unlabeled measurement data. With the help of the denoising coding, partial corruption is added into the input of the SAE to improve robustness of feature representation. Features learned from the SAE are then used to train a neural network classifier for identifying induction motor faults. In addition, to prevent overfitting during the training process, a recently developed regularization method called “dropout” which has been proved to be very effective in neural network was employed. An experiment performed on a machine fault simulator indicates that compared with traditional neural network, the SAE-based DNN can achieve superior performance for feature learning and classification in the field of induction motor fault diagnosis.     

基于GSPN模型的系统动态可靠性仿真研究

分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷,提出基于广义随机Petri网（GSPN）的复杂系统动态可靠性建模方法,将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁,采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程,以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换,建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题,提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法,通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计,计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例,验证了所提方法的可行性。     

纤维缠绕机自动更换芯模机构的设计

分析了纤维缠绕机在缠绕过程中将芯模从输送架送至缠绕机的运动过程。设计了一套自动装卸芯模的机构,以解决更换芯模劳动强度大,效率低的问题。论述了自动装卸芯模机构的总体结构、搬运部分和传输部分的设计,为建立自动装卸芯模机构的模型并进行速度控制奠定了基础。     

机床结合部动力学建模与辨识方法的研究

针对机床结合部动力学建模与辨识过程中对子结构间耦合关系与内部激振对外部响应影响考虑不充分问题,采用频响函数矩阵建立完备的机床结合部动力学理论模型;基于力学平衡条件和位移兼容条件推导了辨识方程,提出一种新的动力学辨识方法;辨识过程中融入了子结构间耦合关系,将难测频响矩阵作为中间变量抵消,避免使用难以测量频响或估算难以测量频响所引入的方程误差。在此基础上,将辨识方程拓展至整个测量频段,构建包含辨识关系的矛盾方程,通过最小二乘法求解确定了结合部的等效动刚度,建立了结构的有限元模型。为验证方法的正确性与可行性,基于LMS试验平台进行了现场试验,获得了良好的试验效果;与缩减维度、忽略内部激振作用的建模方法进行了对比分析,结果表明本文方法具有更好的预测性。     

复合材料布铺放缠绕机设计与控制技术研究

复合材料布铺放缠绕机是实现某型火箭筒布铺放与布带交叉复合缠绕的关键工艺装备,是集机械、电子、气动、控制、软件和数控等技术于一体的多学科交叉综合应用的复杂设备[1]。本文针对某复合材料绝热层缠绕制品成型工艺的结构特点,详细地介绍了复合材料布铺放缠绕机的结构、组成及实现方式,并对成型工艺及物理参数控制进行了深入研究。该设备的开发,极大地提高了某型火箭筒复合材料缠绕制品质量,解决了该型复合材料零部件成型过程中的关键性制造技术难题。     

酚醛树脂基玻璃纤维预浸带缠绕圆筒工艺参数优化

相较于传统的复合材料成型方法,预浸带缠绕技术凭借其独特的成型特点已发展成为筒形类构件重要的制造手段。缠绕过程中,多种工艺参数耦合作用,不可避免地使制品存在残余应力,继而引起不同形式的制品缺陷。基于此,针对预浸带缠绕圆筒工艺进行分析,以缠绕张力、缠绕温度及缠绕速度为参数变量,并采用Box-Behnken方法进行实验设计;同时,利用二次多项式回归模型建立制品残余应力与输入参数之间的映射模型,并通过方差分析验证了模型的可靠性及有效性,继而讨论了工艺参数耦合对残余应力的影响规律;最后采用响应面法对获得最优工艺参数组合进行实验,实验结果表明最小残余应力为22.52 MPa,最大预测误差为6%,结果满足工程要求。