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 )。     

异步电机的优化设计新方法

现有的对电机优化设计方法的研究主要是采用新的数值算法或对原有数值算法进行改进 ,而没有从电机设计公式本身出发做过研究。为了使现有的优化数值算法都能不经修改就应用到电机设计实践中 ,基于新的电机尺寸设计公式 ,提出了一种新的优化设计策略 ,对自变量进行了适当选取 ,解决了传统优化设计中需要考虑的离散变量问题 ,使全局收敛的可能性大大提高。对两个算例的优化计算表明 ,该方法是一种有效的优化设计方法 ,适用于各种优化算法的研究。     

一种新的感应电动机转子断条故障检测方法

该文提出一种基于Hilbert模量频谱分析的感应电动机转子断条故障诊断的新方法.该方法是将Hilbert变换和小波分析方法相结合,得到解析小波变换,以准确判定负荷波动发生时刻,消除了负荷波动对断条故障特征频率的影响.将Hilbert模量定义成原始信号与其共轭信号的平方和,利用Hilbert模量将原相电流中的基波成分转换成直流成分,将转子断条的故障特征分量——(1-2s)f1转变为频率为的电流分量,解决了相电流频谱分析方法中断条故障特征分量很容易被基波淹没而难以突出故障特征分量的问题.仿真分析表明,该方法能克服传统的电流频谱分析法的缺点,对感应电动机转子断条故障给出正确无误的诊断结果.     

离散变量结构优化设计序列定界组合算法研究

首先给出了离散变量结构优化设计的数学模型,然后将总组合数按照设计变量的取值分类,把原规划问题分解成若干个维数更低、许用离散集更少的子问题;在算法设计过程中,将离散变量定界组合算法的思想应用于该问题,给出了定界的新方法。若干算例表明,该方法可以大大减少组合搜索的次数,提高解题效率。     

结构最优设计问题的一种新方法

给出了结构优化设计参数识别的一种新方法——格雷码加速遗传算法。研制了格雷码加速遗传算法实施的详细步骤，并对格雷码加速遗传算法的有效性和可行性进行了理论分析和实例分析。结果表明，格雷码加速遗传算法具有直观、简便、快速、适用性强等特点，是一种既可以较大概率搜索全局最优解，又能进行局部细致搜索的非线性优化方法，可广泛应用于各种结构优化设计中。     

免疫遗传算法在渠道优化设计中的应用

农田水利工程中的灌溉渠道断面设计大都是非线性优化问题,在实际求解过程中一般采用传统低效的试算法.文中应用免疫遗传算法(IGA)对梯形和U形灌溉渠道断面的底宽及设计水深等参数进行了优化设计.算例表明,IGA能有效解决渠道断面设计中的优化问题,且计算量小、精度高,在工程优化设计中具有较高的应用价值.     

A new optimum design method of bicycle parameters for a specified rider

The optimum design of bicycle parameters has been explored by many scholars and institutes since bicycles were first invented. Professor XinJun Liu and his group at Tsinghua University     

基于功率因数角反馈的感应电动机软起动方法

电动机软起动方式是一种无级的调节电动机定子端电压的方法，可抑制电动机起动过程中的电流冲击，并能缓解电动机起动过程中电压降落问题．但一般的软起动方式是开环控制方式，故在电动机起动过程中仍然存在着电磁转矩和电流脉动问题．这里提出一种采用功率因数角作为反馈信号的软起动过程闭环控制方法，该方法可以使电动机起动过程中的电磁转矩和电流脉动得到明显抑制．     

带有负载观测的异步电动机广义预测控制

提出了一种带有负载观测功能的异步电动机广义预测控制算法,在对系统动态模型分析的基础上建立了调速系统的受控自回归积分滑动平均模型.该控制算法给出了能够使下一次采样时刻的实际转速以最优特性跟踪下一时刻参考转速的广义预测控制律,并采用负载转矩观测器的前馈功能增强速度控制的抗干扰能力.仿真和实验结果表明,通过合理选择控制器参数,具有转矩预测功能的直接转矩控制系统在转速跟踪和抗扰能力方面得到一定提高.     

基于自抗扰控制器的异步电机矢量控制

针对异步电机的高性能鲁棒问题,采用自抗扰控制理论,设计并实现了基于自抗扰控制器的异步电机矢量控制方案。将电机模型中的耦合项及参数摄动视为系统扰动,采用扩张状态观测器进行观测并加以补偿,简化了系统结构,提高了响应速度。为减小运算量,对自抗扰控制器的典型结构作了简化处理,使控制周期缩短约1/2,提高了实时控制性能。仿真和物理实验表明,该文研究的基于自抗扰控制器的矢量控制系统,在70%额定负载突卸情况下的动态速升仅为0.8%,动态性能优异,对转子参数变化也具有较强的鲁棒性。     

转子电阻未知时感应电机的一种自适应控制方法

提出了一种新型的非线性自适应跟踪控制方法,用于解决转子电阻未知,转子磁链需要观测时感应电机的高性能调速问题。控制系统的设计基于两相静止坐标系,针对电流跟随型逆变器情形,采用了Ｌｙａｐｕｎｏｖ型自适应机制。引入一定的近似处理后,转子电阻的估计方程简化为一阶动态方程。磁链自适应观测器中的非线性修正项除考虑转速跟踪误差的影响外,还考虑了转子电阻估计误差和磁链观测误差的影响。证明了控制系统的稳定性和跟踪性,并且给出了仿真结果。     

一种感应电机直接转矩控制磁链观测的改进方法

根据感应电机直接转矩控制的特点,对低速下磁链观测误差产生的原因进行了分析,给出了一种磁链观测的改进方法———低通滤波器补偿法.这种方法在采用低通滤波器代替纯积分环节的基础上,根据定子磁链的实际值与估计值之间的关系,推导出估计磁链的补偿公式,给出了原理框图,并对观测结果进行了仿真比较.仿真结果表明,采用低通滤波器补偿法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,证实了该方法的有效性.     

