基于永磁直线电机的电梯控制方法研究与应用

发布时间：2017-10-12 19:32

  本文关键词：基于永磁直线电机的电梯控制方法研究与应用

  更多相关文章： 永磁直线同步电机 安全 电梯 PWM 矢量控制

【摘要】：在现代社会发展中,高层建筑越来越多,用于输送人员和物品的设备还是以旋转电机为驱动的有绳电梯。其在运行的过程中出现很多的不足,迫使人们去寻找一种新型的电梯来代替现有的有绳电梯。永磁直线同步电机驱动的无绳电梯是一种性能优良的电梯类型,具有良好的应用前景和广阔的发展空间。从结构上来说,它是无绳电梯,整体结构简单,不需要对重装置。占地面积比有绳电梯要少的多,从而节省投资。由于可以采用分段加工,分段安装,使得这种电梯在运行距离上不受限制。永磁体作为动子,使得电机的推力大,电梯的运行速度快。这些特点非常适合高层建筑,对未来电梯的应用有指导意义。电梯做为一种运输设备时,安全是最重要的因素之一,现有的电梯在发生故障时,都是利用外部的设备或外部的设施来进行自救。本文设计利用永磁直线电机自身特性进行自救。本文主要完成工作如下：(1)在三种不同坐标系(三相静止坐标系、二相静止坐标系、二相旋转坐标系)下,建立了永磁直线电机的数学分析模型。(2)分析了永磁电机的工作原理,并叙述了其控制原理与控制策略,研究了速度电流双闭环控制回路,以及在其基础上所作的改进设计。(3)运用迭代学习方法,对速度出现的波动进行重复控制,消除定子采用分段式出现的端部效应。(4)在电梯出现失控情况时,设计以永磁体为动子的控制系统,将永磁直线电机作为发电机与电动机混合体,对其采用应急模式控制,达到进行自救的目的。(5)利用matlab/simulink仿真软件对上述方案进行仿真验证及有效性研究,并得出仿真结果。
【关键词】：永磁直线同步电机 安全 电梯 PWM 矢量控制
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU857;TM359.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题目的与意义13
• 1.2 永磁同步直线电机发展13-16
• 1.2.1 永磁材料的发展13-14
• 1.2.2 直线电机发展过程14-15
• 1.2.3 永磁同步直线电机的发展15-16
• 1.3 直线电机驱动的电梯16-20
• 1.3.1 直线电机电梯与有绳电梯的对比16-17
• 1.3.2 直线电机电梯的结构和类型17-19
• 1.3.3 直线电机电梯的国内外发展现状和应用前景19-20
• 1.4 本文主要研究内容及组织结构20-21
• 第二章 永磁直线电机的工作原理与数学模型21-37
• 2.1 直线电机的工作原理21-23
• 2.1.1 直线电机的演变21-23
• 2.1.2 直线电机的工作原理23
• 2.2 永磁直线同步电机的基本结构及其工作原理23-25
• 2.2.1 垂直运动永磁直线同步电机的基本结构23-24
• 2.2.2 垂直运动永磁直线同步电机的基本工作原理24-25
• 2.3 永磁直线电动机驱动电梯25-28
• 2.3.1 双边型驱动电梯25-26
• 2.3.2 单边扁平型驱动电梯26-28
• 2.4 永磁同步直线电机的数学分析模型28-35
• 2.4.1 三相静止坐标系下的数学分析模型29-30
• 2.4.2 二相静止坐标系下的电机数学分析模型30-32
• 2.4.3 二相旋转坐标系下的电机数学分析模型32-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 永磁直线电机的控制原理与策略37-49
• 3.1 永磁同步直线电机的控制策略37-38
• 3.2 电梯用永磁直线电机的控制原理38-41
• 3.2.1 交流电机与矢量控制38-39
• 3.2.2 电机转矩方程39-40
• 3.2.3 永磁同步直线电机矢量控制基本思路40-41
• 3.3 永磁同步直线电机矢量控制41-46
• 3.3.1 磁场定向矢量控制41-44
• 3.3.2 永磁同步电机矢量控制方法44-46
• 3.4 迭代学习控制46-47
• 3.4.1 迭代学习控制46-47
• 3.4.2 速度环加入迭代学习控制器47
• 3.5 本章小结47-49
• 第四章 永磁同步直线电机调速系统及应急系统49-61
• 4.1 同步电动机调速49-50
• 4.1.1 同步电动机调速的分类49-50
• 4.1.2 永磁同步直线电机的控制方式50
• 4.2 双闭环调速系统50-53
• 4.2.1 闭环调速系统的组成51-52
• 4.2.2 双闭环调速系统工作过程52
• 4.2.3 速度控制器ASR与电流控制器ACR52-53
• 4.3 失控运行状态时的应急控制系统53-55
• 4.3.1 失控运行状态应急系统53-54
• 4.3.2 SVPWM及速度控制器54-55
• 4.4 脉宽调制控制技术55-56
• 4.4.1 脉宽调制技术概述55
• 4.4.2 脉宽调制技术分类及其特点55-56
• 4.5 电压空间矢量PWM技术(SVPWM)控制技术56-60
• 4.5.1 SVPWM与磁链矢量的关系56-58
• 4.5.2 SVPWM圆形旋转磁链58-60
• 4.5.3 SVPWM的特点60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 永磁直线电机速度控制仿真研究61-67
• 5.1 永磁直线电机控制系统仿真61-65
• 5.2 失控状态应急控制系统仿真65-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 结论67-69
• 6.1 结论67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-71
• 作者简介71
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文71-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 付强;刘剑;;一种控制永磁直线电机驱动的电梯的新思路[J];科技创新导报;2013年33期

