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可控除砂粒度的膨胀筛管装置

可控除砂粒度的膨胀筛管装置

引用

作者：刘文西陈玉如梅桂生宋嘉森童家旭李平男 300072 天津市南开区卫津路92号天津大学新园村19楼2804号

本发明涉及一种控制除砂粒度的膨胀筛管。膨胀安装机构包括：悬挂器、套管、钻杆、上胶圈、射孔、胀头导向、智能胀头、下固定胶圈、膨胀密封胶圈、膨胀密封垫、底封垫片、底封胶圈、钢球、底座。膨胀筛管过滤机构包括：膨胀管、端部螺... 详细信息

标准号: CN106522897B

本发明涉及一种控制除砂粒度的膨胀筛管。膨胀安装机构包括：悬挂器、套管、钻杆、上胶圈、射孔、胀头导向、智能胀头、下固定胶圈、膨胀密封胶圈、膨胀密封垫、底封垫片、底封胶圈、钢球、底座。膨胀筛管过滤机构包括：膨胀管、端部螺纹、筛管、中间螺纹、外护层、横缝层（横缝层截面为其局部结构放大图）、内连层（内连层截面为其局部结构放大图）、内连层圆孔、外护层圆孔、筛管横缝。本发明经膨胀扩径提高泄油面积，采油产量增加一半；根据筛网几何尺寸和膨胀率大小可直接用公式计算确定除砂粒度范围，除砂稳定效率高，耐磨损，抗硫化氢腐蚀，结构刚度好，不易扭曲，使用寿命高，并且安装施工易行，膨胀阻力小，过程平稳密封可靠。

关键词：定子磁链电流型电压型转子位置估算永磁同步电机补偿控制量速度信息转子磁链无位置传感器控制方法和装置调节器估算模型模型偏差输出量锁相环引入申请

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集成式水下推进器驱动系统及控制方法

集成式水下推进器驱动系统及控制方法

引用

作者：曾庆军朱春磊朱志宇戴晓强赵强徐鹏程 212003 江苏省镇江市梦溪路2号

本发明公开了一种集成式水下推进器驱动系统及控制方法，实现了集成式水下推进器无位置传感器控制。本发明提出一种基于模糊切换增益调节的线反电势滑模观测器，该观测器采用一种光滑的双曲正切函数，并采用模糊规则实现增益值的变化，... 详细信息

标准号: CN108945373A

本发明公开了一种集成式水下推进器驱动系统及控制方法，实现了集成式水下推进器无位置传感器控制。本发明提出一种基于模糊切换增益调节的线反电势滑模观测器，该观测器采用一种光滑的双曲正切函数，并采用模糊规则实现增益值的变化，从而降低系统的抖振，使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线反电势估计值，进而避免了反电势估计值的相位滞后。将得到的线反电势估计值对应为3个虚拟霍尔信号，直接获得6个离散的换相信号，无需固定相移电路和相移角的计算。本发明通过估计水下推进器内载的无刷直流电机的线反电势，从而实现集成式水下推进器无位置传感器控制。

关键词：水下推进器反电势集成式无位置传感器控制反电势滑模观测器双曲正切函数无刷直流电机相位补偿模块低通滤波器换相信号霍尔信号降低系统控制系统模糊规则模糊切换驱动系统增益调节固定相观测器相移角平滑抖振光滑电路虚拟滞后

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低效感应电机永磁化再制造及控制技术研究

低效感应电机永磁化再制造及控制技术研究

引用

作者：倪荣刚哈尔滨工业大学

学位级别：博士

随着全球电气化水平的提高,电能已成为仅次于石油的全球第二大终端消费能源。关于电能的合理开发和利用越来越多的受到各国政府和机构的关注。在电能开发方面,基于清洁和可再生能源的核电、风电以及光伏发电等项目的规模逐年增长。在电... 详细信息

