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基于多传感器融合的异步电动机故障诊断研究 被引量:2
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作者 古玉锋 肖子叶 +2 位作者 燕钢强 黎程山 李昆鹏 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期16-23,共8页
针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信... 针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信息,并结合多源同类传感器信息的性质和特点,采用基于熵权法的数据加权融合方法,实现了电动机多源同类信息的数据层融合。构建CNN-LSTM故障诊断模型,自动提取多源异类信息的特征,完成特征层融合。最后,通过搭建三相异步交流电动机故障模拟实验平台,对该故障诊断算法进行实验验证。结果表明:该方法可有效实现电动机定子、转子及轴承的故障诊断,平均准确率达到99.53%,与1D-CNN、LSTM及仅使用单一振动信号的CNN-LSTM模型相比,准确率分别提高了6.41%、9.11%、28.39%。 展开更多
关键词 异步电动机 故障诊断 多传感器融合
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基于SVPWM的异步电机多电流传感器故障容错控制
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作者 李小波 冯秋峰 +1 位作者 史尚贤 刘心怡 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期439-448,共10页
针对电流传感器故障影响电气传动系统正常工作问题,提出了一种新型的多电流传感器故障检测与容错控制方法.首先,基于异步电机矢量控制原理引入判断函数Zi和Pi,并设置滞环比较器,利用比较器的输出结果设计了一种针对单、多电流传感器的... 针对电流传感器故障影响电气传动系统正常工作问题,提出了一种新型的多电流传感器故障检测与容错控制方法.首先,基于异步电机矢量控制原理引入判断函数Zi和Pi,并设置滞环比较器,利用比较器的输出结果设计了一种针对单、多电流传感器的故障检测方式;然后,结合空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)原理以及直流母线电压和扇区电压的关系对故障相电流传感器进行容错控制;最后,利用MATLAB软件进行算法验证与对比分析.结果表明:本方法对异步电机多电流传感器的容错控制具有可行性,对于故障相的定位性强,精度高;在对三相电流重构方面优于传统滑模观测器方案和理想电机模型+扩展卡尔曼滤波方案,其重构后的容错还原率达到正常工况下的95.4%,具有更好的控制效果. 展开更多
关键词 异步电机 电流传感器故障 容错控制 故障因子 滞环比较器
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面向异步电机模型预测直接转矩控制的自适应谐波消除方法 被引量:2
3
作者 韩硕 张勇军 +2 位作者 肖雄 刘辰伟 郭强 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1078-1089,共12页
异步电机变频驱动系统在运行过程中会产生大量谐波,引发电机转矩脉动、损耗加重等问题,给电机性能及效率带来直接影响,因此有针对性地控制或消除驱动系统的谐波具有重要的研究意义。该文创新性地提出一种带有自适应谐波消除策略的模型... 异步电机变频驱动系统在运行过程中会产生大量谐波,引发电机转矩脉动、损耗加重等问题,给电机性能及效率带来直接影响,因此有针对性地控制或消除驱动系统的谐波具有重要的研究意义。该文创新性地提出一种带有自适应谐波消除策略的模型预测直接转矩控制(AHE-MPDTC)方法,首次将自适应谐波消除策略引入到模型预测直接转矩控制中,通过调整自适应滤波器的权重,从目标函数得到的主输入信号中消除不期望出现的频率分量,从而获得较为理想的变换器输入参考电压。测试结果表明,所提出的方法在保证系统响应速度的基础上,可以有效消除由于变换器引起的5~25次谐波,从而提升异步电机调速系统的稳定性。 展开更多
关键词 异步电机 变频驱动 模型预测控制 自适应谐波消除
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变极电机与双联行星减速组合式电动汽车驱动传动新原理及动态特性 被引量:1
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作者 曹杨峰 刘大洲 +1 位作者 赵升吨 陈超 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期27-39,共13页
