直线感应电机牵引互馈试验台控制策略研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.主要讨论该系统的构成及运行原理.直线牵引传动试验系统由两台直线感应电机组成,一台作为电动机,另一台作为发电机.系统用于模拟牵引电动机的负载特性,并能将电动机输出的机械能通过发电机转变为电能送回到直流母线.该系统具有高效节能、控制灵活等优点.在分析互馈双电机推力平衡关系的基础上,提出基于矢量控制的互馈双电机联合控制策略,研究牵引电机侧速度调节和负载侧推力模拟的方法.仿真和试验结果都表明,采用互馈双电机联合控制策略的直线感应电机牵引互馈系统具有良好的稳态性能和动态调节能力,验证了所提方案的正确性.     

长初级双边直线感应电机推力输出研究

研究目的:以麦克斯韦微分方程组为基础,结合直线感应电机T型等值电路,分析研究双边直线感应电机在考虑边端效应情况下的电磁推力输出,同时采用有限元计算方法,仿真验证理论计算有效性。计算推导双边直线感应电机数学表达式,并通过具体设计参数建立电机仿真模型,实验分析不同因素下滑差频率控制推力输出,通过对电磁推力输出特性分析研究,实现恒电流滑差频率优化控制。研究结论:(1)通过双边直线感应电机数学模型及等效电路计算各种机械特性,并推导横向和纵向边端效应修正系数,电机高速运动时,边端效应对电磁推力输出影响小;(2)采用电磁场有限元工具软件,建立双边直线感应电机仿真模型,将理论计算与仿真数据进行多次对比分析,理论计算与仿真结果基本吻合,保证数学模型有效性;(3)仿真分析滑差频率、运行速度、气隙,以及动子长度对电磁推力输出的影响,对于不同的运行速率,适当调节滑差频率,可增大电磁推力输出,低速最优滑差值为2 Hz附近,高速最优滑差频率区间为4.0~6.0 Hz,在满足电机在额定条件下,可实现电磁推力最优化控制;(4)双边直线感应电机的分析研究结果对航母舰载机电磁发射系统具有重要指导意义。     

牵引直线感应电机推力优化控制的研究

本文利用涡流损耗分析的方法,推导了考虑纵向边端效应的直线感应电机动态数学模型。通过对直线电机控制特点的分析,设计了LIM矢量控制器。在此基础上,提出了一种以推力最大为目标的牵引直线感应电机推力优化控制方法。Matlab/Simulink仿真结果与直线电机牵引传动实验平台的实验结果表明,采用优化控制后直线电机在输入一定时能够提高输出推力,输入功率越小推力提高越明显,同时系统具有良好的调速性能,验证了本方案在牵引直线电机控制上的可行性。     

多模糊控制器控制的直线感应电动机控制系统

在同步旋转坐标系下,建立了直线感应电动机的矢量控制数学模型.根据矢量控制直线感应电动机的数学模型,提出了一种基于多模糊控制器控制的直线感应电动机矢量控制新方法.1个模糊控制器作为速度控制器,另外2个模糊控制器分别作为电磁推力控制器和磁链控制器.在此控制系统中,采用了电流控制PWM电压源逆变器环节.仿真试验结果表明此种控制方法比基于PID调节器控制的交流传动系统具有更好的控制效果.     

直线感应电机磁场定向控制系统仿真

介绍了直线感应电机边端效应类型，在旋转感应电机等效电路基础上考虑边端效应加以修正，得到直线感应电机的等效电路，建立了磁场定向控制模型并进行了仿真。     

直线感应电机模型分析与转差频率控制研究

介绍了考虑端部效应后直线感应电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型，并对速度与反应板对端部效应的影响进行了分析。在此基础上讨论了直线感应电机转差频率控制方案的可行性，并给出了控制方案。采用Matlab／Simulink构建了直线感应电机数学模型并对其转差频率控制进行了仿真。仿真结果验证了控制方案的可行性。     

直线感应电机推力及法向力的计算

建立了单边直线感应电机的物理模型,以有限差分法为分析方法,对单边直线感应电机的推力与法向力作了解析,并给出了仿真结果,验证了推力、法向力与滑差率之间的关系。     

基于电磁推力直接控制的直线电机控制系统研究

为提高对直线电机的速度、位置的精确控制,提出一种直接电磁推力控制直线电机的方法。该方法利用电磁推力偏差和定子磁链偏差通过滞环比较器得到所期望的空间电压矢量,再结合空间矢量调制技术实现对直线电机的控制。仿真和实验结果表明:直接电磁推力控制的直线电机系统具有结构简单、动态响应迅速的特点。     

