电梯用磁通切换永磁直线电机的驱动控制系统研究
发布时间：2021-10-15 04:19
近年来,随着我国城市化进程的加快,高层和超高层建筑不断增加,传统曳引式电梯的钢丝绳提升系统由于其固有缺陷已经不能满足人们的要求,而直线电机驱动的无绳电梯因具有无需中间转换装置、提升高度不受钢丝绳限制等优点而受到了极大的关注,是电梯未来发展的一个重要方向。磁通切换永磁直线（linear flux-switching permanent magnet,LFSPM）电机作为一种新型永磁直线电机,永磁体以及电枢绕组均位于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心构成,具有结构简单、成本低等优点,适合用于电梯等长距离轨道传输系统中。本文以一种电梯用新型模块化双边LFSPM电机为研究对象,对该电机驱动控制系统中的一些关键问题进行分析研究,同时搭建了以数字信号处理器为控制核心的控制系统实验平台。论文的主要研究内容包括:1、介绍新型模块化双边LFSPM电机的基本结构、工作原理和静态特性;推导该电机在两相旋转坐标系下的数学模型;阐述该电机主要参数的测量方法。2、研究了该电机的矢量解耦控制策略;对该电机运行过程中的推力波动问题进行分析,针对电机定位力偏大的问题,建立了定位力的数学模型,并采用电流谐波注入法对定位...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曳引式电梯基本结构
浙江大学沈建新教授设计了一种改变端部附加齿位置的电机结构[23]，较好地减小了电机的定位力，其结构如图1-2 所示。在此基础上，沈建新教授又提出了一种模块化电机结构[24]，如图 1-3 所示，该结构将永磁体和磁障交替放置，在减少永磁体用量的同时，还具有磁路对称、三相反电势平衡、容错能力强等优点，较好地解决了端部绕组磁路不对称的问题。但是该结构不具备 FSPM 电机的磁路互补特性，存在反电势非正弦，定位力偏大等问题。随后，东南大学程明教授提出了一种磁路互补的模块化电机结构[25, 26]，如图 1-4 所示，这一结构具备 FSPM 电机的磁路互补特性，使得电机的定位力更小，反电势更加正弦，同时该结构还具备较高的容错能力。除了以上经典电机结构外，谢菲尔德大学 J.T.Chen 教授还设计了 E 型槽和 C 型槽的 LFSPM 电机结构[27]
图 1-3 模块化 LFSPM 电机C2 C1 B2 B1 A2 A1永磁体 磁障 U型导磁铁芯次级定子绕组λ1λ2初级动子τs图 1-4 磁路互补型模块化 LFSPM 电机 永磁同步直线电机驱动控制策略直线电机由旋转电机发展而来，具有和旋转电机类似的工作原理，因此旋转电制方法也适用于直线电机。目前，电机中常用的控制方法主要包括以下三种：控制、矢量控制以及直接转矩控制，下面将对这几种方法进行简要介绍。1 恒压频比控制为保证气隙磁通和转矩不变，当电机的频率改变时，需要维持电压和频率的比
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线电动机直驱多轿厢循环电梯结构及运行控制策略[J]. 许宝玉,王坤龙,贾言言,李孝坤. 矿山机械. 2017(12)
[2]基于滑模变结构模型参考自适应的电气无级变速器无传感器控制[J]. 朱瑛,程明,花为,张邦富,王伟. 电工技术学报. 2015(02)
[3]电梯技术发展及其趋势[J]. 刘甲. 科技资讯. 2013(03)
[4]磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机[J]. 曹瑞武,程明,花为,赵文祥. 中国电机工程学报. 2011(06)
[5]超级电容储能装置在电梯中的研究与实现[J]. 周小杰,曹大鹏,阮毅. 电力电子技术. 2011(01)
[6]单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究[J]. 高吉磊,张雅静,林飞,郑琼林. 中国电机工程学报. 2010(21)
[7]永磁同步电动机无传感器控制技术现状与发展[J]. 谷善茂,何凤有,谭国俊,叶生文. 电工技术学报. 2009(11)
[8]电梯节能及能源再生技术[J]. 张家胜,倪新昌,努尔泰. 起重运输机械. 2009(03)
[9]基于EKF的异步电机无速度传感器矢量控制[J]. 王琛琛,李永东. 清华大学学报(自然科学版). 2008(10)
