基于Simplorer場(chǎng)路耦合多物理域的磁浮列車直線電機(jī)聯(lián)合仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-07 15:36
為模擬實(shí)際電機(jī)的運(yùn)行情況,彌補(bǔ)Matlab對(duì)電機(jī)仿真時(shí)側(cè)重點(diǎn)在電機(jī)的控制上而忽略電機(jī)自身的非線性特點(diǎn)和ANSYS Maxwell軟件電磁仿真過(guò)程無(wú)法加入復(fù)雜控制系統(tǒng)的問(wèn)題,以此提出在Simplorer環(huán)境下將復(fù)雜控制電路和Maxwell軟件搭建的電機(jī)有限元模型進(jìn)行結(jié)合,實(shí)現(xiàn)電路和磁場(chǎng)的耦合,提出多物理領(lǐng)域聯(lián)合仿真的思想。與此同時(shí),也能解決法向力復(fù)雜計(jì)算的問(wèn)題。論文中使用的電機(jī)為單邊直線感應(yīng)電機(jī)(SLIM,Single-sided linear induction motor),即磁浮列車牽引系統(tǒng)車用電機(jī),控制部分將使用現(xiàn)在較常用的控制方式:矢量控制和恒電流恒滑差控制,將從各個(gè)方面去分析電機(jī)的性能。本論文主要分以下幾部分:第一部分,介紹磁浮列車牽引系統(tǒng)的相關(guān)原理,回顧直線感應(yīng)電機(jī)發(fā)展過(guò)程和電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)演變歷史和介紹電機(jī)的邊端效應(yīng)影響。同時(shí)利用Maxwell軟件分析,電機(jī)變結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)運(yùn)行的影響。第二部分,介紹矢量控制和恒電流恒滑差頻率控制技術(shù)基本理論。第三部分,進(jìn)行聯(lián)合仿真,控制方法采用矢量控制技術(shù)。利用Matlab和Simplorer搭建電機(jī)矢量控制電路和Maxwell軟件搭建直線感...
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 論文研究背景和意義
1.1.1 國(guó)內(nèi)外磁浮技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
1.1.2 直線電機(jī)的發(fā)展
1.1.3 直線電機(jī)的控制技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 磁浮列車直線感應(yīng)電機(jī)分析
2.1 直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 直線感應(yīng)電機(jī)的邊端效應(yīng)
2.2.1 第一類橫向邊端效應(yīng)
2.2.2 第二類橫向邊端效應(yīng)
2.2.3 第一類縱向邊端效應(yīng)
2.2.4 第二類縱向邊端效應(yīng)
2.3 直線感應(yīng)電機(jī)電磁仿真
2.3.1 直線感應(yīng)電機(jī)模型建立
2.3.2 仿真結(jié)果
2.4 直線感應(yīng)電機(jī)變參數(shù)分析
2.4.1 變次級(jí)感應(yīng)板厚度對(duì)電機(jī)的影響
2.4.2 變氣隙間距對(duì)電機(jī)的影響
2.4.3 變初級(jí)電流大小對(duì)電機(jī)的影響
2.4.4 變恒轉(zhuǎn)差頻率對(duì)電機(jī)的影響
2.5 本章小結(jié)
第3章 直線感應(yīng)電機(jī)控制理論
3.1 SVPWM調(diào)制技術(shù)
3.1.1 空間電壓矢量定義
3.1.2 兩電平SVPWM分析
3.2 矢量控制基本原理
3.2.1 矢量控制系統(tǒng)預(yù)想
3.2.2 旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)矢量控制方程
3.2.3 矢量控制系統(tǒng)框圖
3.3 恒電流恒滑差控制原理
3.3.1 恒電流恒滑差控制理論
3.3.2 恒電流恒滑差控制系統(tǒng)框圖
3.4 本章總結(jié)
第4章 直線感應(yīng)電機(jī)矢量控制聯(lián)合仿真
4.1 Simplorer簡(jiǎn)介
4.2 考慮邊端效應(yīng)的矢量控制
4.3 基于Simplorer的矢量控制聯(lián)合仿真
4.3.1 Matlab和 Simplorer聯(lián)合搭建控制電路
4.3.2 Simplorer和 Maxwell聯(lián)合逆變電路的建立
4.4 仿真結(jié)果與分析
第5章 磁浮列車直線電機(jī)恒電流恒滑差控制聯(lián)合仿真
5.1 基于Simplorer的恒電流恒滑差控制聯(lián)合仿真
5.1.1 恒電流恒轉(zhuǎn)差頻率控制策略
5.1.2 恒電流恒轉(zhuǎn)差頻率控制聯(lián)合仿真
5.2 仿真結(jié)果與分析
5.3 最優(yōu)滑差頻率控制研究
5.4 本章總結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1
附錄2
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱琴躍,解大波,李朝陽(yáng),戴維. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2018(04)
[2]基于Simplorer-Maxwell聯(lián)合仿真的高速感應(yīng)電機(jī)電磁損耗計(jì)算與分析[J]. 陳文欣,李立毅,曹繼偉. 微電機(jī). 2017(10)
[3]結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)直線電機(jī)性能的影響[J]. 姜忠臣,趙璽. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(21)
