直线振荡电机控制系统研究
发布时间：2021-03-05 01:55
直线振荡电机是一种以往复振荡方式运动的直线电机,广泛应用于直线压缩机、电磁泵等场合。其相比于传统旋转电机,不需要机械转换机构直接驱动动子做往复直线运动,大大提高了系统的运行效率。论文以压缩机节能环保为出发点,对直线振荡电机的控制系统进行深入研究。首先采用等效磁路法建立直线振荡电机的等效磁路模型,通过电路分析和对作用力的线性化处理,建立直线振荡电机电压模型和动力学模型。接着采用频域分析法对不同频率不同负载下电机的效率和功率因数进行分析,基于振荡系统理论对机电系统的幅频特性和相频特性进行分析。分析得出当阻尼较小,电机驱动频率等于机械谐振频率时,系统的效率达到最大,功率因数较高。此时电机系统的外特性表现为动子位移与绕组电流正交,为谐振频率跟踪控制算法提供理论依据。通过实验测试了电机的工作特性。基于相角检测方法实现振荡电机的谐振频率跟踪控制,比较分析了过零检测、DFT变换和波形拟合三种相角检测方法,得出了波形拟合的相角检测方法具有计算量小、稳态误差低的优点。基于现有谐振频率跟踪控制算法和坐标变换理论,提出一种基于坐标变换的谐振频率跟踪控制方法。该控制方法以动子位移定向,通过二阶广义积分控制生成...
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
松下旋转压缩机剖面示意图
东南大学硕士学位论文2图 1.1 松下旋转压缩机剖面示意图 图 1.2 直线压缩机驱动机构结构示意图1.2直线振荡电机国内外研究现状1.2.1 直线振荡电机基本原理与分类直线电机可以看成是在旋转电机的基础上，将圆周展为直线而成。图 1-3 为旋转电机演变为扁平型直线电机的过程示意图，原旋转电机的定子在直线电机中定义为初级，动子定义为次级；图 1-4为旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程示意图，圆筒直线电机是在扁平型直线电机的基础上沿轴线卷绕而成。此外还存在圆弧型和圆盘型等结构。直线振荡电机是直线电机中的一种，其以简谐方式来回振荡。按其能量流动方向可分为直线振荡发电机和直线振荡电动机。直线振荡发电机主要应用于斯特林发电机，在太阳能热发电领域和生物能热发电领域应用广泛。随着海洋能的开发，基于振荡电机的波浪能发电成为海洋能利用的主要形式之一[10]；直线振荡电动机大多应用在热力循环的热机中，如家用的空调、冰箱的压缩机；斯特林制冷机广泛应用在空气分离，特定空气液化，特定环境提供冷源（物理实验室、化学实验室），超导，低温电子学等；在电磁泵、电锤机等推进机构中，直线振荡电机也被广泛应用[11]。直线振荡电机应用于压缩机，不需要传统压缩机的曲柄连杆机构，结构紧凑。按其运动部件，主要分为：动圈式、动铁式、动磁式以及动磁铁式。SN图 1
直线振荡电机基本原理与分类线电机可以看成是在旋转电机的基础上，将圆周展为直线而成。图 1-3 为旋转电机演线电机的过程示意图，原旋转电机的定子在直线电机中定义为初级，动子定义为次级电机演变为圆筒型直线电机的过程示意图，圆筒直线电机是在扁平型直线电机的基础而成。此外还存在圆弧型和圆盘型等结构。线振荡电机是直线电机中的一种，其以简谐方式来回振荡。按其能量流动方向可分为机和直线振荡电动机。直线振荡发电机主要应用于斯特林发电机，在太阳能热发电领发电领域应用广泛。随着海洋能的开发，基于振荡电机的波浪能发电成为海洋能利用一[10]；直线振荡电动机大多应用在热力循环的热机中，如家用的空调、冰箱的压缩机机广泛应用在空气分离，特定空气液化，特定环境提供冷源（物理实验室、化学实验温电子学等；在电磁泵、电锤机等推进机构中，直线振荡电机也被广泛应用[11]。线振荡电机应用于压缩机，不需要传统压缩机的曲柄连杆机构，结构紧凑。按其运动为：动圈式、动铁式、动磁式以及动磁铁式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由活塞式斯特林直线发电机技术综述[J]. 周寿明,吴红星,肖翀,李立毅. 微电机. 2013(12)