随着全球电气化水平的提高,电能已成为仅次于石油的全球第二大终端消费能源。关于电能的合理开发和利用越来越多的受到各国政府和机构的关注。在电能开发方面,基于清洁和可再生能源的核电、风电以及光伏发电等项目的规模逐年增长。在电能利用方面,各国和国际组织纷纷出台相应标准,强制提高用电设备能效。电机作为电能与电能、以及电能与机械能转换的重要装置,消耗全球近一半的用电量,超过全球第二大用电设备——照明用电量的两倍。因此,提升电机以及电机系统能效对于电能资源的合理利用、实现节能减排具有重要意义。为便于高能效电机系统的推广,需要在提升电机能效的同时,尽可能降低电机及其控制系统成本。本文在目前市场占有量最大的三相感应电机基础上,通过将其再制造为永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machines,PMSMs),以较小的成本实现现有电机设备的能效提升,并通过高效控制算法充分发挥再制造电机高效率、高动态品质的优势。在降低系统成本方面,采用高性能无位置传感器矢量控制,结合平稳的变-工频切换策略,在降低系统成本的同时,进一步提高系统能效。具体研究内容如下:首先,在不改变低能效三相感应电机定子尺寸和绕组排布的前提下,仅将鼠笼转子更换为优化设计的永磁转子,实现电机能效提升。通过综合考虑再制造电机各损耗成分,得到再制造电机效率与磁负荷的关系,并由此预估再制造电机的永磁体尺寸。针对三相感应电机定子较常采用的星接和角接两种绕组形式,分别以削弱齿谐波和三次谐波为目标,给出相应的空载反电势优化设计方法,并分析角接绕组PMSM在恒功率转速范围和能效方面的优势。在此过程中,完成7种机座号共10台低能效三相感应电机的永磁化再制造。测试数据表明,再制造后电机能效等级均有较大提升。最后,给出永磁化再制造工艺流程,并核算再制造电机的成本回收周期。其次,对于PMSM的电感参数,提出仅与电机极槽配合和绕组形式有关的气隙比磁导系数的概念,实现电机极槽配合与几何参数的解耦。在此基础上分析相近几何参数下,PMSM电感参数与极槽配合的关系,并通过有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)验证结论的正确性。对于PMSM的定子铁损,基于Bertotti铁损公式将其分解到转子直、交轴系下,得到PMSM定子铁损关于直、交轴磁链的解析表达式,从而有助于PMSM设计及在线效率优化控制。同样,采用FEA验证了解析计算结果的准确性。在此基础上,为充分发挥PMSM高效率、高动态品质的优势,本文基于损耗模型,提出最大效率电流比控制策略,并通过实验对比测试不同效率控制策略下,再制造永磁电机的负载效率曲线。再次,为降低再制造电机控制系统成本、提高系统可靠性,本文就PMSM全速域无位置传感器控制技术展开研究。对于低速区,介绍几种常见的基于定、转子轴系的高频电压注入法,分析注入法中未考虑的电阻、旋转电势压降以及逆变器非线性对位置观测误差的影响,并基于脉振方波注入法提出改进算法,提高对注入电压误差的鲁棒性。对于电机磁场畸变对注入法位置观测误差的影响,本文推导得到位置观测误差与电机相电感高次谐波相位的数学表达式,并通过仿真和实验加以验证。此外,通过仿真,研究SVPWM电压谐波对位置观测误差的影响。对于高速区,采用模型法并基于滑模观测器实现PMSM的无位置传感器控制。在转速过渡区,采用基于注入法和模型法的混合无位置传感器控制策略。实验结果验证了上述算法的有效性。最后,针对长期恒频运行的工作场合,为进一步降低系统成本,提高系统能效,本文研究PMSM的并网切换控制策略。由于再制造的PMSM转子无阻尼绕组,不具备自启动能力,因此需由变频器辅助软启动,并采用无位置传感器控制以降低系统成本。变-工频切换时,采用数字锁相环检测电网及变频器输出电压相位,并通过调节电机转速和变频器输出电压,使系统满足并网条件。工-变频切换时,通过引入辅助开环控制,实现工频到无位置传感器变频运行的平稳过渡。本文基于5台不同型号的再制造电机实现平稳并网切换运行,并对比额定转速、不同负载下变、工频运行时的系统效率。

