舞台控制系统中的变频技术

<正>舞台用变频器的工作原理变频器（Variable-frequency Drive,VFD）是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率和幅度,平滑控制交流电动机速度和转矩,实现控制交流电动机的电力控制设备。近年来,在舞台行业中到了广泛的应用,常用的变频器有西门子变频器,施耐德ATV71变频器,SEW变频器,诺德变频器,CT变频器,博能变频器,伦茨变频器等进口和国产的优质产品。变频器是一种精确控制电机输出的电子设备,三相电源经过输入侧整流,平流侧平波,储能,输出侧逆变,从而在电机中产生交流电流,完成由交流变直流,直流变交流的过程。直流电抗器可平滑整流直流电压,限制涌流和故障电流。电阻器可在上电时限制充电电流,上电时直流线路电容器为短路状态,并通过继电器旁路电阻器。IGBT是一种绝缘栅双极型晶体管,成组使用于将直流电压转换为变频输出电压的开关,通过微处理器采用PWM法控制。根据舞台设备的使用需求,驱动电机功率和载荷的实际需要来选择其所需要的变频器控制单元功率大小,从而实现软起软停、自由调速的运动控制过程。     

基于MRAS无速度传感器的永磁同步电机转速跟踪控制

为了提高永磁同步电机在直接转矩控制过程中磁链和转速的观测精度,降低控制系统对电机参数的依赖性,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)的直接转矩控制方法。首先针对磁链估计提出了一种转子位置和定子电流的新型磁链估计方法,该方法受速度影响小,调速范围广。采用基于转矩和磁链两个PI调节器,对电机空间电压矢量中转矩和磁链两个分量进行解耦从而构造出控制方法。为了获得转子的位置,提高这个系统的稳定性,在新型磁链估计方法的基础上提出了基于MRAS的无速度传感器的电机转速辨识方法。实验结果表明,本文所提方法能够有效提高整个控制系统的动态响应性和稳定性。     

基于电压跟踪的直接转矩控制系统

对感应电动机直接转矩控制（DTC,direct torque control）的磁链观测方法进行改进,减小观测误差,同时采用电压空间矢量调制技术（SVPWM）对DTC加以完善,提出了一种基于电压跟踪来实现直接转矩控制的方案。通过matlab7.4/simulink对改进前后的感应电机直接转矩控制系统进行仿真,从仿真结果来看,转矩、磁链脉动明显减少,本文提出的方案能够取得较好的控制效果。     

双绕组异步电动机的功率、损耗以及效率分析

本文介绍了双绕组电动机的结构特征,定性分析了双绕组电动机启动和制动时的功率损耗情况,并对该电机等效电路、电动机运行状态的功率分配情况以及运行效率进行详细理论分析,通过实例证明双绕组异步电动机是一种节能型的快速制动电动机。     

宝钢500KW直流电动机主极他励绕组降低温升措施分析

本文通过对大型直流电动机运行状态下绕组电阻的测量,分析了电机定子、转子绕组温升的分布,提出了降低主极他励绕组温升的措施。     

无刷直流电机的直接转矩控制研究

直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点,它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。     

基于微步控制的开关磁阻电动机控制系统设计

针对开关磁阻电动机存在显著转矩脉动的缺点,设计了基于微步控制的开关磁阻电动机控制系统。通过控制开关磁阻电动机各相绕组电流,在空间合成出多个转矩矢量,使电动机步进角减小即每转步数增加,从而达到减小电动机转矩脉动的目的;并使用DSP控制器实现了微步控制方法。实验结果表明该控制系统不仅简单,而且能有效地减小转矩脉动。     

新一代高性能开关磁阻电机及其控制系统

主要技术内容 开关磁阻电机是通过电子电路轮流接通和断开各相绕组使电机旋转的磁阻式电动机。其上装有转子位置传感器,类似于无刷直流电动机的工作方法进行控制。可以调速,因绕组为单方向通电,其电子电路简单可靠。由于电机转子上无绕     

三相电机同心绕组气隙磁密谐波分析

本文对三相电机单层绕组和单双层混合绕组,进行了转矩电流、气隙谐波和起动性能的有限元仿真分析,结果表明采用相同定、转子,两种绕组的电机效率差异不大,但气隙磁密各次谐波含量不同,通过对电机对比不同时刻气隙磁密谐波畸变率,单层绕组电机的谐波畸变率较高、起动转速波动较大、起动性能稍差。     

风力发电系统中双馈发电机的仿真研究

通过对双馈型异步发电机(DFIG)系统的理论分析,详细推导了双馈电机在两相同步旋转M-T坐标系下的动态数学模型,利用电机定子磁链定向的矢量控制技术,并结合最大风能捕获的控制原理,构建了其有功功率和无功功率解耦控制.利用MATLAB/SIMULINK的软件平台,构建系统的仿真模型,对交流励磁变速恒频风力发电系统进行仿真研究.仿真结果表明了模型的正确性,并能有效的跟踪风速的变化,实现发电机有功、无功功率的独立调节.     