针对目前电动汽车所使用的该异步电机定子绕组为固定极数,造成该电机低速拖动能力差、变速和功率适用范围窄以及为了获得更大的传动比大都采用多级行星轮系传动造成减速器尺寸庞大等问题,以某型SUV乘用车为研究应用背景,提出了采用倍极... 针对目前电动汽车所使用的该异步电机定子绕组为固定极数,造成该电机低速拖动能力差、变速和功率适用范围窄以及为了获得更大的传动比大都采用多级行星轮系传动造成减速器尺寸庞大等问题,以某型SUV乘用车为研究应用背景,提出了采用倍极比变极交流三相异步电动机与双联行星轮系组合式电动汽车驱动传动新原理系统。理论计算了双联行星轮系的减速比及其结构方案,建立了该变极电机与双联行星轮系组合的动力学模型以及倍极比变极电机的设计新理论,模拟计算了该电机不同极数下的效率云图,提出了该变极电机在不同工况下的不同的控制模式以达到最优控制;设计、制造、安装和调试额定功率为59 kW,额定转速分别为4000、8000 r/min的变极电机和双联行星轮系机械结构总成以及计算机试验平台。开展了变极切换试验以及递增调速和递减调速试验,研究结果表明,该新原理系统可实现减速比为10的动力总成,结构更加紧凑,速度范围更广,从而验证了该驱动传动新原理的正确性。 展开更多
关键词 电动汽车 变极交流异步电动机 双联行星轮系 动力学模型 控制模式
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基于滑模控制的交流传动机车牵引电机直接转矩控制
5
作者 徐海华 王利锋 +3 位作者 吴艳芳 何晶昌 周军 刘鑫 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期421-425,共5页
针对现有交流传动机车异步牵引电机采用滞环比较控制法的直接转矩控制系统存在输出转矩脉动大及电流谐波含量多等不足,提出了一种基于滑模控制的异步电机直接转矩控制方法。引入指数趋近律滑模算法,设计了滑模磁链与转矩控制器,并利用Ly... 针对现有交流传动机车异步牵引电机采用滞环比较控制法的直接转矩控制系统存在输出转矩脉动大及电流谐波含量多等不足,提出了一种基于滑模控制的异步电机直接转矩控制方法。引入指数趋近律滑模算法,设计了滑模磁链与转矩控制器,并利用Lyapunov函数验证其稳定性,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术构建出改进的异步电机直接转矩控制结构。最后,利用Matlab/Simulink进行仿真对比分析,结果显示,相较于滞环比较控制法,滑模控制法的直接转矩控制系统有效抑制了异步电机输出转矩脉动,较好地改善了电流谐波。 展开更多
关键词 交流传动机车 异步电机 滞环比较 滑模控制
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高速动车组异步牵引电机轴电流仿真与测试研究
6
作者 万家华 冯庆鹏 蒲旭东 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
研究高速动车组异步牵引电机结构及能量传递关系,分析电机轴电流传递回路,使用Matlab建立轴电流传递等效电路模型。根据异步牵引电机工作原理及特性,建立电机等效电路,使用Solidworks建立电机、轴承、联轴节、齿轮箱三维模型,将模型导入... 研究高速动车组异步牵引电机结构及能量传递关系,分析电机轴电流传递回路,使用Matlab建立轴电流传递等效电路模型。根据异步牵引电机工作原理及特性,建立电机等效电路,使用Solidworks建立电机、轴承、联轴节、齿轮箱三维模型,将模型导入ANSYS Maxwell进行仿真,得到各部件等效电路参数。模拟额定输出功率不同转速,对轴电流进行仿真分析,轴电流有效值范围7.1~13.0 mA,主频频率范围48~169Hz。在地面电机实验室对轴电流进行测试,有效值范围7.4~18.5mA,主频频率范围50~170 Hz。轴电流有效值与转速成反相关,轴电流频率与转速成正相关,且与相电流理论频率相同。根据仿真及测试结果,轴电流主要成分为与相电流相关的低频,形成的主要原因包括定转子之间的气隙不均匀、三相电流不平衡。 展开更多
关键词 异步牵引电机 等效电路模型 仿真 轴电流
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基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制
7
作者 谢国超 段纳 +1 位作者 万昌晖 臧航 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期1092-1102,共11页
