電梯用磁通切換永磁直線電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-10-15 04:19
近年來,隨著我國城市化進程的加快,高層和超高層建筑不斷增加,傳統(tǒng)曳引式電梯的鋼絲繩提升系統(tǒng)由于其固有缺陷已經(jīng)不能滿足人們的要求,而直線電機驅(qū)動的無繩電梯因具有無需中間轉(zhuǎn)換裝置、提升高度不受鋼絲繩限制等優(yōu)點而受到了極大的關(guān)注,是電梯未來發(fā)展的一個重要方向。磁通切換永磁直線(linear flux-switching permanent magnet,LFSPM)電機作為一種新型永磁直線電機,永磁體以及電樞繞組均位于初級短動子,而次級長定子僅由導(dǎo)磁鐵心構(gòu)成,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點,適合用于電梯等長距離軌道傳輸系統(tǒng)中。本文以一種電梯用新型模塊化雙邊LFSPM電機為研究對象,對該電機驅(qū)動控制系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵問題進行分析研究,同時搭建了以數(shù)字信號處理器為控制核心的控制系統(tǒng)實驗平臺。論文的主要研究內(nèi)容包括:1、介紹新型模塊化雙邊LFSPM電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和靜態(tài)特性;推導(dǎo)該電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型;闡述該電機主要參數(shù)的測量方法。2、研究了該電機的矢量解耦控制策略;對該電機運行過程中的推力波動問題進行分析,針對電機定位力偏大的問題,建立了定位力的數(shù)學模型,并采用電流諧波注入法對定位...
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
曳引式電梯基本結(jié)構(gòu)
浙江大學沈建新教授設(shè)計了一種改變端部附加齒位置的電機結(jié)構(gòu)[23],較好地減小了電機的定位力,其結(jié)構(gòu)如圖1-2 所示。在此基礎(chǔ)上,沈建新教授又提出了一種模塊化電機結(jié)構(gòu)[24],如圖 1-3 所示,該結(jié)構(gòu)將永磁體和磁障交替放置,在減少永磁體用量的同時,還具有磁路對稱、三相反電勢平衡、容錯能力強等優(yōu)點,較好地解決了端部繞組磁路不對稱的問題。但是該結(jié)構(gòu)不具備 FSPM 電機的磁路互補特性,存在反電勢非正弦,定位力偏大等問題。隨后,東南大學程明教授提出了一種磁路互補的模塊化電機結(jié)構(gòu)[25, 26],如圖 1-4 所示,這一結(jié)構(gòu)具備 FSPM 電機的磁路互補特性,使得電機的定位力更小,反電勢更加正弦,同時該結(jié)構(gòu)還具備較高的容錯能力。除了以上經(jīng)典電機結(jié)構(gòu)外,謝菲爾德大學 J.T.Chen 教授還設(shè)計了 E 型槽和 C 型槽的 LFSPM 電機結(jié)構(gòu)[27]
圖 1-3 模塊化 LFSPM 電機C2 C1 B2 B1 A2 A1永磁體 磁障 U型導(dǎo)磁鐵芯次級定子繞組λ1λ2初級動子τs圖 1-4 磁路互補型模塊化 LFSPM 電機 永磁同步直線電機驅(qū)動控制策略直線電機由旋轉(zhuǎn)電機發(fā)展而來,具有和旋轉(zhuǎn)電機類似的工作原理,因此旋轉(zhuǎn)電制方法也適用于直線電機。目前,電機中常用的控制方法主要包括以下三種:控制、矢量控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制,下面將對這幾種方法進行簡要介紹。1 恒壓頻比控制為保證氣隙磁通和轉(zhuǎn)矩不變,當電機的頻率改變時,需要維持電壓和頻率的比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]直線電動機直驅(qū)多轎廂循環(huán)電梯結(jié)構(gòu)及運行控制策略[J]. 許寶玉,王坤龍,賈言言,李孝坤. 礦山機械. 2017(12)
[2]基于滑模變結(jié)構(gòu)模型參考自適應(yīng)的電氣無級變速器無傳感器控制[J]. 朱瑛,程明,花為,張邦富,王偉. 電工技術(shù)學報. 2015(02)
[3]電梯技術(shù)發(fā)展及其趨勢[J]. 劉甲. 科技資訊. 2013(03)
[4]磁路互補型模塊化磁通切換永磁直線電機[J]. 曹瑞武,程明,花為,趙文祥. 中國電機工程學報. 2011(06)
[5]超級電容儲能裝置在電梯中的研究與實現(xiàn)[J]. 周小杰,曹大鵬,阮毅. 電力電子技術(shù). 2011(01)
[6]單相PWM整流器諧波電流抑制算法研究[J]. 高吉磊,張雅靜,林飛,鄭瓊林. 中國電機工程學報. 2010(21)
[7]永磁同步電動機無傳感器控制技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 谷善茂,何鳳有,譚國俊,葉生文. 電工技術(shù)學報. 2009(11)
[8]電梯節(jié)能及能源再生技術(shù)[J]. 張家勝,倪新昌,努爾泰. 起重運輸機械. 2009(03)
