不同驱动方式下的无刷直流电机性能比较

针对反电势为梯形波与正弦波的两种无刷直流电机,分析了电机分别在正弦波与六脉冲方波驱动模式下的机械特性、电流波形、换相转矩脉动。推导了反电势为正弦波的无刷直流电动机在方波驱动模式下的机械特性表达式。通过对这两种电机电流波形的对比分析,给出了这两种不同反电势波形的无刷直流电动机在高速和低速时两者电流波形、换相转矩脉动差异的原因。建立了两种电机的仿真模型,仿真结果进一步验证了分析的正确性。     

一种改善低速转矩脉动的直接转矩控制系统

首先通过对感应电机转矩增量的分析,解释了传统直接转矩控制中低速性能较差的原因。然后在保持原有简单控制结构的同时,引入占空比的控制,可以大为减小低速运行时的转矩脉动;并且应用所提出的占空比算法,系统的动态响应也得到了保证。     

基于降维模糊直接转矩的地铁车辆牵引仿真

研究目的:直接转矩控制以其优良的动静态性能成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上,然而该控制方法在低速时的转矩脉动比较严重,使得低速的控制性能大大降低.目前地铁车辆多采用交流传动方式,站间距离小,启制动频繁,停车精度高就要求车辆具有良好的加速、减速及低速性能.直接转矩控制快速的转矩响应特性非常适合于地铁车辆的运行,减小低速时的转矩脉动问题是目前需要解决的一个主要问题.研究结论:通过研究提出了一种降维模糊直接转矩控制系统,以转矩和磁链为输入构成二维模糊控制器,将控制作用看作模糊量作为输出,经过矢量选择表后在每个控制周期为逆变器施加合适的电压矢量.仿真结果表明转矩脉动大大减小.     

降低感应电机直接转矩控制的转矩脉动的控制器

基于磁滞比较器和选择表的感应电机直接转矩控制(DTC),其开关频率可变,且转矩脉动大,特别在低速时.这是因为转矩和磁通的变化率以及转矩和磁通达到其上带和下带所花的时间随运行工况变化.文中提出了一种新型的开关频率固定的转矩控制器.新型控制器结构非常简单,其输出类似于传统的三点式磁滞比较器.就提出的控制器介绍了近似频域分析法,作为控制器参数选择的指南.介绍了感应电机直接转矩控制采用该转矩控制器进行的仿真和实验结果.结果表明提出的控制器可以保持开关频率恒定,并降低了转矩脉动,尤其在低速时.     

无刷直流电动机换相过程分析

介绍了无刷直流电动机的数学模型,针对该电机定子的换相过程、对电流的流向及电路方程进行了描述,并推导出换流时间与转矩脉动的函数关系,最后用PSPICE软件进行了仿真.     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

城市轨道车辆智能门控器关键技术研究

对城市轨道车辆门控器的关键技术问题提出了解决方案。针对门控直流无刷电机固有的低速换向转矩脉动问题,采用单斩PWM_ON的调节方式保证换向期间非换向相电流不变来抑制低速换向转矩脉动;结合DSP的直流无刷电机技术和自适应模糊PID控制算法,实现对门控直流无刷电机的双闭环控制,以此来提高门控系统的鲁棒性,并为防挤压功能的准确激活提供先决条件,针对防挤压功能激活的时机判断不精准问题,采用分段激活法和全程电流保护法提高自动门防挤压功能的精确性和安全性。试验结果表明,所采取的的方法合理、正确且是可行的。     

异步牵引电动机低速区控制方法的比较

文章给出了异步牵引电动机在低速区基于开关表的传统直接转矩控制(ST-DSC)和间接转矩控制(ISC)的原理框图,以及间接转矩控制和基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DSC)的数学关系,并用Matlab/Simulink对三种控制方法的转矩脉动和电流脉动进行了对比仿真研究,根据仿真结果讨论了在系统设计时选择控制策略的依据。     

地铁屏蔽门门机驱动系统设计

门机驱动系统是地铁屏蔽门控制系统的重要组成部分.本驱动系统运用STM32F103RC处理器对无刷直流电机进行三闭环控制,实现了对屏蔽门的滑动门控制.对系统的设计原理、重要部分软件、硬件进行了描述.最后,通过对门机驱动系统进行测试和分析,确认该系统满足设计和实际使用要求.     

基于DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统

介绍了一种基于TMS320LF2407 DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统.针对无位置传感器无刷直流电机转子位置检测进行了研究,简述了实现该控制系统的硬件组成和软件的设计方案及控制策略,并对控制系统进行分析.此系统可大大简化硬件结构,并使电机得到高效稳定的控制.     

基于几何特征的钢轨磨耗检测系统的研究

为解决高速动态条件下车体振动对钢轨磨耗检测带来的问题,在大量调研国内外利用激光技术进行钢轨磨耗检测的基础上,提出一种基于标准钢轨轨廓固有曲线曲率的钢轨磨耗检测方法,首先利用基于激光三角测距原理的传感器得到组成钢轨全断面轮廓一系列点的空间坐标;其次利用L-M优化算法进行数据处理,采用Hough变换方法检测钢轨轮廓固有几何特性;最后进行钢轨轮廓匹配后实现钢轨磨耗高精度检测。该方法已经运用在轨道检测小车上,试验数据表明:钢轨磨耗检测系统的重复性精度能到达0.005 mm,其高精度性和快速性能满足铁路部门对钢轨磨耗检测的要求。     

