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关键词： 转速   测力扭矩   功率恒定原理   变频器   减速机  

摘要： 本文主要围绕转速与测力扭矩的关系展开分析。首先介绍了转速和测力扭矩的基本概念,强调了它们在机械系统中的重要性以及功率恒定原理。随后,阐述了转速与测力扭矩之间的数学模型,包括功率、扭矩和转速之间的动态耦合关系,以及考虑损失因素后的更复杂模型。通过实验验证了这些模型,实时监测数据并分析,揭示了转速与扭矩之间的动态变化趋势。随后,探讨了在工业应用中优化转速与测力扭矩关系的意义,包括提高系统效率、增强设备性能、故障诊断与预防、材料测试与评估以及节能减排等方面的影响。最后,探讨了在汽车制造、机械加工和航空航天领域中转速与测力扭矩关系的具体应用研究,强调了其在不同领域中的重要性和实际意义。

关键词： S7-200smart   F700变频器   ModbusRTU协议  

摘要： 为提高效率、节约成本,介绍了一种西门子S7-200smart与三菱F700变频器进行Modbus RTU协议通信的方法。ModbusRTU通信无需占用I/O点数,接线也较简单。经过硬件的连接、通信网络的设置、数据读写的实现、主站程序的编写等步骤,建立主站与从站之间的通信网络。经测试,S7-200smart能控制F700变频器的启停和频率,达到了控制水泵流量的目的。

关键词： 起重机   电机驱动系统   电子变频器   性能优化   调试策略  

摘要： 本论文以起重机电机传动系统电子变频器为研究对象,对其性能优化及调试策略进行了研究。重点研究电子变频调速系统的工作机理及性能评估指标,提出一套基于变频调速系统的控制算法、硬件选择与设计、运行参数与能效优化方法。在此基础上,详细介绍了电子变频调速系统的调试步骤与方法,总结出常见的故障与解决方法,同时给出了相应的调试工具与技术支持。通过本项目的研究,可进一步提升电子变频器在起重机电机传动系统中的性能及稳定性,为其工程应用提供理论依据。

关键词： 车辆   交流异步电机   矢量控制   模型   试验台  

摘要： 交流异步电机结构简单、运行可靠且成本低,特别适合于大型电传动自卸车的轮边驱动系统,而非线性特征对控制系统提出较高要求。根据某车辆交流异步电机的运行特点,获取关键特征参数描述方程;基于矢量控制原理,对电机的控制系统进行设计,搭建控制模型;基于Simulink搭建控制系统的分析模型,对模型的转速和转矩控制进行验证分析;选取单次和两次阶跃转速、缓慢加速及带负载运行等工况进行分析,获取转速、输出转矩、电流等参数变化情况;参考实际车辆的运行特征,搭建异步交流电机控制系统测试台架,选取不同负载工况运行,对控制系统的特性进行分析,并对数学模型和仿真模型进行验证。分析结果可知:采用矢量控制系统,电机运行转态良好;不同的运行工况下,电机响应迅速,关键参数波动较小,整体保持稳定;在控制系统作用下,基频以下运行时,通过电压补偿,实现了恒转速调速运行;而超过基频率时,满足负载工况的情况下,系统实现了恒功率调速;电机的效率最高达到90%以上,随负载增加而提升,控制系统使得电机呈现出良好的优势;试验测试结果表明所搭建的控制系统是有效的,分析模型是可靠的,为此类设计研究提供参考。

关键词： carrier storage layer   super-junction   split CSL   turn-off time   V (CE(sat))  

摘要： The insulated gate bipolar transistor (IGBT) is crucial in high-voltage applications due to its characteristics, like breakdown voltage (BV) and on-state voltage V CE(sat). However, its slower turn-off time, attributed to hole mobility, restricts its frequency range. Techniques such as the carrier storage layer (CSL) and super-junction (SJ) structures aim to optimize BV and V CE(sat) through hole density and field distribution. Combining CSL and SJ offers advantages, yet challenges remain regarding E-field concentration. In this work, the split CSL concept introduces a solution by optimizing BV and E off through effective field distribution and hole extraction acceleration respectively while maintaining V CE(sat). Split CSL, which is divided into a high doping layer (HDL) and a low doping layer (LDL), reduces the burden on the gate oxide by distributing the E-field evenly when in the off-state due to the difference in doping concentration. During the turn-off, the hole current is concentrated on the LDL, which has relatively low resistance, thereby accelerating hole extraction. Simulation-based results showcase improvements in the proposed structure's properties. Further optimization of HDL and LDL concentrations enhances the structure's performance. It is clear that the split CSL structure presents the potential for advancing IGBT capabilities. The application of the split CSL structure resulted in significant improvements: the turn-off time was reduced by 32.4% and the BV increased by 32.5 V compared to conventional CSL-SJ structures. These enhancements highlight the effectiveness of the split CSL design in optimizing the IGBT's performance attribute.