[9]基于EKF的異步電機無速度傳感器矢量控制[J]. 王琛琛,李永東. 清華大學學報(自然科學版). 2008(10)
[10]巴特沃斯數(shù)字陷波濾波器的設(shè)計[J]. 張維璽. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2008(18)
博士論文
[1]磁通切換永磁直線電機推力波動的抑制及控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 孟高軍.東南大學 2016
碩士論文
[1]永磁同步電動機全轉(zhuǎn)速范圍基于模型參考自適應(yīng)的無傳感器控制[D]. 鐘臻峰.浙江大學 2017
[2]單相PWM整流器的研究[D]. 賀博.華中科技大學 2012
[3]單相PWM整流器控制策略研究[D]. 黃輝.華中科技大學 2012
本文編號:3437409
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
曳引式電梯基本結(jié)構(gòu)
浙江大學沈建新教授設(shè)計了一種改變端部附加齒位置的電機結(jié)構(gòu)[23],較好地減小了電機的定位力,其結(jié)構(gòu)如圖1-2 所示。在此基礎(chǔ)上,沈建新教授又提出了一種模塊化電機結(jié)構(gòu)[24],如圖 1-3 所示,該結(jié)構(gòu)將永磁體和磁障交替放置,在減少永磁體用量的同時,還具有磁路對稱、三相反電勢平衡、容錯能力強等優(yōu)點,較好地解決了端部繞組磁路不對稱的問題。但是該結(jié)構(gòu)不具備 FSPM 電機的磁路互補特性,存在反電勢非正弦,定位力偏大等問題。隨后,東南大學程明教授提出了一種磁路互補的模塊化電機結(jié)構(gòu)[25, 26],如圖 1-4 所示,這一結(jié)構(gòu)具備 FSPM 電機的磁路互補特性,使得電機的定位力更小,反電勢更加正弦,同時該結(jié)構(gòu)還具備較高的容錯能力。除了以上經(jīng)典電機結(jié)構(gòu)外,謝菲爾德大學 J.T.Chen 教授還設(shè)計了 E 型槽和 C 型槽的 LFSPM 電機結(jié)構(gòu)[27]
圖 1-3 模塊化 LFSPM 電機C2 C1 B2 B1 A2 A1永磁體 磁障 U型導(dǎo)磁鐵芯次級定子繞組λ1λ2初級動子τs圖 1-4 磁路互補型模塊化 LFSPM 電機 永磁同步直線電機驅(qū)動控制策略直線電機由旋轉(zhuǎn)電機發(fā)展而來,具有和旋轉(zhuǎn)電機類似的工作原理,因此旋轉(zhuǎn)電制方法也適用于直線電機。目前,電機中常用的控制方法主要包括以下三種:控制、矢量控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制,下面將對這幾種方法進行簡要介紹。1 恒壓頻比控制為保證氣隙磁通和轉(zhuǎn)矩不變,當電機的頻率改變時,需要維持電壓和頻率的比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]直線電動機直驅(qū)多轎廂循環(huán)電梯結(jié)構(gòu)及運行控制策略[J]. 許寶玉,王坤龍,賈言言,李孝坤. 礦山機械. 2017(12)
[2]基于滑模變結(jié)構(gòu)模型參考自適應(yīng)的電氣無級變速器無傳感器控制[J]. 朱瑛,程明,花為,張邦富,王偉. 電工技術(shù)學報. 2015(02)
[3]電梯技術(shù)發(fā)展及其趨勢[J]. 劉甲. 科技資訊. 2013(03)
[4]磁路互補型模塊化磁通切換永磁直線電機[J]. 曹瑞武,程明,花為,趙文祥. 中國電機工程學報. 2011(06)
[5]超級電容儲能裝置在電梯中的研究與實現(xiàn)[J]. 周小杰,曹大鵬,阮毅. 電力電子技術(shù). 2011(01)
[6]單相PWM整流器諧波電流抑制算法研究[J]. 高吉磊,張雅靜,林飛,鄭瓊林. 中國電機工程學報. 2010(21)
[7]永磁同步電動機無傳感器控制技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 谷善茂,何鳳有,譚國俊,葉生文. 電工技術(shù)學報. 2009(11)
[8]電梯節(jié)能及能源再生技術(shù)[J]. 張家勝,倪新昌,努爾泰. 起重運輸機械. 2009(03)
[9]基于EKF的異步電機無速度傳感器矢量控制[J]. 王琛琛,李永東. 清華大學學報(自然科學版). 2008(10)
[10]巴特沃斯數(shù)字陷波濾波器的設(shè)計[J]. 張維璽. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2008(18)
博士論文
[1]磁通切換永磁直線電機推力波動的抑制及控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 孟高軍.東南大學 2016
碩士論文
[1]永磁同步電動機全轉(zhuǎn)速范圍基于模型參考自適應(yīng)的無傳感器控制[D]. 鐘臻峰.浙江大學 2017
[2]單相PWM整流器的研究[D]. 賀博.華中科技大學 2012
[3]單相PWM整流器控制策略研究[D]. 黃輝.華中科技大學 2012
本文編號:3437409
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