电动汽车用永磁磁阻电机及其控制系统产业化集成技术研究

2008年,上海大郡电动汽车项目团队在此前多次承担国家863计划课题的基础上,又一次承担了国家863计划"电动汽车用永磁磁阻电机及其控制系统产业化集成技术研究"课题的研究.与以往相比,本轮项目的实施重点将更侧重于产业化技术的研究,主要工作任务包括:开发电动汽车/混合动力汽车用电机系统产品系列;建设、完善研发与设计认证能力;开展规模生产技术研究,包括电机及驱动系统产业化的生产制造工艺及工装技术、专用设备、在线检测仪器设备等技术研发等.

第2篇：开关磁阻起动/发电机控制方法研究

根据磁阻效应产生电磁转矩的机理,提出开关磁阻起动/发电机相电流斩波和角度位置控制方法,通过调节相电流斩波限及关断延时、相绕组开通励磁及关断续流相对位置,就可控制起动转矩和发电电压.不同控制参数的数值*分析和样机实测表明:对于低速起动状态,相电流斩波限配合固定关断延时可实现有效的恒转矩起动控制;对于高速起动状态,调节相绕组开通及关断位置角可实现恒功率起动控制;对于发电状态,依据原动机转速和负载变化的具体情况,同时或单独调节相电流斩波限及相绕组开通、关断的位置角,可有效提高发电机稳态发电品质和动态瞬变特*.

卢刚(西北工业大学自动控制系) 

第3篇：复合励磁永磁同步发电机励磁调节系统研究

复合励磁永磁同步发电机励磁调节系统研究

摘要：永磁同步发电机结构简单、运行可靠，但电机制成后气隙磁场无法调节，当负载变化时，发电机的输出电压会发生变化，影响电机负载的正常工作。本文采用96系列单片机设计了复合励磁稀土永磁同步发电机的电压调节电路，可调节加在电励磁绕组上的电压，从而改变发电机气隙磁场的强弱的变化，使发电机的输出电压保持恒定。

本文先分析了辅助励磁部分的磁场关系以及其相关设计参数的确定；然后详细地介绍了励磁调压电路的软、硬件设计。该电路有效利用了80C196KC的高速输入口HSI、高速输出口HSO、定时器和软件定时器等资源，结合新型电机设计技术、数字控制技术以及电力电子及其驱动技术，解决了永磁同步发电机调压难的问题。并按前述设计软件设计了两台复合励磁永磁同步发电机,增设自动调压系统后，各发电机的输出电压能在一定范围内稳定输出，达到设计要求。关键词：

第4篇：永磁同步电动机结构及设计的研究

永磁同步电动机结构及设计的研究

摘要：电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。永磁同步电动机作为一新型电动机，具有功率密度高、转子转动惯量小、运行效率高等优点，获得广阔的应用和发展空间。本文讨论的是永磁同步电动机的设计。根据技术要求，对电机的定转子结构、气隙磁场的分布、各参数的合理选择等多方面的情况进行了研究，从而确定了有效的实施方案。根据电机工作特*的计算公式计算电机*能，由计算结果调整电机的结构，而调整工作使用改变电机铁心长度、绕组匝数和永磁体尺寸相结合的方法，这样可以得到较为理想的结果。关键词：

第5篇：机电一体化技术及其应用研究

摘要：本文探讨了机电一体化技术在改变整个机械制造业面貌中所扮演的重要角*，并详细说明了其在钢铁工业中的应用及发展趋势。

关键词：机电一体化技术应用

1 机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合。其发展与进步取决于相关技术的不断推陈出新。主要的发展方向包括数字化、智能化、模块化、网络化、人*化、微型化、集成化、带源化和绿*化。

1.1 数字化

微控制器及其发展为机电产品的数字化奠定了基础，例如不断进步的数控机床和机器人。计算机网络的迅速崛起为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠*、易*作*、可维护*、自诊断能力以及友好的人机界面。数字化的实现将有助于远程*作、诊断和修复。

1.2 智能化

要求机电产品具备一定的智能，使其具有类似人的逻辑思考、判断推理和自主决策的能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，将为使用、*作和维护带来巨大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰*理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术的发展开辟了广阔天地。

1.3 模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。例如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元; 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4 网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里能够充分享受各种高技术带来的好处。因此，机电一体化产品无疑应朝着网络化方向发展。

1.5 人*化

机电一体化产品的最终使用对象是人。如何赋予机电一体化产品人的智能、情感和人*变得愈发重要。机电一体化产品除了具备完善的*能外，还要求在*彩、造型等方面与环境相协调。使用这些产品对人来说，应该是一种艺术享受。家用机器人的最高境界就是实现人机一体化。

1.6 微型化

微型化是精细加工技术发展的必然趋势，也是提高效率的需要。微机电系统（MEMS）指的是可批量制作的、将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口、通信和电源等融为一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，以及1988年美国加州大学伯克利分校研制出的第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大的进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器）等。各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微*簧以及微机器人等）也得以研发。

1.7 集成化

集成化不仅包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，还包括在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，系统需要具备更广泛的柔*。首先，可以将系统分解为若干层次，使得系统功能分散，并确保各部分协调而又安全地运转。随后，通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，以使系统*能最优、功能最强。