[10]巴特沃斯数字陷波滤波器的设计[J]. 张维玺. 现代电子技术. 2008(18)
博士论文
[1]磁通切换永磁直线电机推力波动的抑制及控制系统的设计[D]. 孟高军.东南大学 2016
硕士论文
[1]永磁同步电动机全转速范围基于模型参考自适应的无传感器控制[D]. 钟臻峰.浙江大学 2017
[2]单相PWM整流器的研究[D]. 贺博.华中科技大学 2012
[3]单相PWM整流器控制策略研究[D]. 黄辉.华中科技大学 2012
本文编号：3437409
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曳引式电梯基本结构
浙江大学沈建新教授设计了一种改变端部附加齿位置的电机结构[23]，较好地减小了电机的定位力，其结构如图1-2 所示。在此基础上，沈建新教授又提出了一种模块化电机结构[24]，如图 1-3 所示，该结构将永磁体和磁障交替放置，在减少永磁体用量的同时，还具有磁路对称、三相反电势平衡、容错能力强等优点，较好地解决了端部绕组磁路不对称的问题。但是该结构不具备 FSPM 电机的磁路互补特性，存在反电势非正弦，定位力偏大等问题。随后，东南大学程明教授提出了一种磁路互补的模块化电机结构[25, 26]，如图 1-4 所示，这一结构具备 FSPM 电机的磁路互补特性，使得电机的定位力更小，反电势更加正弦，同时该结构还具备较高的容错能力。除了以上经典电机结构外，谢菲尔德大学 J.T.Chen 教授还设计了 E 型槽和 C 型槽的 LFSPM 电机结构[27]
图 1-3 模块化 LFSPM 电机C2 C1 B2 B1 A2 A1永磁体 磁障 U型导磁铁芯次级定子绕组λ1λ2初级动子τs图 1-4 磁路互补型模块化 LFSPM 电机 永磁同步直线电机驱动控制策略直线电机由旋转电机发展而来，具有和旋转电机类似的工作原理，因此旋转电制方法也适用于直线电机。目前，电机中常用的控制方法主要包括以下三种：控制、矢量控制以及直接转矩控制，下面将对这几种方法进行简要介绍。1 恒压频比控制为保证气隙磁通和转矩不变，当电机的频率改变时，需要维持电压和频率的比
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线电动机直驱多轿厢循环电梯结构及运行控制策略[J]. 许宝玉,王坤龙,贾言言,李孝坤. 矿山机械. 2017(12)
[2]基于滑模变结构模型参考自适应的电气无级变速器无传感器控制[J]. 朱瑛,程明,花为,张邦富,王伟. 电工技术学报. 2015(02)
[3]电梯技术发展及其趋势[J]. 刘甲. 科技资讯. 2013(03)
[4]磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机[J]. 曹瑞武,程明,花为,赵文祥. 中国电机工程学报. 2011(06)
[5]超级电容储能装置在电梯中的研究与实现[J]. 周小杰,曹大鹏,阮毅. 电力电子技术. 2011(01)
[6]单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究[J]. 高吉磊,张雅静,林飞,郑琼林. 中国电机工程学报. 2010(21)
[7]永磁同步电动机无传感器控制技术现状与发展[J]. 谷善茂,何凤有,谭国俊,叶生文. 电工技术学报. 2009(11)
[8]电梯节能及能源再生技术[J]. 张家胜,倪新昌,努尔泰. 起重运输机械. 2009(03)
[9]基于EKF的异步电机无速度传感器矢量控制[J]. 王琛琛,李永东. 清华大学学报(自然科学版). 2008(10)
[10]巴特沃斯数字陷波滤波器的设计[J]. 张维玺. 现代电子技术. 2008(18)
博士论文
[1]磁通切换永磁直线电机推力波动的抑制及控制系统的设计[D]. 孟高军.东南大学 2016
硕士论文
[1]永磁同步电动机全转速范围基于模型参考自适应的无传感器控制[D]. 钟臻峰.浙江大学 2017
[2]单相PWM整流器的研究[D]. 贺博.华中科技大学 2012
[3]单相PWM整流器控制策略研究[D]. 黄辉.华中科技大学 2012
本文编号：3437409
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