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关键词： 永磁同步电机   无传感器控制   观测器   矢量控制  

摘要： 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的无传感器控制方法具有多种优点。首先,回顾了无传感器控制的不同方法,分别对高频信号注入法和基波激励法中的各种方法进行归纳和论述。然后,对位置和速度的提取方法进行了总结,并且对各种速度闭环控制方法进行归类分析。之后,对其他无传感器控制方法的优缺点进行了评述,对仍需要解决的问题进行了讨论。最后,展望了PMSM无传感器控制技术的未来研究趋势。

关键词： 永磁同步电机(PMSM)   矢量控制   专用集成电路   闭环控制   CORDIC   FPGA   ModelSim验证  

摘要： 针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CORDIC)、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块,通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能,以FPGA为核心搭建芯片物理验证平台,控制PMSM的电流与速度。结果表明:所设计的ASIC输出PWM信号达到12.2 kHz,双环频率分别达到12 kHz和8 kHz,具有快速动态响应与良好的稳态特性;且能够实现高性能、低成本、可移植的电机控制,在电机控制领域具有一定的应用价值。

关键词： 变分模态分解   排列熵   电气火灾   变频器   剩余电流  

摘要： 针对在室内建筑电气火灾风险管理中变频负载发生漏电故障时,线路中故障剩余电流包含大量噪声干扰容易造成误报警的问题,提出了一种基于参数优化的变分模态分解和排列熵的变频负载漏电信号提取方法。首先,对原始信号根据粒子群算法优化得到的分解个数和惩罚因子进行变分模态分解;然后,利用排列熵筛选出包含故障信息的本征模态分量,并重构得到故障剩余电流信号;最后,与完全集合经验模态分解算法结合排列熵进行比较。结果表明,所提算法能快速准确地提取出变频负载漏电时产生的故障剩余电流信号,为变频负载漏电信号提取提供了新的思路。

关键词： 低气压   IGBT模块   局部放电  

摘要： 高海拔环境给绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块绝缘可靠性带来严峻挑战,为探究IGBT模块在高海拔条件下的局部放电特性,搭建了低气压IGBT局部放电检测平台,测量了其在交流工频电压下20~100 kPa气压范围内的局部放电起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)、熄灭电压(partial discharge extinction voltage,PDEV)、最大视在电荷量、平均电荷量、放电脉冲重复率以及局部放电相位分布谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)等特征参量,结果表明:在70~100 kPa气压下,IGBT模块局部放电现象不明显,60 kPa时出现明显的局部放电,放电位置主要集中在电压极性反转前后,并随着气压进一步下降,PRPD相位逐渐变宽,放电量及放电重复率明显升高。之后利用有限元分析方法对IGBT模块截止时的场强分布进行了分析,发现IGBT模块键合线引脚、硅胶和芯片交界处以及铜板、硅胶和陶瓷板交界处电场最为集中,且不同介质材料界面处存在大量微气隙通道,是外部气压变化向IGBT模块内部传递的重要路径。微气隙通道中场强更为集中,且在低气压条件下微气隙通道内电子自由程更大,使得局部放电更加剧烈,不同极性电荷逐渐在微气隙通道电极和硅胶两侧聚集,在外加电压极性反转时与空间电荷场强叠加,导致局部放电异常剧烈。研究结果可为IGBT模块在低气压条件下的绝缘设计及安全可靠运行提供参考。

关键词： 风电机组   控制器参数整定   最优控制  

摘要： 针对风电机组控制器PI参数调整过程复杂,参数整定所需时间较长等问题,提出一种基于ITAE与控制性能指标相结合的参数优化方法,把上升时间和调节时间组合起来作为优化指标项,设计了优化指标函数,该指标函数兼顾了总体误差信息和控制性能特定指标,应用到风电机组PI参数的快速整定,实现了控制参数整定优化的目标。将该优化方法应用到某3MW机组的参数调试中,进行阶跃响应和时域仿真,并与基于ITAE性能指标的优化效果对比,无论是桨距角控制还是转矩控制,转速波动的幅度都有一定程度降低;仿真结果证明了该方法的有效性。