[4]單邊直線感應(yīng)電機(jī)復(fù)合次級(jí)對(duì)牽引力影響[J]. 曾欣欣. 微特電機(jī). 2016(08)
[5]基于Simplorer的無(wú)刷直流電機(jī)仿真分析[J]. 李坤芩. 機(jī)電信息. 2015(21)
[6]單邊直線感應(yīng)電機(jī)最優(yōu)滑差頻率控制研究[J]. 劉希軍,張昆侖,陳殷. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]考慮動(dòng)態(tài)端部效應(yīng)與負(fù)載擾動(dòng)的單邊直線感應(yīng)電機(jī)預(yù)測(cè)電流補(bǔ)償控制[J]. 鄧江明,陳特放,唐建湘,彭鵬,居平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(15)
[8]磁浮直線感應(yīng)電機(jī)的PI自適應(yīng)電流可變轉(zhuǎn)差頻率魯棒控制[J]. 陳特放,鄧江明,唐建湘,成庶,陳春陽(yáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(07)
[9]單邊直線感應(yīng)電機(jī)動(dòng)態(tài)最大推力輸出的滑差頻率優(yōu)化控制[J]. 鄧江明,陳特放,唐建湘,佟來(lái)生. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[10]中低速磁浮列車牽引特性分析和計(jì)算[J]. 羅京,胡偉,劉豫湘. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2010(06)
博士論文
[1]現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王利.浙江大學(xué) 2012
[2]高速大推力直線感應(yīng)電機(jī)的電磁理論與設(shè)計(jì)研究[D]. 楊通.華中科技大學(xué) 2010
[3]直線電機(jī)軌道交通牽引傳動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 劉建強(qiáng).北京交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]感應(yīng)電機(jī)矢量控制中磁鏈與速度觀測(cè)器的設(shè)計(jì)及其方案實(shí)現(xiàn)[D]. 范雪峰.山東大學(xué) 2016
[2]中低速磁浮車用LIM次級(jí)對(duì)電機(jī)特性及控制參數(shù)的影響研究[D]. 張德偉.西南交通大學(xué) 2016
[3]中低速磁浮直線感應(yīng)電機(jī)牽引控制系統(tǒng)研究[D]. 鄧仁燕.西南交通大學(xué) 2015
[4]城軌交通中直線感應(yīng)牽引電機(jī)的電磁分析研究[D]. 王博文.北京交通大學(xué) 2015
[5]中低速磁浮列車關(guān)鍵電氣系統(tǒng)研究[D]. 李曉春.西南交通大學(xué) 2013
[6]直線感應(yīng)電機(jī)的電磁仿真與控制系統(tǒng)的研究[D]. 張倩.北京交通大學(xué) 2009
[7]考慮邊端效應(yīng)的直線感應(yīng)電機(jī)磁場(chǎng)定向控制研究[D]. 王飛飛.西南交通大學(xué) 2009
[8]直線感應(yīng)電機(jī)的直接推力控制及仿真[D]. 郭煥.中南大學(xué) 2007
[9]基于低速磁懸浮列車的直線感應(yīng)電機(jī)的控制研究[D]. 魏凱.西南交通大學(xué) 2007
[10]直線感應(yīng)電機(jī)的電磁力研究[D]. 黃波.西南交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3173645
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 論文研究背景和意義
1.1.1 國(guó)內(nèi)外磁浮技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
1.1.2 直線電機(jī)的發(fā)展
1.1.3 直線電機(jī)的控制技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 磁浮列車直線感應(yīng)電機(jī)分析
2.1 直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 直線感應(yīng)電機(jī)的邊端效應(yīng)
2.2.1 第一類橫向邊端效應(yīng)
2.2.2 第二類橫向邊端效應(yīng)
2.2.3 第一類縱向邊端效應(yīng)
2.2.4 第二類縱向邊端效應(yīng)
2.3 直線感應(yīng)電機(jī)電磁仿真
2.3.1 直線感應(yīng)電機(jī)模型建立
2.3.2 仿真結(jié)果
2.4 直線感應(yīng)電機(jī)變參數(shù)分析
2.4.1 變次級(jí)感應(yīng)板厚度對(duì)電機(jī)的影響
2.4.2 變氣隙間距對(duì)電機(jī)的影響
2.4.3 變初級(jí)電流大小對(duì)電機(jī)的影響
2.4.4 變恒轉(zhuǎn)差頻率對(duì)電機(jī)的影響
2.5 本章小結(jié)
第3章 直線感應(yīng)電機(jī)控制理論
3.1 SVPWM調(diào)制技術(shù)
3.1.1 空間電壓矢量定義
3.1.2 兩電平SVPWM分析
3.2 矢量控制基本原理
3.2.1 矢量控制系統(tǒng)預(yù)想
3.2.2 旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)矢量控制方程
3.2.3 矢量控制系統(tǒng)框圖
