动磁直线电机驱动压缩机的建模与仿真

通过控制三端双向可控硅的导通时间来控制活塞位移的方法，建立了动磁直线电机驱动的压缩机的机械系统、热力系统及电磁系统数学模型．用该模型分析了压缩机的动态性能，得出了不同导通时间的电机线圈电压、电流及活塞行程和上死点位置．结果表明：仿真与实验结果吻合较好，表明该模型是行之有效的，控制及求解方法是正确的．由于考虑了等效阻尼系数的可变性、电机参数的准确性及算法对仿真结果的影响，使得仿真与实验结果误差小于10％，完全可以满足工程设计的需求．该模型具有可靠性好、准确性高、应用方便等特点，为压缩机系统参数的优化设计提供了新的途径，可以作为设计开发直线压缩机的一个有效工具．     

直线超声电机非线性模型辨识

针对直线超声电机具有很强的非线性，理论建模困难，提出采用辨识方法建模. 首先分析了直线超声电机在不同驱动条件下的阶跃响应，提出将直线超声电机速度模型简化为带纯延迟的一阶惯性系统，驱动频率和相位差对电机动态参数的影响转化为所建模型时间常数、系统增益和延时间参数的变化. 然后用最小二乘法辨识出模型参数与驱动频率和相位差之间的函数关系，建立了直线超声电机的调频、调相控制非线性模型，为直线超声电机高精度控制提供了模型依据. 最后，通过比较直线超声电机阶跃响应的实测值与仿真值，验证了所建模型的有效性.     

蚁群自寻优滑模控制在 永磁同步直线电机的应用

本文以永磁同步直线电机(PMLSM)为研究对象,提出了基于蚁群自动寻优滑模控制策略.滑模结构对系统适应性强,蚁群算法具备较强的自学习能力,可以实现参数的自动寻优,把两者结合起来,充分发挥各自的优势,提高控制性能.首先通过理论分析建立了永磁同步直线电机的仿真模型,并基于此模型进行了算法验证,通过验证得出该算法可以有效改善直线电机控制性能,提高了系统鲁棒性.然后在永磁同步直线电机样机上进行算法验证,结果表明,算法控制效果优良,在永磁同步直线电机上具有可行性.     

直线冰箱压缩机活塞位移的自传感技术研究

通过对直线冰箱压缩机的动磁直线电机的等效电路进行分析,建立了活塞位移自传感器的数学模型,得出了压缩机活塞位移的检测及控制方式.为了研究自传感器的性能,设计了一套基于虚拟仪器的活塞位移测控系统,分别对变电压驱动和变可控硅的导通时间驱动方式下的自传感器特性进行了实验研究.实验研究结果表明,利用直线电机作为位移传感器的方法是行之有效的,在活塞行程范围内,变电压和变导通时间驱动方式下的稳态误差分别小于4.4%和7.3%,在上死点附近,最大稳态误差分别为1%和3%,完全可以满足直线冰箱压缩机的控制要求.     

一种新型热压缩机运行特性实验研究

为了克服传统热压缩机的不足,提出了一种直线电机直接驱动、以气缸壁与活塞充当回热器的新型热压缩机系统。利用搭建的实验装置,实验研究了加热温度、直线电机驱动功率、工质种类和充气压力等对新型热压缩机系统运行特性的影响。研究结果表明:采用比热容比更大的工质有利于提高热压缩机系统性能;增大充气压力能提高系统内压力峰值,但效果不显著。以He4为工质,在充气压力为0.96 MPa、加热温度为330℃时,新型热压缩机系统压比达到1.14,能满足特定场合驱动脉冲管制冷机工作的需求;利用带小孔的气库进行了系统输出声功实验研究,发现存在最佳小孔开度使热压缩机系统对外输出功最大;保持工质种类和充气压力不变,当加热温度为603℃、小孔气库容积为0.518L时,实验测得热压缩机输出功最大为15.6 W。     