关键词：永磁同步电机效率电感铁心损耗无位置传感器控制并网

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开关磁阻电机系统半实物仿真器及其应用研究

开关磁阻电机系统半实物仿真器及其应用研究

引用

作者：梁燕中国矿业大学

学位级别：博士

开关磁阻（SR）电机系统凭借结构简单坚固、可靠性高、转速范围宽、容错能力强、效率高等优势迎来了良好的发展前景。但其独特的双凸极结构和特殊的激励方式使得其本身仍存在一些不足,在电机非线性建模、功率变换器拓扑结构、故障诊断... 详细信息

开关磁阻（SR）电机系统凭借结构简单坚固、可靠性高、转速范围宽、容错能力强、效率高等优势迎来了良好的发展前景。但其独特的双凸极结构和特殊的激励方式使得其本身仍存在一些不足,在电机非线性建模、功率变换器拓扑结构、故障诊断、转矩控制和无位置传感器控制等方面仍需进一步研究与完善。上述研究工作均离不开准确、实用的SR电机系统仿真模型。由于SR电机系统与忆感系统十分相似,均具有时变、非线性。因此本文基于忆感系统理论及其电路模型,针对SR电机系统半实物仿真器及其应用展开研究。分析并描述了单相SR发电机和多相SR电动机的类忆感特性。通过PSPICE仿真模型分析总结了忆感系统的基本特性。建立了单相SR发电机的Matlab/Simulink仿真模型并对其进行数值分析,仿真结果表明,单相SR发电机在电流-磁链平面内呈现磁滞回环,且磁滞回环特性受激励信号幅值的影响。又以四相8/6 SR电动机为例,通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了绕组电感独特的记忆特性、电流-磁链平面内的磁滞回环特性,以及磁滞回环特性受激励信号频率的影响。采用常用电子元器件设计了两种浮地型忆感器等效电路模型。一种由忆阻器等效电路模型和转换电路组成,其中转换电路可以将忆阻器的非线性电流-电压关系转换为忆感器的非线性电流-磁通关系。另一种无需忆阻器等效电路模型,采用乘法器AD633实现了忆感器非线性。随后分别对两种忆感器等效电路模型进行了理论分析、仿真和实验验证。以第二种忆感器等效电路模型为基础,结合数字信号处理技术提出了SR电机绕组混合电路仿真器。实验结果表明该仿真器可以模拟不同转速、不同开通和关断角度以及电流斩波控制下四相8/6 SR电机的动态电学特性。基于设计的SR电机绕组电路仿真器建立了四相8/6 SR电机系统半实物仿真器,搭建了硬件平台并给出了实验验证。该仿真器由模拟电路、数字信号处理器（DSP）、数字模拟转换器（DAC）和模拟数字转换器（ADC）组成。采用绕组电路仿真器与SR样机同步运行的方法,分别对基于傅立叶级数和多项式的非线性电感模型Ⅰ、基于指数函数的非线性电感模型Ⅱ进行了在线验证,实验结果表明电感模型Ⅰ的精度较高。为了进一步验证提出的绕组电路仿真器的通用性,在分析电路元件参数选取原则的基础上,采用该绕组仿真器模拟了三相12/8 SR电机绕组的电学特性。利用提出的SR电机系统半实物仿真器对基于内阻自适应调节的无位置传感器控制方法进行了研究。SR电机绕组内阻受温度影响,在电机运行中可以看作是一种非线性阻性元件。基于提出的第二种忆感器等效电路模型的设计思路,在传统磁链测量电路中加入乘法器AD633,设计了一种具有内阻自适应调节功能的改进型磁链测量电路,并应用于SR电机无位置传感器控制。将SR电机系统半实物仿真器与设计的改进型磁链测量电路连接,完成了电路参数调试并验证了理论分析的正确性。最后将提出的无位置传感器控制方法应用于实际样机系统中,实验结果表明内阻误差会导致磁链测量误差,进而对估算位置产生不可忽略的影响,与未考虑内阻变化的传统位置估算方法相比,采用基于内阻自适应调节的无位置传感器控制方法进一步提高了位置估算精度。