3.3 恒電流恒滑差控制原理
3.3.1 恒電流恒滑差控制理論
3.3.2 恒電流恒滑差控制系統(tǒng)框圖
3.4 本章總結(jié)
第4章 直線感應(yīng)電機(jī)矢量控制聯(lián)合仿真
4.1 Simplorer簡(jiǎn)介
4.2 考慮邊端效應(yīng)的矢量控制
4.3 基于Simplorer的矢量控制聯(lián)合仿真
4.3.1 Matlab和 Simplorer聯(lián)合搭建控制電路
4.3.2 Simplorer和 Maxwell聯(lián)合逆變電路的建立
4.4 仿真結(jié)果與分析
第5章 磁浮列車直線電機(jī)恒電流恒滑差控制聯(lián)合仿真
5.1 基于Simplorer的恒電流恒滑差控制聯(lián)合仿真
5.1.1 恒電流恒轉(zhuǎn)差頻率控制策略
5.1.2 恒電流恒轉(zhuǎn)差頻率控制聯(lián)合仿真
5.2 仿真結(jié)果與分析
5.3 最優(yōu)滑差頻率控制研究
5.4 本章總結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1
附錄2
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱琴躍,解大波,李朝陽(yáng),戴維. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2018(04)
[2]基于Simplorer-Maxwell聯(lián)合仿真的高速感應(yīng)電機(jī)電磁損耗計(jì)算與分析[J]. 陳文欣,李立毅,曹繼偉. 微電機(jī). 2017(10)
[3]結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)直線電機(jī)性能的影響[J]. 姜忠臣,趙璽. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(21)
[4]單邊直線感應(yīng)電機(jī)復(fù)合次級(jí)對(duì)牽引力影響[J]. 曾欣欣. 微特電機(jī). 2016(08)
[5]基于Simplorer的無(wú)刷直流電機(jī)仿真分析[J]. 李坤芩. 機(jī)電信息. 2015(21)
[6]單邊直線感應(yīng)電機(jī)最優(yōu)滑差頻率控制研究[J]. 劉希軍,張昆侖,陳殷. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]考慮動(dòng)態(tài)端部效應(yīng)與負(fù)載擾動(dòng)的單邊直線感應(yīng)電機(jī)預(yù)測(cè)電流補(bǔ)償控制[J]. 鄧江明,陳特放,唐建湘,彭鵬,居平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(15)
[8]磁浮直線感應(yīng)電機(jī)的PI自適應(yīng)電流可變轉(zhuǎn)差頻率魯棒控制[J]. 陳特放,鄧江明,唐建湘,成庶,陳春陽(yáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(07)
[9]單邊直線感應(yīng)電機(jī)動(dòng)態(tài)最大推力輸出的滑差頻率優(yōu)化控制[J]. 鄧江明,陳特放,唐建湘,佟來(lái)生. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[10]中低速磁浮列車牽引特性分析和計(jì)算[J]. 羅京,胡偉,劉豫湘. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2010(06)
博士論文
[1]現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王利.浙江大學(xué) 2012
[2]高速大推力直線感應(yīng)電機(jī)的電磁理論與設(shè)計(jì)研究[D]. 楊通.華中科技大學(xué) 2010
[3]直線電機(jī)軌道交通牽引傳動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 劉建強(qiáng).北京交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]感應(yīng)電機(jī)矢量控制中磁鏈與速度觀測(cè)器的設(shè)計(jì)及其方案實(shí)現(xiàn)[D]. 范雪峰.山東大學(xué) 2016
[2]中低速磁浮車用LIM次級(jí)對(duì)電機(jī)特性及控制參數(shù)的影響研究[D]. 張德偉.西南交通大學(xué) 2016
[3]中低速磁浮直線感應(yīng)電機(jī)牽引控制系統(tǒng)研究[D]. 鄧仁燕.西南交通大學(xué) 2015
[4]城軌交通中直線感應(yīng)牽引電機(jī)的電磁分析研究[D]. 王博文.北京交通大學(xué) 2015
[5]中低速磁浮列車關(guān)鍵電氣系統(tǒng)研究[D]. 李曉春.西南交通大學(xué) 2013
[6]直線感應(yīng)電機(jī)的電磁仿真與控制系統(tǒng)的研究[D]. 張倩.北京交通大學(xué) 2009
[7]考慮邊端效應(yīng)的直線感應(yīng)電機(jī)磁場(chǎng)定向控制研究[D]. 王飛飛.西南交通大學(xué) 2009
[8]直線感應(yīng)電機(jī)的直接推力控制及仿真[D]. 郭煥.中南大學(xué) 2007
[9]基于低速磁懸浮列車的直線感應(yīng)電機(jī)的控制研究[D]. 魏凱.西南交通大學(xué) 2007
[10]直線感應(yīng)電機(jī)的電磁力研究[D]. 黃波.西南交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3173645
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