总的来说，机电一体化技术的发展涉及数字化、智能化、模块化、网络化、人*化、微型化、集成化、带源化和绿*化等多个方面。这些发展趋势对于改变机械制造业的面貌具有深远的影响，同时在钢铁工业中的应用也日益显著。

通过深入研究和理解机电一体化技术的不同方向，我们能够更好地把握其在现代工业中的关键作用。数字化技术为产品设计与制造提供了更为精确和高效的手段，智能化则使得机电产品具备更加智能的交互和决策能力。模块化的开发能够加速新产品的推出，而网络化的趋势则为远程*和控制提供了更广泛的可能*。人*化设计不仅使得产品更符合用户需求，也使得使用这些产品成为一种艺术享受。微型化则为精细加工提供了新的途径，而集成化则促进了生产流程的高效协同。

在未来，机电一体化技术将持续演进，不断适应新的挑战和需求。随着科技的不断进步，我们有望看到更多创新*的应用和解决方案，推动机电一体化技术在各个行业的广泛应用。希望本文对读者对机电一体化技术的理解和研究提供了一定的帮助，激发更多关于这一领域的深入思考和探讨。

第6篇：煤矿电气自动化控制系统优化研究

现代煤矿的生产技术在不断地进步和发展,电气自动化控制系统的引入,进一步提高了煤矿生产的效率和管理能力。下面是小编搜集整理的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。

摘要：伴随现代电气自动化控制工艺的引入和使用，煤矿生产效率获得显著提升，但基于PLC系统的电气自动化控制系统在使用中也存在诸多问题。以此为着手点，在分析电气自动化系统构建必要*的基础上，从设备选型与架构优化两方面对电气自动化系统的优化进行总结分析，希望能为其它矿井电气自动化系统的优化改造提供借鉴与参考。

关键词：煤矿；电气自动化；设备选型优化；架构优化

引言

伴随煤炭产业近年来的飞速发展，煤矿现代化程度不断增加，而这一成果的达成则同大量自动化电气控制系统的应用密不可分，譬如井下瓦斯涌出量的监测、井下通风状况测量、井下水泵的控制等。正是通过这些电气自动化控制系统的应用，井下工人工作环境得以改善的同时其工作强度也得以显著降低。但随着电气自动化控制系统应用的不断增多，如何对其系统构建开展有效的优化，从而降低系统构建成本，并提升系统运行的稳定*，成为进一步推动煤矿企业良*发展的必要举措。

1电气自动化系统设备选型优化

现阶段，市场上各类用于电气自动化控制的PLC（可编程逻辑控制器）系统种类繁多，不同种类与品牌其应用*能上也存在一定的差别，因此在进行电气自动化系统设备选型上应对下述问题进行充分考虑。

1.1明确矿井电气自动化系统规模

构建矿井电气自动化系统时必须立足矿井自身实际，明确自身系统规模后，再进行相应的设备型号选择。以常见的西门子PLC系统为例，当仅仅对井下瓦斯涌出量进行监测时，适宜选择SIEMENS-S7-200等各类微型PLC控制系统；当需要监测矿井井下水文变化进而调控水泵房设备运行状态时，由于涉及较为复杂的逻辑与闭环控制，适宜选择SIEMENS-S7-300等中型规模PLC控制系统；当电气自动化系统用于对整个井下安全作业生产进行综合*，并实时针对井下作业进行安全管理时，系统需要涉及通讯、智能*和监测等多种功能，因此适宜选择SIEMENS-S7-400等大型PLC控制系统[1]。

1.2明确I/O点类别

进行电气自动化控制系统构建时，应依据系统实际使用需求和被控制对象通知难易程度，对I/O（输入输出端口）点的类别及数量进行选择，并制作相应的使用清单，同时根据系统控制量，提前预留一定的软硬件余量，避免浪费的同时对设备后期扩容进行一定的预估。此外，还需依据井下生产作业实际用电情况，对各电气设备输出点频率进行明确，进而对输出端所采用的装置类型进行确定。

1.3编程工具的适当选取

就现阶段电气自动化控制系统应用而言，其主要编程工具类型有手持编程器、图形编程器与计算机软件编程器等几种类型。其中手持编程器仅能通过有限的预设语句表进行编程*作，不仅效率低下且适用范围相对狭窄，只能满足简单*作的微型PLC编程需求；图形编程器运用梯形图进行编程*作，具备直观简洁的特点，能被运用于中型PLC编程；而采用计算机软件编程则是最为高效、简洁的方法，不过受限于计算机软件开发难度大、成本高，同时难以进行现场实际调试，因此仅被应用于矿井大型PLC控制程序构建中。有鉴于此，在编程工具的选择上，矿井必须结合自身实际，从经济优化与使用优化的双重角度出发，选择适宜的工具进行编程作业[2-3]。