研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁... 研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁链受惯性延迟的影响,设计磁链在线观测器,可辨识转子磁链幅值,提升系统的控制精度和参数鲁棒性.数值仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 异步电机 超螺旋滑模算法 可变指数切换函数 电压模型 磁链在线观测器
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一种深脱粘装药结构固体火箭发动机初始点火建压过程研究
8
作者 占冬至 方冰 +3 位作者 赵志 孙振兴 张宇东 郑庆 《推进技术》 北大核心 2025年第8期129-138,共10页
针对战术导弹武器性能不断提升带来的对固体火箭发动机的轻质高能需求,本文介绍了一种通用于复材和金属燃烧室壳体且装填系数更高的深脱粘装药结构的发动机,但该种发动机在初始点火建压过程中,药柱内孔、药柱包覆套与绝热层之间脱粘缝... 针对战术导弹武器性能不断提升带来的对固体火箭发动机的轻质高能需求,本文介绍了一种通用于复材和金属燃烧室壳体且装填系数更高的深脱粘装药结构的发动机,但该种发动机在初始点火建压过程中,药柱内孔、药柱包覆套与绝热层之间脱粘缝隙内中无法同步建压,导致内孔段药柱内、外表面在点火初期存在承载内外高温燃气压差的极端工况,进而产生装药结构完整性失效引发发动机超压解体的问题。本文针对上述问题,进一步对深脱粘装药结构发动机的初始点火建压过程进行了仿真分析,设计了一种新型测压发动机装置并进行了多轮试验校核,分别在不同点火位置、不同工作温度下对采用深脱粘装药结构的试验发动机初始点火建压过程进行了计算和试验验证分析。发现采用脱粘内孔型药柱结构的发动机在点火后0.1s时内孔段药柱均会承载最大压差工况,其中工作温度越高、点火位置越远离药柱尾部端面,最大压差值越高。其中在低温工况下,压差平衡时间基本在1s以内,但在高温工况下,轴向脱粘深度越深,压差平衡时间越长,在距尾部端面300mm以上区域的内孔段药柱,最大压差工况会持续整个工作过程。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 深脱粘装药结构 初始点火 建压不同步 装药结构完整性
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异步电动机调压节能控制方法研究 被引量:21
9
作者 程明 曹瑞武 +2 位作者 胡国文 蔡桂龙 陈军 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期6-11,共6页
以负载周期性变化而转速基本不变的异步电动机为对象,研究其调压节能方法。分析了异步电动机的调压节能原理以及效率和功率因数与转差率的对应关系,在此基础上详细分析了最大效率、最小电流、最小输入有功和最大功率因数控制的原理,揭... 以负载周期性变化而转速基本不变的异步电动机为对象,研究其调压节能方法。分析了异步电动机的调压节能原理以及效率和功率因数与转差率的对应关系,在此基础上详细分析了最大效率、最小电流、最小输入有功和最大功率因数控制的原理,揭示了几种控制方案的实质是一定负载范围内的恒转差率控制。在考虑铁耗的电动机模型基础上仿真分析了不同控制方法的节能效果和负载转矩性质对节能效果的影响,最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 异步电动机 节能 转差率 效率 铁耗
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采用深度学习的异步电机故障诊断方法 被引量:46
10
作者 王丽华 谢阳阳 +2 位作者 张永宏 赵晓平 周子贤 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期128-134,共7页
为解决传统异步电机故障诊断方法因电机结构复杂、信号非平稳和机械大数据等因素引起的诊断困难问题,提出一种高效准确的异步电机故障诊断(SDAE)方法。该方法利用堆叠降噪自编码提取信号特征,结合Softmax分类器实现高效准确的电机故障... 为解决传统异步电机故障诊断方法因电机结构复杂、信号非平稳和机械大数据等因素引起的诊断困难问题,提出一种高效准确的异步电机故障诊断(SDAE)方法。该方法利用堆叠降噪自编码提取信号特征,结合Softmax分类器实现高效准确的电机故障诊断。首先,采集异步电机的整体电流和振动信号,将电流信号与傅里叶变换后的振动频域信号组合构成样本,并做归一化处理;然后,构建堆叠降噪自编码网络,确定网络层数、各隐藏层节点数、学习率等参数;最后,输入训练样本依次训练自编码和分类器,微调整个网络并用测试数据验证网络的优劣。试验结果表明,在合适的参数下采用SDAE方法的异步故障诊断准确率高达99.86%,比传统电机故障诊断方法提升至少6%。 展开更多
