电网不对称条件下异步电机空间电压矢量的直接转矩控制策略研究

针对三相电网存在三相电压不平衡,造成电机的电流畸变,影响异步电机的磁链形成和转矩性能,提出了基于正序d-q坐标系抑制电机逆变器网侧负序电流的不平衡控制策略。在分析异步电机直接转矩控制的基础上,详细推导出三相不平衡电网的控制算法;提出了采用前馈解耦的电压空间矢量控制(SVPWM)算法,抑制电网负序的引起的电流畸变,克服了对感应电机的转矩脉动影响。给出了一个1 kW感应电机直接转矩控制试验结果,证明了该策略能有效地抑制电网电压不平衡运行时对异步电机逆变器的网侧电流畸变影响,提高了系统运行性能。     

永磁同步电机直接转矩控制系统中温度的影响分析

电机在运行过程中发热造成线圈绕组温度升高,从而引起电机参数的变化。详细分析了温度升高对磁链观测和转矩估算的影响,并利用MATLAB/Simulink软件在25～100℃内进行大量仿真。仿真结果表明:在直接转矩控制系统运行过程中,当永磁同步电机转速为1 200 r/min时温度对其影响较小,可以忽略不计;而转速为120 r/min时温度对其影响较明显,甚至会使系统不稳定。     

基于模型预测电流控制的伺服电机系统转矩脉动抑制研究

永磁电机实际的气隙磁场分布非正弦,会导致反电动势波形中也存在相应的谐波分量,从而引起额外的转矩脉动,进而导致振动、噪声,降低系统的控制精度。为解决这一问题,提出一种基于谐波注入的永磁电机模型预测电流控制方法。建立适用于任意相永磁电机反电动势谐波产生的脉动转矩通用解析模型;基于此模型,从控制的角度出发,提出采用电流谐波注入以补偿反电动势谐波引起的转矩脉动控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般表达式,并通过模型预测电流控制方法对电流进行控制。为验证所提出方法的有效性,以一台三相12槽10极表贴式永磁同步电机为例,通过MATLAB/Simulink设计考虑反电动势谐波的电机仿真模型,搭建基于谐波注入的电机控制系统。此外,为进一步验证所提出的方法正确性,也进行相应的试验验证。结果表明：谐波注入前、后电机的转矩脉动峰峰值从2 N·m降低到1.3 N·m。     

高频电磁场对灰铸铁石墨形态的影响

采用频率为50 kHz的高频电磁场对灰铸铁熔体进行处理,探讨了高频线圈匝数、通电电流和处理时间对灰铸铁凝固组织的影响.试验结果表明,高频磁场有效地改变了灰铸铁的石墨形态,使长直粗大的片状石墨变成均匀细小弯曲的形态.合适的线圈匝数和电流大小能够在短时间内达到显著的细化效果,其主要原因是电磁力引起的剧烈电磁搅拌作用和高频感应热效应.     

磁流变液与形状记忆合金复合制动性能研究

针对现有磁流变液制动器使用存在发热严重的缺点，设计一种磁流变液与形状记忆合金复合制动装置，利用装置在制动过程中产生的热量，使形状记忆合金弹簧产生附加的摩擦转矩，提高了装置的制动转矩。阐述该复合制动装置结构和工作原理，进行磁场有限元分析、形状记忆合金弹簧挤压力分析以及复合制动转矩分析。结果表明：磁流变液传递的转矩随电流的增大而增大，形状记忆合金弹簧的摩擦转矩随温度的增加而提高；当线圈电流为3 A、温度达到100℃时，复合制动转矩比单一的磁流变制动转矩提升约31.4%。     

电源缺相保护电路的探讨

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠,开关电源有时会出现缺相运行的情况,且掉相运行不易被及时发现。三相电机在现代工业中使用非常普遍,其开关主要由三相交流接触器控制,其控制原理是:三相交流接触器线圈的其中一个输入端与三根入线相线中的其中一根连接,三相交流接触器线圈的另一个输入端串接起动装置后三根入线相线中的另一根连接。打开起动装置后,三相交流接触器线圈通电产生磁性,吸引触点开关闭合,电路接通,三相电机开始运行。若与三相交流接触器的线圈连接的两根相线其中一根断电,则三相交流接触器的线圈断电,磁性消失,三相交流接…     

机床驱动电机的两例特殊故障

1．交流电机故障国产CWl100车床，其快速电机是三相交流鼠笼式电机、型号为地一32－6，豆．skw。开滑板快速时，走几下就闷车，然后崩保险丝，怀疑是滑板机械传动部分太沉、使电机过载。于是用扳手盘动其传动轴，滑板运行自如，模电机外壳烫手，温升很高，怀疑可能电机三相电流不平衡，查主回路，及其控制回路，均正常。电机三相统组的阻值均为m，拆下电机、使其不带滑板机构、通电空载试验。结果发现：电机三相电流均为ZA，而且工作近1个小时电流也没有变化，反而使电机的温升下降了。听电机的轴承，运行时没有杂音。最后，将卧式电机，…     