关键词：开关磁阻半实物仿真忆感系统无位置传感器控制

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一种永磁同步电机的逆变器非线性效应补偿方法

一种永磁同步电机的逆变器非线性效应补偿方法

引用

作者：罗晨刘兵陈舒静 244000 安徽省铜陵市郊区金苑小区70栋3号

本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制下的逆变器非线性效应补偿方法，该方法在利用脉振高频电压注入法实现永磁同步电机转子位置估计的基础上，将全通滤波器应用于转子位置观测器，可有效消除转子位置估计误差中由于逆变器非... 详细信息

标准号: CN108494307A

本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制下的逆变器非线性效应补偿方法，该方法在利用脉振高频电压注入法实现永磁同步电机转子位置估计的基础上，将全通滤波器应用于转子位置观测器，可有效消除转子位置估计误差中由于逆变器非线性效应导致的6次谐波成分，提高转子位置估计精度。

关键词：转子位置估计非线性效应逆变器无位置传感器控制永磁同步电机转子转子位置观测器永磁同步电机全通滤波器高频电压位置估计次谐波注入法脉振应用

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旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统

旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统

引用

作者：马世贤 518101 广东省深圳市宝安区宝城70区留仙二路鸿威工业区E栋

本发明提供了一种旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统，所述方法包括以下步骤：在无位置传感器控制方式下使电机以设定速度匀速运行；根据所述旋转变压器的输出获得多个解码位置并使用位置估计算法获取多个对应的转子位置角估计值；... 详细信息

标准号: CN108199637A

本发明提供了一种旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统，所述方法包括以下步骤：在无位置传感器控制方式下使电机以设定速度匀速运行；根据所述旋转变压器的输出获得多个解码位置并使用位置估计算法获取多个对应的转子位置角估计值；建立校准表，所述校准表包括多个校准记录，且每一所述校准记录包括解码位置及对应的校准值，所述校准值为使用所述位置估计算法获得的转子位置角估计值。本发明通过在无位置传感器控制方式下建立校准表，并通过该校准表校准旋转变压器的解码静态误差，从而提升了电机测速的稳定性。

关键词：校准旋转变压器校准表无位置传感器控制转子位置角解码位置位置估计算法解码电机测速估计算法静态误差使用位置位置解码误差补偿记录电机输出

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开关磁阻电机凸极与轭部磁阻特性测量方法及系统

开关磁阻电机凸极与轭部磁阻特性测量方法及系统

引用

作者：曾辉姜新宇许贤昶 510760 广东省广州市黄埔区云埔工业区埔南路51号

本发明涉及一种开关磁阻电机凸极与轭部磁阻特性测量方法及系统。本发明利用开关磁阻电机的几何对称性，导通单相绕组，以及正向串联、反向串联特定的两相绕组，测量各相磁链，基于磁路法即可以获得定转子凸极以及轭部磁阻对磁通的特性... 详细信息

标准号: CN105652222B

本发明涉及一种开关磁阻电机凸极与轭部磁阻特性测量方法及系统。本发明利用开关磁阻电机的几何对称性，导通单相绕组，以及正向串联、反向串联特定的两相绕组，测量各相磁链，基于磁路法即可以获得定转子凸极以及轭部磁阻对磁通的特性曲线。本发明无需额外的机械测量平台与测试电路，利用开关磁阻电机系统自带的功率变换器，在工业现场即可完成测量，过程简单快速，具有较强实用性；无需预知电机结构参数与硅钢片磁化特性，通用性强；有助于建立考虑相间互感影响的等效磁网络电机模型，对于提高无位置传感器控制与平滑转矩控制性能，推广开关磁阻电动机系统应用领域，十分有意义。

关键词：开关磁阻电机凸极轭部开关磁阻电动机系统测量开关磁阻电机系统无位置传感器控制测量方法及系统硅钢片功率变换器几何对称性测试电路磁化特性磁阻特性单相绕组电机结构反向串联工业现场机械测量控制性能两相绕组平滑转矩特性曲线通用性强网络电机正向串联磁路法定转子相磁链磁通磁阻导通互感自带