直线电机参数对活塞位移自传感器输出的影响

通过分析直线压缩机的直线电机的等效电路和活塞位移自传感器的模拟电路,得出了模拟电路参数与直线电机参数之间的关系．对直线电机参数和活塞位移自传感器的输出特性进行了实验研究．结果表明：推力系数在一定的动子行程内是基本恒定的,在上死点附近,推力系数有减小趋势;等效电感和电阻在一定的工作电流内是基本恒定的;直线电机等效电阻及电感的波动对活塞位移自传感器的输出几乎无影响,推力系数的波动影响活塞位移自传感器输出幅值的大小;若要提高直线压缩机活塞位移自传感器的输出精度,需要对模拟电路参数进行微调,以确保输出不失真,同时需要在活塞上死点附近对自传感器的输出进行修正．     

国外直线电机驱动新产品的发展

阐述了直线电机驱动系统的进化，涵盖了关于直线电机的种类、直线电机驱动系统的优点、成功的要点等内容，简述了日本及欧美直线电机驱动系统的新产品开发情况。     

冰箱用直线压缩机研究

研究了一种新型结构的直线压缩机，可应用于冰箱、空调等小型制冷设备．由于采用新型磁阻式直线电机驱动，使压缩机结构简单，易于控制，可实现高效节能．分别以R134a和R600a作为制冷剂，对直线压缩机的性能参数做了理论计算，对压缩机的工作过程和阀片运动规律等进行了计算机数值模拟，得到了直线压缩机的性能参数以及阀片的运动规律、活塞受力等情况，为直线压缩机的设计提供了理论依据．计算结果表明：对于小型制冷设备，直线压缩机的性能将比现在普遍使用的往复活塞式压缩机的性能优越；直线压缩机磨损较小，具有较高的效率和经济性，而且控制系统灵活，变频效果较好．因此，直线压缩机是一种理想的新机型，有望取代现有的往复活塞式压缩机．     

水压大流量高速开关阀设计及试验研究

为满足大流量和快响应电液控制系统的需求,采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯,将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合,研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型,并对其关键结构参数进行了仿真优化,得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划,控制阀芯的运动状态,进而实现阀口开度的精确数字控制,提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制,开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示,其跟随性能良好,能够实现设定的运动规划,与仿真结果基本相符,满足高速、大流量的技术要求.      

压缩机驱动用直线永磁电动机的研究

详细讨论了一种新型直线压缩机驱动用永磁往复直线电动机的研制过程，通过分析直线压缩机的谐振工作特性和动圈式直线电动机的结构特点，提出了增设辅助磁钢的设计思路，这样可以减少电动机的漏磁，使电动机内部气隙磁场均匀、磁力线分布合理．在此基础上，推导出了在压缩机谐振状态下的功率和效率计算公式．利用电机电磁场理论和有限元方法，建立了动圈式往复直线电动机电磁场模型，通过Ansoft Maxwell软件平台，降低了直线永磁电动机制造成本，提高了整机效率．通过对直线电动机的特性计算，说明了设计的可行性和准确性，以及利用Ansoft Maxwell进行电磁场计算的精确性。     

基于变结构控制的感应电机能量优化控制

感应电机的每安培最大转矩控制是一种简单、有效的能量最优控制方法,该方法在满足电机电磁转矩要求的前提下,尽可能地减小定子电流的幅值大小,从而提高了电机稳态的运行效率。该文提出了一种基于变结构控制的感应电机每安培最大转矩控制方案。该方案选择定子电流误差方程作为切换面方程,利用变结构滑模控制的到达条件对方案的稳定性进行了证明,给出了使系统稳定的一个充分条件。仿真的结果表明,在轻载情况下该方案具有和直接转矩控制(DTC)相似的动态性能,而在稳态效率上却能提高很多。     

