绕线转子自起动永磁电机研究

绕线转子自起动永磁电机研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-11-02 分类:毕业论文 喜欢:3736
师大云端图书馆

【摘要】本文以国家自然科学基金项目为背景,针对频繁重载起动,变负荷运行的起重、冶金、矿山等机械装备存在的问题,提出并研究一种绕线转子自起动永磁电动机(WRLS-PMM:Wound-rotorline-startpermanentmagnetmotor)。该型电机兼具绕线异步电机起动可控的特点和永磁电机轻载高效的特点。根据这种新结构带来的特殊问题,本文重点研究了该型电机的转子绕组和磁路结构设计方法,以及转子斩波控制电路器件选型依据。研究电网回路阻抗特性和增加弱磁绕组对于发电制动转矩的影响。提出并研究了基于实时输出最大异步转矩的斩波起动控制方法,并对WRLS-PMM的起动性能进行场路运动耦合仿真分析和实验研究。主要研究成果体现在如下几个方面:(1)总结了WRLS-PMM转子绕组和磁路结构设计方法。提高转子每槽绕组有效导体截面积,降低转子等效电阻,可提高牵入转矩。发现在保持转子等效电阻不变的情况下,增加转子绕组匝数能够有效降低转子电流。提出了基于饱和系数和电压迭代的转子堵转电压电流计算方法,为转子斩波控制器件选型提供依据。鉴于反电势对电机效率、功率因数、额定电流、牵入转矩以及发电制动转矩具有重要影响,给出了反电势标幺值的设计依据。总结出永磁体和转子槽相对位置的设计规律,以及永磁转矩、磁阻转矩和过载倍数与磁路结构的内在关系。(2)研究了发电制动转矩受外部供电回路阻抗特性影响规律。发现供电回路等效电阻只会改变最大制动转矩出现时刻,而不改变其最大值。供电回路等效电感则同时影响制动转矩最大值及其出现时刻,并与最大制动转矩成反比。建立并编制了考虑转子斩波调阻过程的场路运动耦合有限元仿真计算程序。总结分析了转子绕组开路和转子绕组调阻对于堵转特性影响。发现转子绕组开路时,堵转转子感应电压大幅提高,需校核此时转子控制器件耐压等级。提出并研究一种增加转子弱磁绕组的方法,通过将转子每极弱磁绕组与单向导通二极管串联的方式使永磁磁场受到削弱,抑制起动阶段发电制动转矩。仿真结果表明弱磁绕组能够有效削弱起动初始时刻气隙磁场,抑制发电制动转矩。(3)为了充分发挥WRLS-PMM起动性能,提出并研究了基于实时输出最大异步转矩的转子斩波调阻起动控制策略。结合转子斩波控制需求,建立了基于两种缓冲电路的转子回路IGBT斩波调阻准动态数学模型。分析了转子回路电感、电容、电阻、转速以及斩波频率对转子等效外串电阻计算模型的影响规律。给出了基于RCD型缓冲电路的斩波电路中导通占空比的计算方法,并发现斩波频率超过1k时,等效外串电阻计算模型对外界参数敏感性很低,而且等效外串电阻与斩波占空比具有非常简洁的线性关系。研究了温度对于斩波控制策略的影响。研究表明,当定子绕组温度高于转子绕组温度且温差较大时,温度对于斩波控制策略影响有限。搭建了WRLS-PMM斩波起动控制器,并编制了控制程序。(4)设计制造了相同额定参数的WRLS-PMM、绕线异步电机和鼠笼转子自起动永磁电机(LS-PMSM)。实验结果表明,相比LS-PMSM,WRLS-PMM能够达到永磁电机的高效高功率因数指标,当采用合理的斩波调阻控制方法时,最大起动转矩可提高80%以上,起动电流冲击降低20%。总结了供电电源对WRLS-PMM起动性能影响规律。
【作者】李庆旭;
【导师】张炳义;冯桂宏;
【作者基本信息】沈阳工业大学,电机与电器,2014,博士
【关键词】绕线转子自起动永磁电机;设计方法;场路运动耦合;PWM斩波调阻;起动控制;