QJX□系列星三角起动器

一．改善星角换接的方法交流三相鼠笼式异步电动机（以下简称电动机），在起动过程中有5—7位额定电流（Ie）的起动电流出现，在机床电力拖动中大多数设备处于空载起动，而起动转矩约为0．8倍额定转矩这必然产生较大的加速转矩（加速转矩当电动机容量超过7．5KW时，过大的起动电流将引起电网电压波动，影响其它设备的正常运行，过大的加速转矩也会对驱动对象的传动系统造成较大的冲击力。为此，工业上较大电动机大都采取了减压起动方式，以降低起动电流和起动转短。减压起动一般有两种控制方式，一种是自藕补偿器起动，一种是星三角起动。…     

钛合金扁形锭冷坩埚电磁约束成形工艺参数研究

在自行研制的多功能冷坩埚电磁约束定向凝固装置上进行了钛合金扁形锭的冷坩埚连续成形实验，考察了不同参数下的成形工艺过程，分析了工艺参数变化对所成形钛合金锭质量的影响程度。结果表明：增大感应线圈匝数和增加加热功率可提高铸锭表面质量，但是提高抽拉速度和降低底料与线圈之间的相对位置会降低表面质量。在所研究的参数中，对铸锭表面质量影响的上次因素为，感应线圈的匝数最大，加热功率次之，抽拉速度再次，最后为底料相对线圈位置。在讨论这些参数的作用原理基础上，提出了可获得良好表面质量的工艺参数，铸造出表面光滑、无裂纹缺陷的钛合金扁形锭。工艺参数对铸锭宏观组织的影响表现在随感应线圈匝数的增多和抽拉速度的减小，铸锭晶粒的数量减少，晶粒偏离轴向程度减小，后续实验表明在截面形状近似为矩形的冷坩埚下可以获得既有良好表面质量又具有定向组织的钛合金扁形铸锭。     

单二极管整流三相异步电动机能耗制动线路的计算

能耗制动具有制动平稳准确，制动能量损耗少两大优点。单二极管整流三相异步电动机的能耗制动又有设备简单、成本低、体积小的优点，因而常用于10kw以下电机的制动线路，如图】所示。图中，VI为整流二极管，民d限流电阻，虚线框内为电动机的等效电抗。一．原理简介接触器KMI吸合时制动开始，电动机的定子绕组中通入经二极管半波整流的单向脉动直流电，工作气隙中存在恒定磁场。转子因惯性转动就会在其回路中产生感生电流，该电流在恒定磁场中产生与转子转向相反的制动转矩。若将二极管的极性对调，会改变定于绕组中的电流方向，相应使工作…     

矩形电磁冷坩埚连续铸造钛合金的成形性研究

在自行研制的多功能冷坩埚电磁约束定向凝固装置上进行了钛合金扁形锭的冷坩埚连续成形试验,考察了工艺参数变化对所成形钛合金锭成形性的影响.结果表明增大感应线圈匝数和增加加热功率可提高铸锭表面质量,但是提高抽拉速度和降低底料与线圈之间的相对位置会降低表面质量.在所研究的参数中,对铸锭表面质量影响的主次因素依次为感应线圈的匝数、加热功率、抽拉速度、底料相对线圈位置.在讨论这些参数的作用原理基础上,提出了可获得良好表面质量的工艺参数,获得了截面为矩形、表面光滑、无裂纹缺陷的钛合金矩形锭.     

FeSiB非晶薄带的磁阻抗效应

研究了频率、磁场强度、线圈匝数以及退火对Fe78Si9B13非晶薄带的磁阻抗效应的影响。结果表明:阻抗随频率的升高和线圈匝数的增多而增大,随磁场强度的增大而减小;阻抗变化幅度随频率的升高、磁场强度的增大和线圈匝数的增多而增大;退火可以提高阻抗及阻抗变化幅度。     

直流电磁泵磁感应强度数值模拟

针对液态金属传输用直流电磁泵内部磁场区域的磁场分布问题,建立了电磁铁三维有限元模型并进行模拟计算,探究了电磁铁不同聚磁头截面尺寸、励磁电流大小和线圈匝数对聚磁头间隙处磁感应强度分布的影响。结果表明,聚磁头截面尺寸为铁芯截面尺寸的50%~60%时磁隙处磁感应强度最强;随励磁电流的增大,线圈匝数的增加,磁隙处磁感应强度均呈现增长趋势,受铁芯材料特性影响,励磁电流与线圈匝数分别在1 300 A和20匝时,磁隙处磁感应强度达到饱和状态。     