[2]带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器[J]. 李红,罗裕,韩邦成,陈彦鹏. 电机与控制学报. 2013(09)
[3]压缩机用直线电机及其关键技术发展综述[J]. 陈梁远,李黎川. 中国电机工程学报. 2013(15)
[4]电力系统谐波分析的多层DFT插值校正法[J]. 刘亚梅,惠锦,杨洪耕. 中国电机工程学报. 2012(25)
[5]动磁式直线压缩机电磁特性分析及实验[J]. 赵科,金涛,叶晓平. 工程热物理学报. 2008(09)
[6]新型双定子横向磁通直线振荡电机[J]. 夏永明,卢琴芬,叶云岳,张勇. 中国电机工程学报. 2007(27)
[7]一种新颖的电机磁链辨识算法[J]. 王宇,邓智泉,王晓琳. 中国电机工程学报. 2007(06)
[8]基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究[J]. 尚喆,赵荣祥,窦汝振. 中国电机工程学报. 2007(03)
[9]压缩机驱动用直线永磁电动机的研究[J]. 阎治安,高小赟,易萍虎,洪维华. 西安交通大学学报. 2005(02)
[10]直线压缩机的研究现状与发展趋势[J]. 谢洁飞,金涛,童水光. 流体机械. 2004(12)
博士论文
[1]冰箱用动磁铁式直线压缩机动态优化设计的关键问题研究[D]. 赵科.浙江大学 2014
[2]新型双定子直线振荡电机的研究[D]. 夏永明.浙江大学 2007
[3]大冷量斯特林制冷机用动磁式直线压缩机关键部件及整机性能研究[D]. 陈楠.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于动磁式直线振荡电机的直线压縮机技术的研究[D]. 张博.南京理工大学 2015
[2]斯特林直线发电机控制技术的研究[D]. 张海林.哈尔滨工业大学 2012
[3]一种新型结构的直线压缩机研究[D]. 李奎.华中科技大学 2009
[4]基于DSP的数控逆变器调制技术的研究[D]. 王莹莹.浙江大学 2007
[5]冰箱压缩机驱动用动磁式直线振荡电机研究[D]. 马永寿.浙江大学 2006
本文编号：3064361
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
松下旋转压缩机剖面示意图
东南大学硕士学位论文2图 1.1 松下旋转压缩机剖面示意图 图 1.2 直线压缩机驱动机构结构示意图1.2直线振荡电机国内外研究现状1.2.1 直线振荡电机基本原理与分类直线电机可以看成是在旋转电机的基础上，将圆周展为直线而成。图 1-3 为旋转电机演变为扁平型直线电机的过程示意图，原旋转电机的定子在直线电机中定义为初级，动子定义为次级；图 1-4为旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程示意图，圆筒直线电机是在扁平型直线电机的基础上沿轴线卷绕而成。此外还存在圆弧型和圆盘型等结构。直线振荡电机是直线电机中的一种，其以简谐方式来回振荡。按其能量流动方向可分为直线振荡发电机和直线振荡电动机。直线振荡发电机主要应用于斯特林发电机，在太阳能热发电领域和生物能热发电领域应用广泛。随着海洋能的开发，基于振荡电机的波浪能发电成为海洋能利用的主要形式之一[10]；直线振荡电动机大多应用在热力循环的热机中，如家用的空调、冰箱的压缩机；斯特林制冷机广泛应用在空气分离，特定空气液化，特定环境提供冷源（物理实验室、化学实验室），超导，低温电子学等；在电磁泵、电锤机等推进机构中，直线振荡电机也被广泛应用[11]。直线振荡电机应用于压缩机，不需要传统压缩机的曲柄连杆机构，结构紧凑。按其运动部件，主要分为：动圈式、动铁式、动磁式以及动磁铁式。SN图 1