基于有限元方法的悬浮牵引兼用直线感应电机的动态性能分析

利用有限元方法建立了直线感应电机的二维瞬态电磁场模型,计算了直线感应电机启动时的动态性能,计算结果表明直线感应电机推力和法向力存在一定的振动,利用后处理方法计算了不同时刻直线感应电机气隙磁密的分布,通过张量法分析了法向力存在振动的原因.     

磁浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的力角特性分析

介绍了中速磁悬浮列车牵引需求分析,选定直线电机类型及设计方案。通过建立面电流模型,给出中速磁悬浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的具体参数设计。再通过分析不同极距、不同尺寸边长、端部效应对电机推力的影响,初步验证电机尺寸参数的合理性。最后通过牵引仿真计算和模型车牵引试验结果论证该电机满足列车牵引需求,为今后中速磁悬浮列车直线电机的设计及制造提供可参考性资料具有重大意义。     

Research on the thrust output of a long primary double-sided linear induction motorEI北大核心

Research purposes: Based on Maxwell equations and T-type equivalent circuit of linear induction motor, we analyze the electromagnetic thrust output of a double-sided linear induction motor in the case of edge effect, and use the finite element method and simulation to test the effectiveness of the theoretical calculation. We further derivate the mathematical expressions of a double-sided linear induction motor, build the simulation model by parameter design, and experimentally analyze the slip frequency control thrust output in conditions of different operating. Through analysis of the output characteristics of the electromagnetic force, optimal control of constant current slip frequency is achieved. Research conclusions: (1) We calculate various mechanical properties of a bilateral linear induction motor through its mathematical model and equivalent circuit, and derive the corrected coefficients of the horizontal and vertical edge effect. When the motor runs at a high speed, the edge effect has little influence on the output of the electromagnetic force. (2) We use the finite element computer software to establish the simulation model of a bilateral linear induction motor, and compare the theoretical calculation and simulation data: the simulation results are consistent with theoretical calculation, thus ensuring the validity of the mathematical model. (3) We simulate and analyze the influence of slip frequency, speed, suspension air gap, and length of the mover on electromagnetic force. At different speeds, properly adjusting the slip frequency can increase the output of electromagnetic force. For low speed, the optimal slip frequency is near 2 Hz; for high speed, the optimal slip frequency is between 4.0 Hz and 6.0 Hz. When satisfying the motor's rated condition, the optimal control of electromagnetic force is achieved. (4) The research result of double-sided linear induction motor can provide important implications for the electromagnetic launch system of an aircraft carrier.     

直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究

直线电机轮轨交通系统牵引能耗高的缺点影响了这一新型城市轨道交通制式在我国的推广应用。本文研究了城市轨道交通系统能耗特征,介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况,并对基于电机效率的牵引能耗对比研究、列车牵引能耗模拟比较研究、广州地铁4号线列车牵引能耗实测及模拟比较研究等多个直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究成果和实测数据进行了比较分析。基于＂完成相同运输任务＂的比较原则,分别针对重庆地铁1号线地下线区段和高架线区段,进行了直线电机轮轨交通系统和旋转电机驱动轮轨交通系统的牵引能耗仿真计算。经综合比较研究,得出直线电机轮轨交通系统牵引能耗比旋转电机驱动轮轨交通系统高25%以上的结论。     

基于全维观测器的无速度传感器异步电机控制

提出了一种模型参考自适应观测器，用于异步电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将电机矢量控制与模型参考自适应系统（MRAS）相整合，异步电机作为参考模型，而全阶观测器为可调模型，利用两模型输出的误差构造了一个自适应律。理论分析和仿真结果表明，该转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

牵引电机无速度传感器间接定子量磁场定向控制

在分析直接转矩控制系统优缺点的基础上,重点介绍了牵引电机间接定子量磁场定向控制方法(ISC),讨论了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制系统,通过仿真验证了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制方法的有效性.对我国轨道交通运输和电力牵引传动控制技术的研究作了简要的总结和展望.