关键词： 最优控制   奇异摄动   高超声速滑翔飞行器  

摘要： 针对使高超声速滑翔飞行器达到最大射程的实时在线计算问题,用奇异摄动方法推导生成了在线最优制导方案。首先,根据纵平面内二维运动假设条件建立滑翔器的动力学方程,并对其进行无量纲化。其次,根据状态变量的变化快慢将模型划分为三个时间尺度,采用奇异摄动法在三个尺度上分别求出零阶外解、一层内解和二层内解,整合得到过载近似解析表达式。最后,将所提方法与伪谱数值解法进行仿真对比。仿真结果表明,所提方法的精度在合理范围内,且计算时间大幅缩短,满足滑翔器最大射程的闭环在线最优控制。

关键词： 逆变器   IGBT模块   结温   热物性   焊料层空洞   Cauer热网络模型  

摘要： 在严苛工况下,应用于光伏发电和风电系统逆变器中的IGBT模块极易老化,进而在焊料层中形成空洞,而芯片材料的热物性也会因高温而发生变化,两者结合将大幅影响耦合模型的预测精度。基于此,在热耦合效应下,对焊料层空洞和芯片热效应对芯片结温的影响进行分析,建立同时考虑IGBT芯片焊料层空洞损伤和芯片材料热效应的改进双支耦合Cauer模型。通过有限元方法研究不同空洞率对IGBT模块热特性的影响,并给出含有空洞时焊料层热阻的计算方法。在此基础上,进一步考虑IGBT模块芯片热参数对温度的依赖关系,建立芯片热阻-温度的函数模型。最终,通过实验验证所提改进模型的准确性和有效性,提高了IGBT模块的结温预测精度,增强了光伏发电和风电系统中逆变器的可靠性。

关键词： 模流仿真   IGBT   外壳   嵌件注塑   端子偏移  

摘要： 随着科学技术的快速发展,计算机虚拟仿真技术在汽车、运动器材、建筑、电子产品等领域得到了广泛应用,不仅可以缩短的产品设计周期,也可以在中后期进行缺陷的优化。如IGBT的外壳此类产品,采用塑胶材料加金属端子做为嵌件进行注塑生产的方式,由于含嵌件的注塑其特殊性,在注塑过程中极易出现金属端子偏移的问题,而此问题在初期设计时没有考虑上,导致外壳成品发生不可接受的端子偏移量。利用模流仿真分析,针对IGBT的外壳端子偏移问题进行研究,给嵌件注塑外壳解决端子偏移问题提供支持。

关键词： 变频器   PLC   继电器控制   工作原理  

摘要： 气田水回注泵是将陆上气田采出水或开发生产过程中产生的其他废水,在有监管的前提下,安全有效地向回注层注入气田水的重要设备。分析回注泵电路变频器启停方式、继电器控制原理,设置远程、就地操作功能和现场灵活调节回注泵工作时间,恢复气田水回注泵现场操作功能,以减少现场操作流程和降低安全风险。利用PLC替代继电器控制变频器,克服继电器系统线路复杂、触点多、可靠程度低等缺点,提高设备使用寿命,减少故障率。

关键词： PLC   变频器   电梯   自动控制系统  

摘要： 改革开放以来,我国科技水平迅速发展,各行各业都在快速进步。目前,电梯传动的主要控制方式是变频调速,电梯运行速度控制可使用合适的变频器和电动机。PLC和变频器是电梯自动控制系统的重要组成部件,能够直接影响自动控制系统的功能性和运行可靠性。基于此,本文在简要介绍PLC和变频器的基础上,对PLC及变频器在电梯自动控制系统中的应用方式进行探究总结,以期提高电梯自动控制系统的设计水平,提升电梯的使用舒适性和安全性。