永磁同步电动机直接转矩控制的研究

永磁同步电动机在工业领域有着广泛的应用,随着科技的不断发展,永磁同步电动机直接转矩控制系统在不断的完善,其在应用的过程中,相关性能得到了优化,动态响应的速度越来越快,转矩脉动也大大减小了。本文对永磁同步电动机直接转矩控制系统进行了探究,建立了该系统的仿真模型,通过大量的实验数据表明,永磁同步电动机直接转矩控制实现了新的变频调速方式,有着良好的动态性能,可以提高直流母线电压的利用率,将其应用在电机或者部分家用电器中,可以有效提高设备的性能。     

恒频双馈风电机组低电压穿越控制方法研究

伴随风电穿透功率迅速增加,为有效维护电网稳定,以恒频双馈风电机组为研究对象,提出基于非线性控制的低电压穿越控制改进方法。在电网电压下降条件下,采用空间矢量法从定子与转子两个角度分析双馈风电机组暂态过程,建立风电机组动态数学模型。运用数学模型先描述定子与转子磁链直流分量参数大小,再表述定子与转子漏感参数大小。基于上述动态数学模型,采用反馈线性化非线性控制思想,提出低电压穿越控制改进方法。控制目标确定输出函数,构成输入输出系统,利用状态反馈线性化思想及坐标变换方式使非线性系统变换为线性系统,通过线性最优控制策略完成穿越控制过程。仿真实验证明,利用文中方法提高了低电压穿越控制能力。     

交流伺服电动机自转现象的消除

伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。交流伺服电动机要克服自转现象,可通过把转子电阻设计足够大,其目的就是使转子在转动时产生制动转矩,在控制绕组不加电压时,能及时制动,消除自转现象。     

基于MCS51的异步电动机软启动器的设计

为解决传统降电压及星三角启动方式在三相异步电机启动时出现的启动力矩不足问题,采用MCS51单片机作为控制单元设计的软启动器,主回路功率器件选用晶闸管,通过算法实现晶闸管导通角的控制,从而解决异步电动机的启动冲击电流大、启动力矩不足问题,并对异步电动机进行状态监测和保护,系统结构简单、响应速度快,使用方便。实验表明:所设计的软启动器可以有效的降低电机启动时对电网的冲击,提高启动转矩,具有较好的实用性。     

永磁同步电机自适应反步滑模控制

为了提高永磁同步电机的控制性能,避免电机参数的时变性以及外部负载变化对系统的影响,提出了一种自适应反步滑模的永磁同步电机速度跟踪控制方法。对定子电阻、转子磁链和负载转矩进行实时估计,在保证系统稳定性的前提下,推导出了控制律和参数自适应律,从而实现电机转速的非线性控制。为了消除速度跟踪的残留误差,在系统输入端引入了电机转速误差积分项。最后通过仿真证明了本文所提方法的有效性和正确性。     

电网电压不平衡时双馈感应发电机不平衡电流控制研究

双馈感应发电机传统控制策略是在电网电压理想的条件下得到的。但通常电网电压或多或少存在相位与幅值不平衡,会使双馈感应发电机定、转子绕组发热不平衡;有功功率、无功功率以及电磁转矩存在两倍基频脉动,影响系统的稳定运行,损坏发电系统的机械部件等。仿真结果指出,抑制定子不平衡电流和转子不平衡电流的控制效果相当,并对抑制有功功率、无功功率、电磁转矩等物理量脉动都有较好的抑制效果。     

空压机控制器验证设备

本文为某型飞机空压机控制器的测试提供了一种接近真实工况的测试环境,通过外部的各种仿真信号模拟控制器的运行状态;电机驱动综合测试台作为验证设备的核心部件,双绕组电机的一套绕组作为电动机,一套绕组用于发电机,最终输出的电能加载于电子负载上消耗掉,完整的模拟了空压机控制器的工作流程,满足了对空压机控制器的信号输出特性测试的需求。     

车用无刷直流电动机研究

本文探讨车用无刷直流电动机之永磁式同步电动机,配合新一代数字信号处理器（DSP）技术和三相逆变器的硬件架构来设计控制器,并且利用120度导通模式（两相导通三相六拍）或180度导通模式（三相导通三相六拍）及相位超前控制技术,使电机能在不同转速下均具有最佳的转矩输出,得到最佳效率驱动控制,有效地提高电动车的性能和效率。     

按转子磁链定向的矢量控制系统仿真研究

详细分析矢量控制系统对异步电机电磁转矩实时控制的原理,构建带转矩内环磁链闭环按照转子磁链定向矢量控制结构,对系统的各部分进行了详细的阐述。利用仿真工具建立了仿真模型,结果表明该方法实现电磁转矩控制,达到良好的调速性能。     

小功率永磁无刷直流电机结构设计

小功率永磁无刷直流电动机在生活中应用广泛,但小功率永磁无刷直流电机的结构设计会影响电机的使用性能,合理的结构设计不仅可以使电机的体积更小、质量更轻,而且可以大大提升电动机的工作效率,改善电动机的性能,从而使电机不断优化,使电机加工工序更加简单。阐述电动机的外部形状及内部结构,合理的端盖、定子、转子、轴的结构设计及精确配合,可以大大的简化电动机的结构,改善电机的使用性能,从而有效的延长电动机的工作寿命。