基于Simplorer场路耦合多物理域的磁浮列车直线电机联合仿真研究
发布时间：2021-05-07 15:36
为模拟实际电机的运行情况,弥补Matlab对电机仿真时侧重点在电机的控制上而忽略电机自身的非线性特点和ANSYS Maxwell软件电磁仿真过程无法加入复杂控制系统的问题,以此提出在Simplorer环境下将复杂控制电路和Maxwell软件搭建的电机有限元模型进行结合,实现电路和磁场的耦合,提出多物理领域联合仿真的思想。与此同时,也能解决法向力复杂计算的问题。论文中使用的电机为单边直线感应电机（SLIM,Single-sided linear induction motor）,即磁浮列车牵引系统车用电机,控制部分将使用现在较常用的控制方式:矢量控制和恒电流恒滑差控制,将从各个方面去分析电机的性能。本论文主要分以下几部分:第一部分,介绍磁浮列车牵引系统的相关原理,回顾直线感应电机发展过程和电机驱动技术演变历史和介绍电机的边端效应影响。同时利用Maxwell软件分析,电机变结构参数对电机运行的影响。第二部分,介绍矢量控制和恒电流恒滑差频率控制技术基本理论。第三部分,进行联合仿真,控制方法采用矢量控制技术。利用Matlab和Simplorer搭建电机矢量控制电路和Maxwell软件搭建直线感...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 国内外磁浮技术的发展状况
1.1.2 直线电机的发展
1.1.3 直线电机的控制技术
1.2 国内外的研究现状
1.3 论文研究内容及意义
第2章 磁浮列车直线感应电机分析
2.1 直线感应电机结构和工作原理
2.2 直线感应电机的边端效应
2.2.1 第一类横向边端效应
2.2.2 第二类横向边端效应
2.2.3 第一类纵向边端效应
2.2.4 第二类纵向边端效应
2.3 直线感应电机电磁仿真
2.3.1 直线感应电机模型建立
2.3.2 仿真结果
2.4 直线感应电机变参数分析
2.4.1 变次级感应板厚度对电机的影响
2.4.2 变气隙间距对电机的影响
2.4.3 变初级电流大小对电机的影响
2.4.4 变恒转差频率对电机的影响
2.5 本章小结
第3章 直线感应电机控制理论
3.1 SVPWM调制技术
3.1.1 空间电压矢量定义
3.1.2 两电平SVPWM分析
3.2 矢量控制基本原理
3.2.1 矢量控制系统预想
3.2.2 旋转感应电机矢量控制方程
3.2.3 矢量控制系统框图
3.3 恒电流恒滑差控制原理
3.3.1 恒电流恒滑差控制理论
3.3.2 恒电流恒滑差控制系统框图
3.4 本章总结
第4章 直线感应电机矢量控制联合仿真
4.1 Simplorer简介
4.2 考虑边端效应的矢量控制
4.3 基于Simplorer的矢量控制联合仿真
4.3.1 Matlab和 Simplorer联合搭建控制电路
4.3.2 Simplorer和 Maxwell联合逆变电路的建立
4.4 仿真结果与分析
第5章 磁浮列车直线电机恒电流恒滑差控制联合仿真
5.1 基于Simplorer的恒电流恒滑差控制联合仿真
5.1.1 恒电流恒转差频率控制策略
5.1.2 恒电流恒转差频率控制联合仿真
5.2 仿真结果与分析
5.3 最优滑差频率控制研究
5.4 本章总结
结论
致谢
参考文献
附录1
附录2
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电机矢量控制系统的仿真实验研究[J]. 朱琴跃,解大波,李朝阳,戴维. 实验室科学. 2018(04)
[2]基于Simplorer-Maxwell联合仿真的高速感应电机电磁损耗计算与分析[J]. 陈文欣,李立毅,曹继伟. 微电机. 2017(10)
[3]结构参数对直线电机性能的影响[J]. 姜忠臣,赵玺. 科技创新与应用. 2017(21)
[4]单边直线感应电机复合次级对牵引力影响[J]. 曾欣欣. 微特电机. 2016(08)
[5]基于Simplorer的无刷直流电机仿真分析[J]. 李坤芩. 机电信息. 2015(21)
[6]单边直线感应电机最优滑差频率控制研究[J]. 刘希军,张昆仑,陈殷. 系统仿真学报. 2015(04)
[7]考虑动态端部效应与负载扰动的单边直线感应电机预测电流补偿控制[J]. 邓江明,陈特放,唐建湘,彭鹏,居平. 中国电机工程学报. 2015(15)
[8]磁浮直线感应电机的PI自适应电流可变转差频率鲁棒控制[J]. 陈特放,邓江明,唐建湘,成庶,陈春阳. 电工技术学报. 2014(07)
[9]单边直线感应电机动态最大推力输出的滑差频率优化控制[J]. 邓江明,陈特放,唐建湘,佟来生. 中国电机工程学报. 2013(12)
[10]中低速磁浮列车牵引特性分析和计算[J]. 罗京,胡伟,刘豫湘. 电力机车与城轨车辆. 2010(06)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D]. 杨通.华中科技大学 2010
[3]直线电机轨道交通牵引传动系统研究[D]. 刘建强.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]感应电机矢量控制中磁链与速度观测器的设计及其方案实现[D]. 范雪峰.山东大学 2016
[2]中低速磁浮车用LIM次级对电机特性及控制参数的影响研究[D]. 张德伟.西南交通大学 2016
[3]中低速磁浮直线感应电机牵引控制系统研究[D]. 邓仁燕.西南交通大学 2015
[4]城轨交通中直线感应牵引电机的电磁分析研究[D]. 王博文.北京交通大学 2015
