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关键词： T型三电平逆变器   六相永磁同步电机   直接转矩控制   中点电压平衡   零序电流抑制  

摘要： 在三电平六相电机驱动系统中,存在中点电压不平衡及零序电流导致定子电流畸变等问题。为此,该文针对T型三电平逆变器供电的六相永磁同步电机,提出一种具有中点电压平衡与零序电流抑制功能的直接转矩控制(DTC)策略。为实现DTC的快速构建,该策略基于两电平三相电机DTC结构,利用精简后的开关状态,在六相绕组轴线上分别合成满足控制要求的4个电压矢量,然后通过两个滞环比较器结合简单的扇区划分,确定最优电压矢量所在轴线,同时构建中点电压与零序电流控制平面,并对系统在控制平面所处扇区进行判断。在此基础上,根据最优电压矢量所在绕组的相电流iy的极性,实现最优电压矢量的选择,并进一步构建DTC最优开关矢量表。最后,通过实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词： 电力机车   绝缘栅双极晶体管模块   形态演化模拟   剩余寿命模型  

摘要： 牵引变流器作为电力机车系统中最关键且故障率最高的设备,影响系统的安全运行,其中绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是导致牵引变流器失效的主要部件。开展IGBT模块剩余寿命准确评估,对降低运维成本和系统故障率具有重要的战略价值和经济意义。目前采用“里程修”的运维方式,未考虑机车运行线路、工况、负载差异等因素对寿命的影响,导致一些线路过早更换的高昂运维成本和一些线路过晚替换的系统停运风险。因此,在牵引系统IGBT模块故障率高、运行线路间可靠性差异大且采用不合理的“里程修”方式背景下,目前业界普遍关心的问题是各线路基于固定里程修更换的IGBT模块剩余寿命是多少。该文针对电力机车用IGBT模块剩余寿命准确评估的问题,以IGBT模块焊料层不同服役里程空洞尺寸分布规律为基础,建立考虑焊料层空洞空间分布规律的精细化多物理场模型,开展多芯片并联IGBT模块失效演化物理过程模拟,提出以焊料层空洞分布统计规律为老化状态的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命预测模拟,并通过功率循环试验验证改进模型准确性。研究成果丰富功率器件的寿命预测和可靠性评估理论,为系统从“里程修”向“状态修”转变提供科学依据。

关键词： 无触点接触器   机械式接触器   IGBT   动态制动   矿用自卸卡车   电阻栅  

摘要： 为了解决矿用电动轮自卸卡车机械式接触器故障率高的问题,基于矿用电动轮自卸卡车动态制动的工作原理,分析了IGBT无触点式接触器替代机械式接触器的方法。结果表明:无触点式接触器模块有效应用,提高了设备维修及配件更换质量,有效降低生产运营成本,降低了维修人员劳动强度。

关键词： PLC   变频器   工业自动化   协同控制策略  

摘要： 很多工业生产企业生产过程中引进自动化传动系统,能够实现大量生产原料的远距离传送,且随着自动化水平的提高,能够在计算机控制下实现自动化控制,保证传动系统的安全性和生产效率。基于此,本文以某传动系统为例,经过对变频器和PLC结构的分析,从协同控制算法、通讯方案以及系统调试三个方面分析了传动系统的协同控制策略。

关键词： 全桥电路   移相控制   软开关   可控电感   逆变技术   谐振电感   谐振电流  

摘要： 基于移相控制的全桥逆变电路,超前臂和滞后臂每隔半个工频周期就会交替一次,这将导致全桥开关管的软开关很难实现。采用对称型无源辅助网络的传统方案可保证实现软开关,但注入谐振电流按滞后臂临界条件设计,注入谐振电流较大,会产生较大的无功环流损耗。针对该问题,提出一种可控电感的软开关方案,通过改变谐振电感大小,使注入谐振电流大小能跟随超前臂和滞后臂的变化,实现零电压导通,同时减小无功环流损耗。详细分析了所提可控电感的结构和软开关方案的工作原理,并设计一台100 kHz,200W的样机,相较于硬开关,所提软开关方案的效率提高5.2%。

