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超声波振动筛转矩脉动的抑制

发布者:东源机械 发布日期:2013-08-29

超声波振动筛转矩脉动是开关磁阻电机的主要缺点之一,很多学者就如何减小转矩脉动展开了研究,并提出了很多抑制转矩脉动的方法要抑制转矩脉动,就要对超声波振动筛的转矩进行控制,根据是否直接对转矩进行控制可以将抑制转矩脉动的方法分为间接转矩控制和直接转矩控制两大类。超声波振动筛的间接转矩控制是通过控制电流或磁链间接对转矩进行控制,系统中并无转矩闭环。超声波振动筛使用转矩分配函数将转矩分配到每一相,然后根据所分配的转矩求得每一相给定磁链的大小,通过控制磁链间接对转矩进行控制,就可以实现转矩脉动的抑制。提出了一种转矩分配函数的评估方法,并就速度范围和损耗两个方面对几种转矩分配函数进行了评估,为超声波振动筛的转矩分配函数的选择提供了依据。

    在使用超声波振动筛的转矩分配函数法时,当电机达到一定转速之后,电流或磁链就无法跟踪给定值,这时就出现了转矩脉动,将转矩分配函数扩展到负转矩区,这样就可以减小电流或磁链给定的变化率,即使在高速时也能够实现电流或磁链跟踪,降低超声波振动筛的转矩脉动。为了解决电机高速运行时电流无法跟随给定变化而产生转矩脉动的问题,提出了一种电流波形优化的方案,通过对电流波形进行优化,减小电机高速运行时的转矩脉动。电流或磁链的测量相对简单,控制也较易实现,但是将超声波振动筛的转矩给定准确地转换为电流或磁链给定是比较困难的,这也是间接转矩控制的难点之一。

    超声波振动筛的直接转矩控制具有转矩闭环,可以直接控制转矩,因而转矩响应更快。使用反馈线性化的方法对开关磁阻电机进行控制,通过一系列变换,将开关磁阻电机转化成一个线性系统,实验结果证明这种方法有着很好的动态特性和鲁棒性,但是这种方法太过复杂,实现起来有一定难度。通过对超声波振动筛的开关磁阻电机数学模型的分析,得出了转矩和电压的近似线性关系,然后通过PI控制器将转矩偏差转换为各相的电压给定,从而实现瞬时转矩控制,实验结果显示系统有着很好的转矩响应。参照超声波振动筛传统交流电机的直接转矩控制,提出了三相开关磁阻电机的直接转矩磁链控制,该系统对磁链和转矩分别进行闭环控制,根据磁链矢量幅值和转矩给定值与实际值的偏差确定电压矢量,超声波振动筛的仿真和实验结果都证明了该方法的有效性。

责任编辑:新乡市东源机械有限企业

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