基于组合校正的城市轨道交通列车轮轨黏着控制方法研究

为提高城市轨道交通列车轮轨黏着力的控制,针对传统组合校正法存在的缺点,对参考速度进行延时补偿、筛选及步长限制,尽可能保证参考速度的准确性;对加速度提取采用低通加高通滤波器的方法,以降低噪声影响;黏着控制过程中,根据设定周期时间内速度差估算当前轨面黏着情况,实时调整下一周期判据阈值;根据上一调节周期触发空转时刻锁存转矩和当前加速度,以及转速差采用分段斜率的方法进行转矩调节。试验结果表明:上述控制方法转矩波动小,列车运行平稳,黏着利用率得到有效提高。     

高速铁路道岔新型辊轮装置性能及测试

介绍了高速道岔新型辊轮装置的性能和指标;针对各项性能指标简述了试验方法,进行了辊轮启动力矩、承载能力、防腐和防尘能力测试,验证了新型辊轮装置的适用性;并进行了道岔尖轨扳动力对比测试,结果表明新型辊轮装置的减摩效果良好。     

基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法

为了实现城市轨道交通的节能运行,提出基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法。首先构建列车均质棒动力学模型和节能优化目标函数,利用极大值原理推导出列车节能运行工况。然后重点分析列车运行时间和运行方式对能耗的影响。在对典型方案仿真分析的基础上,提出通过陡坡时的基于等效平均速度法的运行策略,以及目标速度改变时合理利用惰行的运行策略。最后通过目标速度追踪的方法得到速度曲线,实现城轨列车的节能运行。利用上海地铁3号线的数据对本文提出的算法进行验证,结果表明相较实际运行情况,本文提出的算法可以降低25.39%的运行能耗,同时求解得到的速度曲线更加平缓,更适合城市轨道交通的实际运行情况。     

城市轨道交通车辆门系统故障预测与健康管理

车门系统是城市轨道交通车辆系统中的一个重要子系统,而故障预测和健康管理是保障车门系统安全可靠的重要手段。从城市轨道交通车门系统结构出发,将车门典型故障进行分类,包括开关门障碍检测故障、关锁到位开关故障、3秒不解锁故障、电机位置编码器故障及控制器驱动电路MOS管短路故障。针对各类典型车门故障,提出相应的故障预测和健康管理框架,内容包括数据采集、数据预处理、特征值提取、状态监测、健康评估及最优维护。     

高速客车轮对动力学性能的比较

为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。     

基于激光摄像技术的钢轨波磨检测方法研究

目前常用的钢轨波磨检测方法有弦测法和惯性基准法,弦测法传递函数不恒定,惯性基准法受车速影响大。针对钢轨波磨检测方法的缺点,提出了一种基于激光摄像技术的波磨检测方法,通过多传感器并行工作对钢轨轮廓进行高频率采样,通过FPGA(现场可编程门阵列)对传感器获得的光条图像进行ROI(Region Of Interest)提取,将图像的ROI传送至上位机提取轮廓数据,进而完成钢轨的波磨信息提取。论证了通过多传感器并行工作提高钢轨轮廓的采样频率的可行性,在Xilinx SP605开发板上实现了光条图像ROI的实时提取。试验表明,ROI提取能够有效减小通信的数据量。     

具有恒定开关频率的感应电机无速度传感器直接转矩控制

介绍了一种具有恒定开关频率的新型直接转矩控制方法 ,通过定子磁链、定子电压与同步角速度之间的关系式实时计算下一个控制周期内需要加在电机定子绕组上的电压 ,实现了对感应电机的动态解耦控制 ,采用空间电压矢量调制的方法使逆变器开关器件处于恒定频率工作状态。在低速下较传统直接转矩控制方法具有更优的控制性能 ,在高速下与传统直接转矩控制方法同样具有响应快、性能不受电机参数影响等优点 ,并介绍了该方法的无速度传感器实现 ,仿真结果验证了本文所述方法是有效的     

基于BFS和加权半监督聚类算法的地铁客流分配研究

复杂的城市轨道交通线网给乘客提供多种出行路径选择,而轨道网络起讫点间可能存在多条可选有效路径,给城市轨道客流清分工作带来难度。为求解相同起讫站点间各路线乘客选择的概率问题,以广州市地铁自动售检票(automaticfarecollection,AFC)系统刷卡数据为研究对象,提出一种创新性的半监督聚类算法框架。首先基于广度优先(breadth first search, BFS)的K短路径的搜索算法,识别起讫点间的有效路径集,由此确定初始聚类中心及个数;然后以路径距离和换乘次数等特征值依次标定各有效路径权重,由这些标记数据出发,采用加权半监督的方式增强聚类算法的分类能力。最后结合客流调查结果,与经典K-means算法和朴素贝叶斯分类算法进行比对。通过算例证实提出的客流分配算法性能最优,准确率高达94%,具有较好的分类效果。     

全速域异步电动机的改进型直接转矩控制

为了克服直接转矩控制在低速区的种种不足,改进型直接转矩控制被应用到大功率牵引传动系统的低速区。本文介绍了改进型直接转矩控制的基本原理,加入弱磁控制算法,同时采用一种适合工程应用的空间电压矢量PWM（SVPWM）过调制算法,将改进型直接转矩控制扩展到全速度范围。通过对此方案的实验验证,表明全速度范围异步电机转矩控制方案是可行的,系统具有良好的动静态性能,在具有较高开关频率的中小功率应用场合有着非常好的应用前景。