关键词： 天棚阻尼控制   最优控制   半主动悬架   ADAMS与MATLAB联合仿真  

摘要： 文章探讨了半主动悬架常见的控制方式,建立了汽车被动悬架和半主动悬架的数学模型,并根据数学模型分别建立了被动悬架、天棚阻尼控制开关式半主动悬架和最优控制半主动悬架的ADAMS与MATLAB联合仿真模型。通过对车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的综合分析表明,相比于被动悬架,天棚阻尼控制开关式半主动悬架和最优控制半主动悬架显著提高了汽车平顺性和操纵稳定性。

关键词： 永磁同步电机   直接转矩控制   模型预测   优化控制  

摘要： 针对传统直接转矩控制系统中的电磁转矩脉动问题,提出一种基于改进模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略。利用模型预测原理与直接转矩控制系统相结合的方法降低电机运行中的转矩脉动,设计了一种12扇区直接转矩控制方法优化模型预测,引入三段滞环控制器降低转矩脉动,并给出一种较为理想的备选电压矢量集合。采用MATLAB/Simulink仿真,并与优化电压矢量选择表后的模型预测控制、传统模型预测直接转矩控制进行对比。结果表明,所提方法使永磁同步电机在运行过程中保持良好动态响应能力的同时,有效降低了系统转矩脉动,使系统更加平稳。

关键词： 最优控制   半线性椭圆方程   误差估计   P_(0)^(2)-P_(1)混合有限元方法  

摘要： 针对半线性椭圆最优控制问题,标准L^(2)-正交投影、椭圆投影及标准L^(2)-投影算子等作为理论研究基础,采用非标准的P_(0)^(2)-P_(1)混合有限元方法,给出问题模型中所有变量的误差估计.在最优控制问题的数值解中,采取P_(0)^(2)-P_(1)混合有限元逼近状态和对偶状态,在分片常数逼近中,将控制变量视为在每个单元上都是常函数.

关键词： 并联IGBT   开关损耗   导通损耗   温度特性   零温度-占空比  

摘要： 并联IGBT是解决托卡马克(Tokamak)装置中等离子体垂直位移快速控制电源容量逐渐增大问题的有效途径。而并联IGBT之间的结温平衡是并联系统安全稳定运行的关键因素之一。因此,研究结温对并联IGBT功率损耗差异的影响对提高并联系统的稳定性至关重要。然而现有的研究成果主要集中在单个器件损耗模型或者是并联IGBT的最佳工作频率范围而未涉及对并联IGBT最佳工作占空比范围的讨论。研究发现,当IGBT工作在正温度系数区间时,结温差异造成的通态损耗差异与开关损耗差异呈不同的温度特性。因此,提出零温度-占空比的概念来估计并联IGBT之间结温失配趋势。该文建立零温度-占空比模型,并以此来分析电路设计参数、IGBT器件参数以及结温差异对并联IGBT最佳工作占空比范围的影响。实验结果表明,通过零温度-占空比模型可以对并联IGBT的可靠性、电路设计参数以及器件选型提供可行的参考。

关键词： 推挽栅极驱动电路   寄生参数   电磁干扰(EMI)抑制   双脉冲  

摘要： 针对绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)栅极电磁干扰抑制有很大的影响,选用N沟道和P沟道功率金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET)组成的推挽栅极电路,首先,分析了含有寄生参数的给出等效电路图的IGBT模块和驱动电路中包含的寄生参数;其次,通过官方型号Infineon-FF75R12RT4的IGBT模块导入到LTspiceXVII进行仿真验证,以及基于LTspiceXVII软件仿真分析了外接串联栅极电阻和外接并联栅极电容对IGBT动态特性的影响;最后,通过仿真和试验分析了栅极驱动电路的电磁干扰(electronic-magnetic interference, EMI)发生原因和抑制方法,提出了串联栅极电阻和并联栅极电容抑制有效性,并以双脉冲试验验证了其有效性。