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基于MC9ZVML128的无感无刷直流电机控制系统设计

基于MC9ZVML128的无感无刷直流电机控制系统设计

引用

作者：董慕天湖南大学

学位级别：硕士

无感无刷直流电机以结构简单、维护方便、运转可靠、调速性能好等一系列的优点被广泛应用于生产制造、医疗器械、交通运输等领域。随着现代工业技术的迅猛发展,对无感无刷直流电机控制系统的性能要求也越来越高,因此对无感无刷直流电机... 详细信息

无感无刷直流电机以结构简单、维护方便、运转可靠、调速性能好等一系列的优点被广泛应用于生产制造、医疗器械、交通运输等领域。随着现代工业技术的迅猛发展,对无感无刷直流电机控制系统的性能要求也越来越高,因此对无感无刷直流电机控制技术的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。本论文以某电机公司的项目合作为基础,通过数值仿真与实验验证相结合的方法对无感无刷直流电机的控制技术展开研究,具体内容包括以下几个方面:(1)对本论文研究背景与意义做了简要的介绍,简单回顾了无刷直流电机相关控制技术的发展及其国内外研究现状。详细介绍了无感无刷直流电机的结构组成和基本运行原理,并根据其电压平衡方程、电机转矩方程和运动方程建立了无刷直流电机状态空间数学模型。(2)对实现无感无刷直流电机控制的几项关键技术进行研究,提出一种简洁且便于实现的悬空相反电动势过零点检测方法。同时在启动方式上,提出了一种基于电流闭环的“三段式”起动策略。(3)选择恩智浦公司推出的MC9ZVML128为主控芯片,设计了无感无刷直流电机控制系统的硬件电路,主要包括最小系统电路、三相逆变桥驱动电路、栅极驱动单元(GDU)模块外围电路,并给出了相关电路原理图,同时还详细介绍了硬件系统可靠性设计需要特别注意的方面。(4)设计无刷直流电机无位置传感器控制的软件系统,根据软件控制的总体框图,分别设计了启动子程序、反电势过零点检测子程序、换相子程序以及基于PID闭环控制的转速限流子程序,并给出了相关程序流程图。(5)使用MATLAB软件中的Simulink仿真平台,建立了无感无刷直流电机控制系统的仿真模型,介绍了各仿真模块的建立过程,并对仿真结果进行分析。同时搭建了无刷直流电机无位置传感器控制系统的实验平台,给出了本系统实际运行时的实验测试结果,并对结果进行分析。最终结果验证了该无感无刷直流电机控制系统的正确性和可靠性。

关键词：无刷直流电机 MC9ZVML128 反电动势过零点检测无位置传感器控制闭环控制

来源：评论

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基于TMS320F28335的永磁同步电机控制器研究

基于TMS320F28335的永磁同步电机控制器研究

引用

作者：张馨龙清华大学

学位级别：硕士

永磁同步电机以其高效率、高功率密度的优点越来越受到人们重视,并被越来越广泛地应用与驱动系统中。本文旨在基于TMS320F28335的芯片开发永磁同步电机的控制器。控制器还具有无位置传感器控制的功能,为位置传感器提供安全冗余,提高控... 详细信息