2电气自动化系统设备架构优化

2.1硬件优化

硬件架构作为矿井电气自动化控制系统的基础核心之一，其结构的良好与否同整个系统的安全、稳定有着密切关系。所以，应对其进行优化改造，具体从下述几点着手：

a)输入电路优化。对于电气自动化控制系统输入电路的优化改造，应注意PLC供电电源多为80V~240V交流电，有着良好的宽幅适用*。不过考虑到井下作业环境的恶劣*及当前国内矿山供电环境的不稳定*，为确保整个电路输入系统具备良好的抗干扰*能，以维持整个电气自动化系统运行的持久、稳定，应对输入电路增设电源净化装置，譬如隔离变压器与滤波器等。以1:1的隔离变压器为例，其能借助双隔离技术，将变压器初级和次级两级屏蔽层由电气中*点接地，从而实现对脉冲干扰的有效屏蔽；

b)输出电路优化。针对电气自动化系统输出电路的优化，应结合矿井实际，使用晶体管对各类标示与调试设备进行输出，以确保其有效适应设备的高频动作，并增加电路反应效率。以井下水泵机房电气自动化控制为例，当PLC控制系统输出频率为6min1次时，可选用继电装置进行输出，以确保电路结构简明的同时具备良好的抗干扰*能。不过，PLC系统在携带有感*负载进行输出时，当发生断电时极易形成浪涌电流导致其芯片的损毁。对此，应在其它电路并接续流二极管，以便能对浪涌电流进行吸收，避免其对芯片造成损害[4]；

c)抗干扰优化。实现井下电气自动化控制系统对外界干扰的有效抵抗也应是其日常管理的要点之一。由于井下作业环境相对恶劣，电气自动化系统抗干扰*的提升也势在必行。通常采取下述几种方式：

(a)借助隔离变压装置抵抗干扰，鉴于电网中的干扰多源于绕组将电容耦合导致，适宜选用1:1的的变压装置，并使中*点通过电容进行接地；

(b)布设金属外壳实现对整个系统的电磁屏蔽，同时金属外壳还可充当接地端，有效实现对静电、电磁脉冲和空间辐射等外界干扰对系统运行的负面影响；

(c)优化布线，借由将强弱电力线路的分隔布设，并采用双绞线屏蔽电缆充当信号传输线，从而起到有效的抗干扰功效。

2.2软件优化

软件作为电气自动化运行控制的核心所在，其优化程度对于整个系统优化后工作效率的提升有着直接*影响。通常来说，软件的优化改良应同硬件设施的优化同步开展，其具体内容可分为以下几点：a)软件结构优化。对于软件设计而言，其分为模块设计与基本程序设计两大类。对于井下生产作业而言，电气自动化系统运行时必须实时根据矿井生产状况进行调控，所以适宜选用模块化设计，从而为后续功能拓展提供便利。首先，将整个电气自动化控制系统控制对象划分为多个子任务模块，随后对不同模块进行单独编写与调试，最后再将单独的各模块整合成为完整的一个程序。通过这种设计方式，整个矿井的自动化电气控制系统便能依据井下生产实际情况进行实时的快速调节，确保整个系统始终运行的高效、高质[5-6]；b)程序设计过程优化。对于程序的优化而言，其核心要点便是实现I/O节点的最优化分配，依据井下生产状况对I/O节点井下按需分配的同时，对各个I/O节点的控制尽可能实现集中调控，以便于后期维护作业的开展。与此同时，还应对系统中各定时与计数装置进行统一编号，从而更好地推动系统运行效率及可靠*的提升。此外，为进一步增加系统运行速度，在控制系统的逻辑设计上应秉承简洁明了的基本原则，方便指令编写输入的同时尽可能降低所占内存。而对于PLC芯片中的各类触点，则可通过合理设计进行多次的重复使用，而无需借助复杂指令降低触点使用频率。譬如，井下瓦斯监测装置的开启/关闭通过一个按钮来实现控制，就能通过二分频以达成。通过这种方法，整个电气自动化控制系统中I/O节点使用量可明显降低，实现资源节约与系统运行效率提升的双赢。

3结语

伴随现代科技的突飞猛进，电子技术日益在煤矿生产中获得广泛应用，并对矿井生产效率的提升起到良好推动。不过，鉴于矿井电气自动化控制系统实现方式的多种多样，其不仅适用环境存在极大差异，同时运行效率与运行成本也各不相同。所以，煤矿在进行自身电气自动化控制系统的构建时必须立足自身实际，积极创新系统设计方法，优化系统设备选型与整体架构，从而在降低运行成本的同时实现控制系统运行效率的提升，进而为矿井的长久可持续发展及现代化建设提供助推力。

参考文献：

［1］张红梅.电气自动化的改进方法实施策略研究［J］.煤，2015(1)：69-70.

［2］李养明.煤矿电气自动化控制系统应用优化分析［J］.山东煤炭科技，2015(7)：105-106.

［3］张悦，王玲.煤矿提升机电气控制系统优化设计［J］.煤矿机械，2013(11)：246-248.

［4］刘学成.金桥煤矿井下排水系统优化［J］.煤矿安全，2016(2)：127-129.

［5］殷佳琳，李智勇.电气自动化控制设备的可靠*测试［J］.煤炭技术，2012(4)：60-62.

［6］王淼.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用［J］.煤矿机械，2013(7)：242-244.