基于模型预测算法内置永磁同步电机弱磁控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在弱磁控制阶段的不稳定性以及运行时所产生的转矩和电流波动等问题，提出根据电机不同区域运行特点，将其分区域进行预测控制，提高运行效率与稳定性。该方法将有限集模型预测转矩控制与内置式永磁同步电机相结合，分成3个控制区域，根据电机基速阶段最大转矩电流比和高速弱磁阶段最大转矩电压比控制以及逆变器特点在各区域提出不同的成本函数对电机进行有效约束，然后利用特定的转折条件使区域之间平稳过渡，完成电机转速的提升。方法能够实现电机在不同控制区域的稳定运行，有效发挥电机潜能，保证电机高功率输出。通过仿真验证了该方法的正确性与可靠性。     

非对称V形内置式永磁同步电机电磁特性分析

非对称磁极内置式永磁同步电机可以在不降低电磁转矩的情况下有效降低齿槽转矩和转矩脉动，拓宽调速范围，电机结构可靠，制作难度低，在转矩性能要求高的场合具有广泛的应用前景。为研究非对称磁极转子磁场偏转后引起的电机电磁特性的变化，建立了新的数学分析模型，结合有限元分析方法对不同磁极结构永磁同步电机的电磁性能展开分析。仿真结果表明：非对称磁极结构可有效降低内置式永磁同步电机的转矩脉动和齿槽转矩；磁极正向偏移后在最大转矩电流比控制策略下具有更宽的恒功率区调速范围。最后，给出了非对称磁极永磁同步电机在实际工程应用时控制策略的实现方法。     

基于红外热像技术的电机定子线圈腐蚀诊断研究

为了实现对电机定子线圈腐蚀缺陷的精确诊断,建立电机负载实验台,采用红外热像技术对三相异步电动机进行检测实验,获取不同工况下电机运行红外热像图,分析得到电机定子工作中的温度场数据及温度-频率曲线,通过分析数据,获取电机定子线圈因腐蚀导致的缺陷和绝缘性变化等损伤对应的红外特征及温度场变化规律。结果表明,通过对三相异步电动机定子线圈红外热像云图分析及验证,能够诊断电机定子线圈是否存在腐蚀及腐蚀位置。研究结果为电机定子线圈的故障诊断及预测提供了一种直接有效的新方法。     

筒体内壁堆焊焊后消氢感应加热温度场的数值模拟

采用有限元方法对堆芯补水箱筒体内壁堆焊焊后消氢感应加热温度场进行了数值分析。针对筒体的结构特点,设计了一种加宽的C型感应线圈。研究了感应线圈的匝数、线圈与筒体的距离、线圈电流、电流频率对筒体温度分布的影响。结果表明,感应线圈的形状决定了筒体温度场分布的形态,线圈中心对应筒体的温度比四周的温度高。线圈匝数、线圈电流和电流频率越大,筒体升温速度越快,温度分布越均匀。当线圈电流为215 A、电流频率为10 kHz、线圈匝数为15匝、线圈与筒体之间的距离为25 mm时,筒体加热时的温度分布均匀性较好,能够满足焊后消氢的工艺要求。筒体感应加热试验的结果表明,模拟温度与试验温度变化趋势相同,温度值较为吻合。     

电流频谱识别法在柱塞泵故障诊断中的应用

以电机拖动轴向柱塞泵为研究对象,依据液压动力系统运行时机电液参量间的耦合效应,深入分析了柱塞泵发生单柱塞泄漏故障下引起的流量、电磁转矩、电流发生故障脉动的机制。利用AMESim对其仿真分析,其结果表明:在柱塞泵发生单柱塞泄漏故障下系统流体参量出现故障脉动频率,再通过电机与泵的耦合反向作用于电机电流信号,使其出现表征发生该故障的边频分量,且特征频率幅值随着负载增大而增加,为从电流信号中提取轴向柱塞泵故障信息提供了一种新思路。     

调整不平衡负荷减少电能损耗

在低压供电系统中，常采用三相四线制供电，目前为保证安全用电，设备外壳还采用了专用的接地线路。单相用电设备(如照明系统、单相电炉等)及多相设备的不对称负荷运行，会使三相电流幅值及其相角互不相等。另外，线路运行中出现的短路故障，如单相短路、两相短路，也会造成三相电路的不对称。采用三相四线制供电，可以使不对称的三相负载仍然得到对称的三相电压，只要零线可靠，     

开关磁阻电机直接转矩控制性能改进策略

结合自适应实时换向机制提出一种开关磁阻电机(SRM)的改进型直接瞬时转矩控制方法。首先选择一个可达到最大转矩输出的开通角；然后进行动态调整，补偿瞬时转矩误差；再选择一个满足SRM所需的最小关断角，结合相电流检测控制器不断调整该值，使得输出相电流在电感剖面的负斜率之前衰减到一个较低的有效值，以防止产生严重的负扭矩。充分利用了电机的转矩输出能力，将转矩脉动降到最低，提高了电机效率。在一台3相1500 W 12/8 SRM上进行了仿真和实验，得到速度从500～1000 r/min变化时和负载从1 N·m～2 N·m变化时系统的开关角、实时平均转矩和采样电流的动态变化情况。仿真和实验结果都证实了所提策略在降低转矩脉动和提高电机效率方面的可行性和有效性。