【参考文献】
[1]乔璐,朱亚彬,徐浩.二维氧化锌纳米阵列的制备及光学吸收特性研究[J].光谱学与光谱分析,2014,08:2031-2034.
[2]任姗.传统民居的可持续性保护与利用[D].上海大学,环境艺术设计,2014,硕士.
[3]周素霞.高速列车空心车轴损伤容限理论与方法研究[D].北京交通大学,2010.
[4].浙江工业大学机械设备有限公司[J].氮肥技术,2014,04:57.
[5]叶见羽.基于意图识别的环境自适应助行康复机器人研究[D].华中科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[6]林睿,王伟东,杜志江,孙立宁.基于多项扩展式局部方向张量的兴趣点检测算子(英文)[J].自动化学报,2012,07:1183-1189.
[7]张芬芬.The Study of the Pragmatic Functions of Ambiguity in English Advertising[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[8]林启冰.芍药属牡丹组(Paeonia section Moutan DC.)种间亲缘关系研究:来自Adh基因家族的分子证据[D].西南农业大学,果树学,2004,硕士.
[9]朱姣.关于健身与红色旅游融合发展研究[D].湖南师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[10]张航,贺叶美,李栋,梁雪,严金华.基于均分配焦椭流线法的LED匀光管菲涅尔反射器设计[J].光子学报,2012,04:421-424.
[11]刘建佐.滚珠丝杠副力学特性及滚珠循环系统研究[D].大连理工大学,机械工程(专业学位),2012,硕士.
[12]雷鹏.基于自适应有限元方法的相场模型模拟研究[D].兰州理工大学,计算机技术,2014,硕士.
[13]邹立群.混凝土收缩徐变引起大跨度连续刚构桥长期下挠分析[D].北京交通大学,2010.
[14]曹燕.生态旅游发展中的社区参与问题研究[D].北京交通大学,2009.
[15]李书娟.LILRA2 rs2241524基因多态性与系统性红斑狼疮相关性分析[D].复旦大学,皮肤病与性病学,2012,硕士.
[16]陈燕丽.氯酸钾对石硖龙眼反季节成花效应及其机理的研究[D].广西大学,植物营养学,2004,硕士.
[17]袁杰,史海波,刘昶.基于最小二乘拟合的模糊隶属函数构建方法[J].控制与决策,2008,11:1263-1266+1271.
[18]郭晓飞.基于SCADE的核反应堆保护系统嵌入式软件设计[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[19]周鹤.论我国公务员制度中激励机制的完善[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[20]承东升.草根NGO社会公信力提升问题研究[D].郑州大学,公共管理(专业学位),2013,硕士.
[21]胡辰.基于进化策略的植物形态仿真系统的设计与实现[D].浙江工业大学,计算机技术,2012,硕士.
[22]赵秋实.马克思主义女性主义性别异化理论探析[D].哈尔滨工业大学,马克思主义哲学,2014,硕士.
[23]戴丽莉.清营汤及其拆方改善营分证血瘀病理变化的相关机理的实验研究[D].广州中医药大学,中医临床基础,2014,博士.
[24]王华敏,刘志明,彭涛.纳米纤维素复合相变储能气凝胶制备进展[J].广东化工,2013,23:88-89.
[25]王娇.多视图的半监督学习研究[D].北京交通大学,2010.
[26]张琼.膜下滴灌灌水频率与水盐分布关系及棉花水分生产函数研究[D].中国农业大学,农业水土工程,2004,硕士.
[27]樊英.深度调剖剂的性能评价[D].东北石油大学,石油与天然气工程(专业学位),2013,硕士.
[28]张金平.改革开放以来农村公共文化生活的变迁研究[D].华中师范大学,中外政治制度,2012,硕士.
[29]吴大鹏.探析巴赫《哥德堡变奏曲》的创作风格和演奏布局[D].西安音乐学院,钢琴演奏,2014,硕士.
[30]周荣政.基于视频信号机车驾驶员疲劳检测系统研究[D].哈尔滨工业大学,仪器科学与技术,2013,硕士.
[31]赵晓锋.聚苯胺复合材料的制备与储能应用[D].西南交通大学,2010.
[32]宋志成.卫星综合业务单元设计与实现[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2011,硕士.
[33]黄昕.创投对创业板上市公司业绩影响的实证研究[D].上海交通大学,金融,2013,硕士.
[34]LAMBONIDOUBIKPABEGUIGANI.员工培训对公司绩效的促进作用研究[D].宁波大学,BusinessAdministration(专业学位),2012,硕士.
[35]袁兵,崔海瑞,富昊伟,蒋萌,李瑞清,赵海军,舒庆尧.水稻Os09g24220基因插入突变体的分子鉴定与农艺性状分析[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2014,04:456-462.
[36]孙敏杰.基于亥姆霍兹线圈的磁场探头校准研究[D].北京交通大学,2014.
[37]黄欣科,王环,王一波,许洪华.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略[J].电力系统自动化,2014,03:112-117.
[38]田绵石,马超.OSPF协议与铁路计算机网骨干系统的建设[J].铁路计算机应用.1998(02)
[39]王乐.羧甲基魔芋葡甘聚糖—大豆分离蛋白复合物的结构与特性研究[D].湖北工业大学,食品科学,2013,硕士.
[40]姜艳.浙江省第三方家电物流企业顾客满意度测评及实证研究[D].浙江工业大学,2013.
[41]冯京.刑事诉讼中的选择性起诉问题研究[D].苏州大学,法律(专业学位),2014,硕士.
[42]陈霄.当前大学生职业价值观的调查研究[J].成都航空职业技术学院学报,2014,01:21-23.
[43]王亮亮.文档透明加解密软件系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[44]朱龙龙.自卸汽车车箱抗冲击性能研究[D].青岛大学,车辆工程,2012,硕士.
[45]吕晓云.太钢1549mm热连轧计算机系统[J].冶金自动化,2003,06:34-37+41.
[46]周殿华,刘俊萍.冷风均匀配气技术在安钢300m~3高炉热风炉上的应用[J].炼铁.1995(S1)
[47]殷家琪.基于虚拟机的快速故障恢复技术的研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
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[49]顾培.基于laponite-石墨烯复合膜的生物电极构筑及其传感性能研究[D].扬州大学,2013.
[50]罗铭.交通需求管理及其在北京奥运交通中的应用研究[D].北京工业大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.

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