关键词 异步电机 故障诊断 深度学习 特征提取
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基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真 被引量:36
11
作者 顾德英 季正东 张平 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 2003年第2期71-73,共3页
利用 MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK,构建了异步电机的仿真模型 ,并通过实验验证了所建电机模型的可行性。
关键词 异步电机 建模 计算机仿真 SIMULINK 动态仿真工具
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基于Matlab的异步电动机建模方法的研究 被引量:23
12
作者 王锋 姜建国 颜天佑 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1733-1735,1741,共4页
根据Matlab软件的特点并结合异步电动机的数学模型,分别利用Simulink已有运算模块、S函数、状态空间模块、ODE工具组对异步电动机进行建模仿真。在此基础上,从建模特点、仿真速度、计算精度上对各种建模方法进行比较,并从仿真结果上进... 根据Matlab软件的特点并结合异步电动机的数学模型,分别利用Simulink已有运算模块、S函数、状态空间模块、ODE工具组对异步电动机进行建模仿真。在此基础上,从建模特点、仿真速度、计算精度上对各种建模方法进行比较,并从仿真结果上进一步对各建模仿真方法做了深入分析。 展开更多
关键词 异步电动机 数学模型 仿真 MATLAB
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变频器驱动异步电机振动频谱特征分析 被引量:32
13
作者 李文 赵慧敏 邓武 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期67-73,共7页
为提出一种更加有效的电机振动抑制算法,对电机振动频谱特性进行讨论。介绍了异步电机调速系统振动数据采集单元以及不同运行状态下的电机振动数据采集,给出了调压器调压和变频器变频调速2种情况下不同转速的电机振动频谱图和转速谱图... 为提出一种更加有效的电机振动抑制算法,对电机振动频谱特性进行讨论。介绍了异步电机调速系统振动数据采集单元以及不同运行状态下的电机振动数据采集,给出了调压器调压和变频器变频调速2种情况下不同转速的电机振动频谱图和转速谱图。通过这些谱图,分别对电机振动特征、变频器载波频率对电机振动特征的影响进行了对比分析。谱图分析表明,采用变频器驱动异步电机时,一阶转频引起的强迫振动与自由振动波形会发生畸变,且电机振动峰值增大。随着变频器载波频率的增加,电机振动幅值将显著降低。变频器引入的高阶振动谐波转矩使得电机的振动特征更加复杂。电机振动频谱特征分析为电机振动抑制算法设计与算法评价提供了基础。 展开更多
关键词 异步电机 变频器 振动频谱 谐波分析
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基于红外测温的异步电机轴承故障诊断 被引量:19
14
作者 孙斌 王艳武 杨立 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期50-55,共6页
针对远航舰船异步电机轴承经常烧毁的问题,以一台Y100L-2型电机为研究对象,采用有限元法建立电机转子三维导热模型,对电机轴承在不同的运行状态下的电机转子三维温度场进行仿真,并结合电机轴承故障的试验进行了分析。分析结果显示,不论... 针对远航舰船异步电机轴承经常烧毁的问题,以一台Y100L-2型电机为研究对象,采用有限元法建立电机转子三维导热模型,对电机轴承在不同的运行状态下的电机转子三维温度场进行仿真,并结合电机轴承故障的试验进行了分析。分析结果显示,不论轴承是否有故障,电机端盖温度均是沿径向从内到外逐步下降;在端盖轴承座正对部位,温度变化缓慢,但是从轴承外径继续向外,端盖温度下降迅速;负荷变化对电机端盖温升的影响远远大于轴承损坏对端盖温升的影响;不能仅仅凭借端盖表面温升来对相应轴承状态进行判断,可以通过同一种负荷条件下端盖表面温升的变化对轴承状态进行判断。 展开更多
关键词 异步电机 轴承 红外 温度场
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吉林电网黑启动方案的制定及仿真 被引量:10
15
作者 周云海 闵勇 +4 位作者 林姿峰 孙果夫 郭雷 宋永华 孙锦鑫 《中国电力》 CSCD 北大核心 2002年第4期28-31,共4页