永磁同步电机以其高效率、高功率密度的优点越来越受到人们重视,并被越来越广泛地应用与驱动系统中。本文旨在基于TMS320F28335的芯片开发永磁同步电机的控制器。控制器还具有无位置传感器控制的功能,为位置传感器提供安全冗余,提高控制器的鲁棒性。首先,对被控对象进行建模。通过Maxwell建立的电机有限元模型能更全面准确地反映电机的特性。在有限元模型基础上简化的集中参数模型是电机控制的基础。另外,还介绍了如何通过实验和最小二乘法标定建模所需的参数。然后是电机转矩转速双闭环控制算法的研究。本文提出一种滤波补偿的方法能减少电流滤波导致的相位滞后和幅值减少。文中还研究了空间矢量脉宽调制产生的机理和方法,以及优化死区注入的方法。矢量控制的核心是对dq轴电流进行解耦,然后控制器配置零点,把离虚轴较近的极点消去,最终把转矩环简化成一阶低通环节。在此基础上,便可以科学地设计控制器的PI参数。程序的总体框架用状态机来表示,能保证其运行更加稳定。另外,需要对参数进行标幺化,防止数值过大溢出或截断产生误差。除了应用层的代码,底层驱动代码同样重要,它是沟通应用层和硬件底层的桥梁。文中讲述了主要寄存器的配置参数。控制器的硬件系统可以划分成四个部分,分别是最小系统、IGBT的驱动与保护、信号采集以及通讯电路。最小系统能保证DSP能正常运行。IGBT采用自举电路来驱动,通过分别检测三相电流判断是否发生短路故障。信号采集电路通过两级运放采集电流电压和温度等九个模拟量。还能采集编码器的数字信号。通讯电路支持CAN、SPI、I2C以及串口的通讯。为了研究无位置传感器控制技术,先后分析了直接计算法、龙贝格观测器法和滑模观测器法的优劣。提出了一种参数化配置龙贝格观测器增益的方法,以及多段滑膜观测的方法,并通过李雅普诺夫函数证明了其鲁棒性。滑模观测器观测反电动势的正弦和余弦分量,然后通过锁相环计算出角度和转速。最后,通过计算机仿真和所搭建的实验台架进行实验,验证了所提出算法的有效性。

关键词：永磁同步电机硬件设计无位置传感器控制滑模观测器矢量控制

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新能源汽车空调电动压缩机控制系统研究

新能源汽车空调电动压缩机控制系统研究

引用

作者：陶华诚上海工程技术大学

学位级别：硕士

随着电动汽车不断的发展,乘客对电动汽车的可靠性、舒适性,节能性有了更高的要求。电动空调的优劣直接影响了乘客的舒适性。压缩机是空调的心脏,它是通过控制器驱动电机进行工作的。为了高效控制永磁电机,永磁电机的无位置传感器控制成... 详细信息

随着电动汽车不断的发展,乘客对电动汽车的可靠性、舒适性,节能性有了更高的要求。电动空调的优劣直接影响了乘客的舒适性。压缩机是空调的心脏,它是通过控制器驱动电机进行工作的。为了高效控制永磁电机,永磁电机的无位置传感器控制成为研究的热点。本文以电动汽车空调压缩机为载体,以高频注入法和滑模观测器。法作为控制策略,建立基于两种控制策略的系统模型,通过仿真分析和实际测试验证这两种方法的可行性。首先,对不同类型的电机进行研究,选取永磁同步电机为研究对象,查阅资料,建立电机相关物理量的数学模型。学习电机控制的不同方法。对空间矢量脉宽调制方法进行分析并仿真建模。在矢量控制的基础上,针对凸极结构明显,低速状态下运行的的永磁同步电机,采用高频注入法的无位置传感器控制系统,设计基于巴特沃斯滤波器的转速观测器。在Matlab/simulink平台下搭建仿真模型,进行仿真验证。其次,当电机运行达到一定的速度时高频注入法不再适用。而滑模控制算法简单,在电机控制系统中的动态响应较快。同时此方法依赖对反电动势的采集,恰好在电机中高速运行阶段,反电势容易采集。本文根据电流观测误差方程,设计滑模观测器,用反正切函数作为切换函数,可以在一定程度上削弱系统的抖振。结合两种控制方法的优点,设计切换开关,把两种控制方法结合,实现由低速到中高速的连续控制。搭建仿真模型,进行仿真验证。最后,基于控制方法的理论研究设计控制电路,对控制芯片进行选型,分析了采样电路、驱动电路等电路的工作原理。以压缩机为载体分别在实验室的模拟系统和整车上进行性能测试。测试结果表明驱动器可以驱动压缩机稳定运行,证明了控制方法的可行性。

关键词：电动汽车空调永磁同步电机无位置传感器控制高频注入法滑模观测法

来源：评论

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