一种感应电机直接转矩控制

根据感应电机直接转矩控制的特点,对低速下磁链观测误差产生的原因进行了分析,给出了一种磁链观测的改进方法--低通滤波器补偿法.这种方法在采用低通滤波器代替纯积分环节的基础上,根据定子磁链的实际值与估计值之间的关系,推导出估计磁链的补偿公式,给出了原理框图,并对观测结果进行了仿真比较.仿真结果表明,采用低通滤波器补偿法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,证实了该方法的有效性.     

基于动态模型的感应电机能量优化控制

感应电机运行在轻载或低速时 ,常规的控制策略会造成较大的能量损耗。而一些从静态模型出发的能量优化控制策略 ,如恒转差频率控制 ,会降低调速系统的动态性能和稳定性。该文从感应电机的动态模型出发 ,提出了一种借助转子磁链控制实现感应电机能量优化的控制策略。根据外环给定电磁转矩的不同 ,调整内环转子磁链的给定值 ,以达到能量优化的目的。在调速过程中 ,控制策略能够保证转子磁链紧跟给定值的变化 ,即转子磁链误差系统是渐近稳定的 ,从而使输出的电磁转矩紧跟给定值。因此 ,调速系统的动态性能与磁场定向控制相似 ,并且系统的稳定性也得到了较大的改善。文章最后还通过仿真实验说明了系统的调速过程具有较好的鲁棒性     

含感应电动机的独立电力系统暂态电压分析

针对含感应电动机的独立电力系统的暂态电压稳定问题,首先详细推导了适用于暂态电压稳定分析的多电动机多发电机电力系统模型,该模型不但可以有效地消除平衡点处Jacobi矩阵的0特征根,保证与原系统的等价性,而且消去了所有的代数变量,建立了一个纯微分方程组,方便进一步分析。然后给出一种具有一定工程实用性的启发式的暂态电压稳定与暂态功角稳定的界定方法。最后将一种基于半张量方法的非线性系统暂态稳定裕度指标推广应用于暂态电压稳定分析中。仿真算例分析表明:该方法可以有效地判定独立电力系统的暂态电压稳定,并给出较为准确的临界切除时间。     

量子遗传算法在永磁同步轮毂电机优化设计中的应用

量子遗传算法具有种群规模小而不影响算法性能、收敛速度快和全局搜索能力强等优点。为了获得高功率密度和低成本的电动车用轮毂电机,基于量子遗传算法,针对研究设计的一种外转子永磁同步轮毂电机,以电机有效质量、材料成本和功率损耗为优化目标,建立了包含8个设计变量和5个约束的数学模型,对电机进行优化设计。研究结果表明:永磁同步轮毂电机有效质量、材料成本和功率损耗降低,效率特性提升,有限元分析结果与量子遗传算法计算结果接近,能满足电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,量子遗传算法对于轮毂电机优化设计是有效可行的。     

骨架组合结构材料选择优化层合部件法

提出用于金属一复合材料骨架组合结构减振优化设计的层合部件法（1aminatecomponentmethod,LCM）。定义骨架结构中待设计杆件和梁为层合部件,杆件在有限元模型中必须用由待选材料构成的层合梁单元或层合板单元模拟,以避免弯曲振动模态丢失。结合结构拓扑优化SIMP（sotidisotropicmierostrueturewithpenaltymethod）法,建立了钢一复合材料组合骨架结构材料选择、拓扑与尺寸优化的综合数学模型,实现材料选择与拓扑优化设计变量的连续化。以桁架结构质量为目标函数,振级落差、加速度、位移和应力等为约束条件,给出金属一复合材料组合桁架结构减振优化设计实例。优化结果表明,LCM用于金属一复合材料组合骨架选材优化设计是可行的。     

直齿行星传动齿轮修形优化设计方法

针对多个行星轮均布的大功率直齿行星传动系统,提出了优化齿轮修形参数的设计方法.取其中一路子系统建模,应用位移约束方程建立局部太阳轮边界位移协调关系,简化了有限元分析模型.为提高齿轮有限元模型的齿廓几何逼近精度,降低齿轮有限元规模,提高非线性接触分析的求解精度和效率,建立了齿轮接触区细化单元节点位移耦合模型.提出直齿轮修形齿面快速精确有限元建模方法,采用修形函数控制渐开线发生线长度修改齿面上的节点坐标,实现修形齿面快速精确重构,以齿面应力分布均匀为主要目标,迭代求解修形齿轮应力分布优化了齿轮修形参数.     

公路平曲线超高优化设计在工程实际中的运用

公路平曲线超高设计,是使弯道过小的半径通过设置超高而达到快速、安全、舒适、美观的目的.文章结合工程实际,对回旋线过长而超高渐变率较小的弯道进行超高优化设计,从而能使行车安全平顺、利于排水、路容美观、并减少征地和节约造价.     

量化分析技术在设计方案评价中的应用

设计阶段的投资控制是建设全过程投资控制的重点，而设计方案是设计阶段投资控制的核心，据此提出了设计阶段投资控制的基本程序。按照技术分析与经济分析相结合、定量分析与定性分析相结合原则，科学构建设计方案评价指标体系和综合评价模型，合理确定评价标准和评价参数，确保从备择方案中选择出优秀方案。在此基础上，分析了价值工程理论、数学规划技术在设计方案改进中的具体应用，以期为设计阶段投资控制的相关部门和人员具体操作提供理论依据。