直线振荡电机基本原理与分类线电机可以看成是在旋转电机的基础上，将圆周展为直线而成。图 1-3 为旋转电机演线电机的过程示意图，原旋转电机的定子在直线电机中定义为初级，动子定义为次级电机演变为圆筒型直线电机的过程示意图，圆筒直线电机是在扁平型直线电机的基础而成。此外还存在圆弧型和圆盘型等结构。线振荡电机是直线电机中的一种，其以简谐方式来回振荡。按其能量流动方向可分为机和直线振荡电动机。直线振荡发电机主要应用于斯特林发电机，在太阳能热发电领发电领域应用广泛。随着海洋能的开发，基于振荡电机的波浪能发电成为海洋能利用一[10]；直线振荡电动机大多应用在热力循环的热机中，如家用的空调、冰箱的压缩机机广泛应用在空气分离，特定空气液化，特定环境提供冷源（物理实验室、化学实验温电子学等；在电磁泵、电锤机等推进机构中，直线振荡电机也被广泛应用[11]。线振荡电机应用于压缩机，不需要传统压缩机的曲柄连杆机构，结构紧凑。按其运动为：动圈式、动铁式、动磁式以及动磁铁式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由活塞式斯特林直线发电机技术综述[J]. 周寿明,吴红星,肖翀,李立毅. 微电机. 2013(12)
[2]带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器[J]. 李红,罗裕,韩邦成,陈彦鹏. 电机与控制学报. 2013(09)
[3]压缩机用直线电机及其关键技术发展综述[J]. 陈梁远,李黎川. 中国电机工程学报. 2013(15)
[4]电力系统谐波分析的多层DFT插值校正法[J]. 刘亚梅,惠锦,杨洪耕. 中国电机工程学报. 2012(25)
[5]动磁式直线压缩机电磁特性分析及实验[J]. 赵科,金涛,叶晓平. 工程热物理学报. 2008(09)
[6]新型双定子横向磁通直线振荡电机[J]. 夏永明,卢琴芬,叶云岳,张勇. 中国电机工程学报. 2007(27)
[7]一种新颖的电机磁链辨识算法[J]. 王宇,邓智泉,王晓琳. 中国电机工程学报. 2007(06)
[8]基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究[J]. 尚喆,赵荣祥,窦汝振. 中国电机工程学报. 2007(03)
[9]压缩机驱动用直线永磁电动机的研究[J]. 阎治安,高小赟,易萍虎,洪维华. 西安交通大学学报. 2005(02)
[10]直线压缩机的研究现状与发展趋势[J]. 谢洁飞,金涛,童水光. 流体机械. 2004(12)
博士论文
[1]冰箱用动磁铁式直线压缩机动态优化设计的关键问题研究[D]. 赵科.浙江大学 2014
[2]新型双定子直线振荡电机的研究[D]. 夏永明.浙江大学 2007
[3]大冷量斯特林制冷机用动磁式直线压缩机关键部件及整机性能研究[D]. 陈楠.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于动磁式直线振荡电机的直线压縮机技术的研究[D]. 张博.南京理工大学 2015
[2]斯特林直线发电机控制技术的研究[D]. 张海林.哈尔滨工业大学 2012
[3]一种新型结构的直线压缩机研究[D]. 李奎.华中科技大学 2009
[4]基于DSP的数控逆变器调制技术的研究[D]. 王莹莹.浙江大学 2007
[5]冰箱压缩机驱动用动磁式直线振荡电机研究[D]. 马永寿.浙江大学 2006
本文编号：3064361
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