用于风机的变频调速异步电动机高效运行方法

目前应用于风机调速的各种方法中效率最高的是变频调速 ,但它还没有使拖动风机的异步电动机效率达到最高。为实现异步电动机的高效运行 ,提出了一种不同于普通压频比恒定的变频变压方法 ,即在保持频率不变、满足风机所要求转速的条件下 ,通过调节输入电压 ,使异步电动机的效率达到最高。着重分析了异步电动机的运行效率问题 ;从仿真和实验两方面验证了所提方法的有效性 ;给出了电机输入功率和定子电流随电压的变化规律 ;得到了在整个调速范围内使电机效率最高的压频比曲线 (基本上是一条直线 )。     

驱动工况下最佳效率的电力驱动系统控制分析

为实现电力驱动系统中电池和电机的优化匹配控制,针对混合动力电动汽车电力驱动系统在放电时的工作特性,以镍氢电池和永磁无刷直流电机为研究对象,在电池、电机性能实验研究的基础上,建立了驱动工况下的电池放电效率和电机效率数值模型,得到了电力驱动系统最佳效率和电机输出转矩的数学表达式。提出了提高电力驱动系统工作效率的控制策略,仿真结果表明,所设计的控制方法可有效提高电力驱动系统的工作效率,实现了整车动力性和燃油经济性的优化匹配。     

纯电动汽车驱动电动机系统效率模型的试验

为了在工况变换控制过程中,实现基于电动机系统最佳效率的优化控制,构建了电动机系统效率与转速及转矩之间的关系式.由实车测得的数据,确定了研究工况的范围,在电动机加载试验台上对电动机系统效率特性进行了测试,结果显示被测驱动电动机系统效率η>80%的区域面积占整个测试区域范围的77.1%.基于最小二乘法,对电动机系统效率进行曲面拟合,综合考虑拟合结果的精度及运算工作量,确定采用4次函数构建电动机系统效率模型;利用驱动电动机外特性部分工况点测试结果对模型进行了验证.结果表明:模型计算值与实测值的最大相对误差为3.9%,建立的模型是有效的,该模型能够为在整车控制器中制定基于电动机系统最佳效率的优化控制策略提供依据.     

开关磁阻电机调速系统的设计与实现

开关磁阻电机调速系统在硬件上采用数字信号处理器与可编程逻辑器件相结合的控制方式,使电路系统得到了大大的简化,更加稳定可靠;在软件控制策略上,在不同的调速阶段采用不同的控制方法,结合了各自方法的优点。整个系统电机结构简单可靠,可在宽广的速度和功率范围内保持较高的能量回馈,具有一定的市场应用价值。     

汽车再生制动系统机电制动力分配

对汽车制动能量再生系统的机电制动力分配控制方法进行了研究,以电机制动效能为依据划分制动模式,提出了常规液压制动与再生制动力(电机制动)协调控制方法,建立了相应的再生制动系统机电制动力分配控制策略模型,并且对控制模型进行了仿真分析.结果表明,该再生制动系统机电制动力分配控制策略能够保证汽车前后轴制动力分配随理想制动力分配I曲线变化,实现良好制动性能,制动过程中增加了电机制动率,从而提高了汽车制动能量的回收率.     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

混合动力汽车电机转矩控制系统的仿真

为了改善混合动力汽车驱动系统性能，在直接转矩控制原理的基础上提出了一种基于误差等级控制感应电机的转矩控制策略。该策略以电机定子磁链误差等级、电磁转矩误差等级及磁链位置角作为控制变量，根据直接转矩控制原理制定控制规则来选择开关状态，这样不仅能简化控制系统、实现准确控制，而且还避免了大量的计算，提高了系统瞬态时的转矩响应。利用MATLAB软件进行仿真分析，其结果表明：该方法能使电机高效、稳定、快速地产生电磁转矩，是一种理想的混合动力汽车控制策略。     

磁浮列车直线感应电机控制的仿真研究

根据把端部效应考虑在内的等值电路，建立直线感应电机的数学模型，分析直线感应电机的恒转差频率控制的思想和实现方法，并对控制系统进行仿真．仿真结果表明，恒转差频率控制的实现方法是可行的．