2 蔡长春,徐志锋,潘晶,庄建平,刘新才;直线电机的发展和应用[J];微电机(伺服技术);2003年02期

3 张春良,陈子辰,梅德庆;直线电机驱动技术的研究现状与发展[J];农业机械学报;2002年05期

4 焦留成,禹沛,禹涓;稀土永磁材料及其在直线电机中的应用展望[J];微特电机;1997年02期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 王利;现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D];浙江大学;2012年

2 闫光亚;永磁直线同步电机自抗扰控制系统及实验研究[D];华中科技大学;2011年

3 王福忠;永磁直线电机失步故障征兆获取与失步预防控制策略[D];中国矿业大学（北京）;2010年

4 刘晓;空心式永磁直线伺服电机及其驱动控制系统研究[D];浙江大学;2008年

5 张颖;永磁同步直线电机磁阻力分析及控制策略研究[D];华中科技大学;2008年

6 贾宏新;电梯用直线感应电机的优化设计及其控制系统研究[D];浙江大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 路晓;基于自适应观测器的永磁同步直线电机控制系统[D];电子科技大学;2012年

2 郑俊;基于DSP的永磁同步直线电机伺服系统的设计与研究[D];广东工业大学;2012年

3 杜文艳;迭代学习模型预测控制算法研究与应用[D];华北电力大学;2012年

4 武轲;永磁直线同步电机的建模及控制方法研究[D];长春工业大学;2012年

5 牟晓杰;扁平型永磁直线同步电机进给系统热态特性的研究[D];浙江大学;2012年

6 康洪超;永磁直线同步电动机无绳电梯控制装置研究[D];河南理工大学;2010年

7 刘莹;永磁直线同步电机无传感器控制技术的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 刘洋;基于DSP的永磁直线同步电机伺服控制系统的研究[D];江苏大学;2010年

9 刘红丽;基于DSP的垂直运动PMLSM驱动技术软件设计[D];太原理工大学;2010年

10 曹春岩;分段式永磁同步直线电动机闭环控制系统的硬件设计[D];太原理工大学;2010年

，

本文编号：1020463