[5]中低速磁浮列车关键电气系统研究[D]. 李晓春.西南交通大学 2013
[6]直线感应电机的电磁仿真与控制系统的研究[D]. 张倩.北京交通大学 2009
[7]考虑边端效应的直线感应电机磁场定向控制研究[D]. 王飞飞.西南交通大学 2009
[8]直线感应电机的直接推力控制及仿真[D]. 郭焕.中南大学 2007
[9]基于低速磁悬浮列车的直线感应电机的控制研究[D]. 魏凯.西南交通大学 2007
[10]直线感应电机的电磁力研究[D]. 黄波.西南交通大学 2007
本文编号：3173645
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 国内外磁浮技术的发展状况
1.1.2 直线电机的发展
1.1.3 直线电机的控制技术
1.2 国内外的研究现状
1.3 论文研究内容及意义
第2章 磁浮列车直线感应电机分析
2.1 直线感应电机结构和工作原理
2.2 直线感应电机的边端效应
2.2.1 第一类横向边端效应
2.2.2 第二类横向边端效应
2.2.3 第一类纵向边端效应
2.2.4 第二类纵向边端效应
2.3 直线感应电机电磁仿真
2.3.1 直线感应电机模型建立
2.3.2 仿真结果
2.4 直线感应电机变参数分析
2.4.1 变次级感应板厚度对电机的影响
2.4.2 变气隙间距对电机的影响
2.4.3 变初级电流大小对电机的影响
2.4.4 变恒转差频率对电机的影响
2.5 本章小结
第3章 直线感应电机控制理论
3.1 SVPWM调制技术
3.1.1 空间电压矢量定义
3.1.2 两电平SVPWM分析
3.2 矢量控制基本原理
3.2.1 矢量控制系统预想
3.2.2 旋转感应电机矢量控制方程
3.2.3 矢量控制系统框图
3.3 恒电流恒滑差控制原理
3.3.1 恒电流恒滑差控制理论
3.3.2 恒电流恒滑差控制系统框图
3.4 本章总结
第4章 直线感应电机矢量控制联合仿真
4.1 Simplorer简介
4.2 考虑边端效应的矢量控制
4.3 基于Simplorer的矢量控制联合仿真
4.3.1 Matlab和 Simplorer联合搭建控制电路
4.3.2 Simplorer和 Maxwell联合逆变电路的建立
4.4 仿真结果与分析
第5章 磁浮列车直线电机恒电流恒滑差控制联合仿真
5.1 基于Simplorer的恒电流恒滑差控制联合仿真
5.1.1 恒电流恒转差频率控制策略
5.1.2 恒电流恒转差频率控制联合仿真
5.2 仿真结果与分析
5.3 最优滑差频率控制研究
5.4 本章总结
结论
致谢
参考文献
附录1
附录2
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电机矢量控制系统的仿真实验研究[J]. 朱琴跃,解大波,李朝阳,戴维. 实验室科学. 2018(04)
[2]基于Simplorer-Maxwell联合仿真的高速感应电机电磁损耗计算与分析[J]. 陈文欣,李立毅,曹继伟. 微电机. 2017(10)
[3]结构参数对直线电机性能的影响[J]. 姜忠臣,赵玺. 科技创新与应用. 2017(21)
[4]单边直线感应电机复合次级对牵引力影响[J]. 曾欣欣. 微特电机. 2016(08)
[5]基于Simplorer的无刷直流电机仿真分析[J]. 李坤芩. 机电信息. 2015(21)
[6]单边直线感应电机最优滑差频率控制研究[J]. 刘希军,张昆仑,陈殷. 系统仿真学报. 2015(04)
[7]考虑动态端部效应与负载扰动的单边直线感应电机预测电流补偿控制[J]. 邓江明,陈特放,唐建湘,彭鹏,居平. 中国电机工程学报. 2015(15)
[8]磁浮直线感应电机的PI自适应电流可变转差频率鲁棒控制[J]. 陈特放,邓江明,唐建湘,成庶,陈春阳. 电工技术学报. 2014(07)
[9]单边直线感应电机动态最大推力输出的滑差频率优化控制[J]. 邓江明,陈特放,唐建湘,佟来生. 中国电机工程学报. 2013(12)
[10]中低速磁浮列车牵引特性分析和计算[J]. 罗京,胡伟,刘豫湘. 电力机车与城轨车辆. 2010(06)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D]. 杨通.华中科技大学 2010
[3]直线电机轨道交通牵引传动系统研究[D]. 刘建强.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]感应电机矢量控制中磁链与速度观测器的设计及其方案实现[D]. 范雪峰.山东大学 2016
[2]中低速磁浮车用LIM次级对电机特性及控制参数的影响研究[D]. 张德伟.西南交通大学 2016
[3]中低速磁浮直线感应电机牵引控制系统研究[D]. 邓仁燕.西南交通大学 2015
[4]城轨交通中直线感应牵引电机的电磁分析研究[D]. 王博文.北京交通大学 2015
[5]中低速磁浮列车关键电气系统研究[D]. 李晓春.西南交通大学 2013
[6]直线感应电机的电磁仿真与控制系统的研究[D]. 张倩.北京交通大学 2009
[7]考虑边端效应的直线感应电机磁场定向控制研究[D]. 王飞飞.西南交通大学 2009
[8]直线感应电机的直接推力控制及仿真[D]. 郭焕.中南大学 2007
[9]基于低速磁悬浮列车的直线感应电机的控制研究[D]. 魏凯.西南交通大学 2007
[10]直线感应电机的电磁力研究[D]. 黄波.西南交通大学 2007
本文编号：3173645
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3173645.html