关键词： 双有源桥   扩展移相   电流应力   回流功率   权重优化   移相比  

摘要： 为提高双有源桥变换器的传输效率,提出一种基于新扩展移相控制的电流应力和回流功率双目标权重优化策略。首先,根据原边侧输出电压高电平的角度和原副边输出电压之间的移相角关重新定义新移相比,简化传输功率数学模型,再由移相比之间的关系划分出3种工作模式并求出对应的电流应力和传输功率数学模型;在此基础上,推导出回流功率数学模型并进行特性分析;然后,优选出两种覆盖全功率的工作模式并建立电流应力和回流功率权重优化函数,根据极差正规化法求解出最优移相比组合并分析其软开关特性;最后结合所求软开关条件下的最优移相比组合设计出简洁快速的闭环控制策略。通过搭建样机进行实验验证,在电流应力、回流功率以及传输效率方面对优化策略与传统策略进行对比分析。实验结果表明双目标优化策略相较于传统扩展移相控制在低功率模式下系统效率提升了20%,在高功率模式下系统效率提升了11%,验证了设计方案的可行性和有效性。

关键词： 永磁外转子提升机   矢量控制   自抗扰控制   转动惯量辨识   卡尔曼观测器  

摘要： 针对永磁外转子提升机调速系统中负载参数变化和扰动不定等因素的影响,给出一种自抗扰控制与惯量辨识相结合的永磁外转子提升机矢量控制方法。设计了基于卡尔曼观测器的最小二乘法的转动惯量辨识算法,根据辨识的负载转动惯量参数与速度环自抗扰控制,适时调整自抗扰控制策略中的补偿因子参数。结果表明,自抗扰控制优于PI控制,加入惯量辨识的自抗扰控制使系统鲁棒性得到进一步增强,解决了因转动惯量变化而补偿因子不适应的问题,提高了自抗扰控制对负载扰动的抗干扰能力。

关键词： 双有源全桥DC-DC变换器   麻雀搜索算法功率优化控制   动态响应   电流应力  

摘要： 以双有源全桥(DAB)DC-DC变换器为研究对象,针对DAB变换器动态响应速度慢、电流应力大的问题,在传统双重移相控制的基础上,提出麻雀搜索算法功率优化控制策略。通过解析相量以获取电流应力的全局最优解,当负载突变以及输入电压突变时,利用麻雀搜索算法实时整定控制器,并加入功率优化提升变换器的动态响应速度,降低变换器的电流应力。最后,在基于DSP28335控制器的实物实验平台上,对提出的双重移相麻雀搜索算法功率优化控制策略、单重移相控制策略、传统双重移相控制策略进行对比实验验证。实验表明:该控制策略可明显提高DAB变换器在负载突变、输入电压突变时动态响应速度,同时可进一步降低DAB变换器的电流应力。

关键词： 轻质物料   钢丝胶带提升机   变频器   调速控制  

摘要： 轻质物料输送往往使用大倾角皮带,设备造价高、占地面积大、设备维保工作量大。传统垂直斗式提升机用于输送轻质物料存在料斗填充率低、回料率高、机尾积料严重等问题,通过离散元仿真探究提升速度与料斗填充率、回料率之间的关系,将变频调速技术与钢丝胶带斗式提升机相结合开发出配套自适应调速控制系统,解决了轻质复杂物料垂直输送技术难题。轻质物料专用斗式提升机控制系统在某生活垃圾焚烧发电项目的实践证明,系统设备投资低、占地面积小,达到了高效提升轻质物料的设计目标。

关键词： 超高频正弦波   升降压斩波电路   永磁同步电机  

摘要： 传统超高速永磁同步电机驱动器采用PWM等效正弦电压输出,谐波较大,导致电机发热严重,并且其无法用于燃料电池等输入电压大范围变化的场合。为减少电机发热量,进一步拓展其应用场景,提出了一种基于三相DC/DC变换器的新型正弦波电压输出逆变器,通过建立逆变器的控制策略的数学模型,驱动了一台120 kr/min的超高速永磁同步电机。实验结果表明,三相正弦波电压输出逆变器输出电压谐波低于传统逆变器,在高转速工况下减少了电机发热量,具有实际工程应用价值。