根据黑启动的一般准则和吉林电网实际情况,制定了吉林电网的黑启动方案,并对大型辅机启动时对小系统的冲击及带负荷时对系统频率的影响做详细的仿真研究,通过仿真计算校验了方案的可行性,为今后的现场试验和方案的实施提供依据和建议。
关键词 吉林 电网 黑启动方案 制定 仿真 电力系统
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小波分析应用于笼型异步电动机转子断条在线检测初探 被引量:43
16
作者 许伯强 李和明 +1 位作者 孙丽玲 陈志业 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第11期24-28,33,共6页
简单介绍了笼型异步电动机转子断条在线检测方法 ,指出如何正确区分电动机负荷波动与转子断条故障仍是一个亟待解决的突出问题。提出了一种基于小波分析的负荷波动判定方法 ,它可以对负荷波动进行准确定位 ,并反映负荷波动范围。同时 ,... 简单介绍了笼型异步电动机转子断条在线检测方法 ,指出如何正确区分电动机负荷波动与转子断条故障仍是一个亟待解决的突出问题。提出了一种基于小波分析的负荷波动判定方法 ,它可以对负荷波动进行准确定位 ,并反映负荷波动范围。同时 ,本文对应用小波分析提取转子断条故障特征分量的可行性进行了研究 ,结果表明小波分析对此是不适宜的 ,提取转子断条故障特征分量还必须依靠傅里叶变换方法。在此基础上 ,提出了一种基于小波分析、自适应滤波与连续细化傅里叶变换的转子断条在线检测新方法 ,其突出优点在于可以躲过负荷波动对转子断条在线检测的影响。数字仿真及实验结果证明该方法是切实可行的。 展开更多
关键词 笼型异步电动机 转子断条 在线检测 小波分析
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交流电机端口特性的数字化实现方法 被引量:12
17
作者 宋鹏先 李耀华 +1 位作者 王平 苏朝阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期184-192,共9页
针对电机驱动器的性能测试和考核需求,提出了一种可模拟交流电机端口特性的电力电子负载模拟系统,取代了传统交流传动平台对各类电机供电电源进行测试。本文首先分别建立异步电机和同步电机的动态数学模型,采用Adams数值法,获得电机实... 针对电机驱动器的性能测试和考核需求,提出了一种可模拟交流电机端口特性的电力电子负载模拟系统,取代了传统交流传动平台对各类电机供电电源进行测试。本文首先分别建立异步电机和同步电机的动态数学模型,采用Adams数值法,获得电机实际接入时的电流状态。鉴于电机动态变化时,其电流波形存在非重复性的暂态过渡分量,故采用PI控制器控制功率变换器的输入电流准确跟踪指令电流,使变换器具有与实际电机相同的端口特性。对异步电机的空载启动,突加负载以及同步电机的闭环启动等典型工况进行了模拟,仿真和实验结果表明,该负载模拟系统能够灵活高效的模拟交流电机的端口特性,验证了本方案的有效性。 展开更多
关键词 电机驱动器 电力电子负载 异步电机 同步电机 PI控制器 电机模拟器
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基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模 被引量:68
18
作者 纪志成 薛花 沈艳霞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期384-389,共6页
在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异... 在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。 展开更多
关键词 交流异步电机 仿真建模 MATLAB 矢量控制
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电能质量扰动对异步电动机特性影响的分析与仿真研究 被引量:14
19
作者 李国栋 金焱 +1 位作者 顾强 徐永海 《继电器》 CSCD 北大核心 2007年第2期49-54,共6页
建立了不同电能质量扰动情况下异步电动机的模型,分别在理想供电电压、三相电压不平衡、电压畸变、电压偏差与电压暂降情况下,对异步电动机的工作特性进行了分析,对异步电动机转矩、转速以及运行效率等与不同程度电能质量扰动之间的关... 建立了不同电能质量扰动情况下异步电动机的模型,分别在理想供电电压、三相电压不平衡、电压畸变、电压偏差与电压暂降情况下,对异步电动机的工作特性进行了分析,对异步电动机转矩、转速以及运行效率等与不同程度电能质量扰动之间的关系进行了仿真研究,并对有与无相位跳变、发生单相以及三相电压暂降时,电动机转矩与转速的变化进行了详细分析。结果表明,在非理想情况下,电机的输出转矩中会出现不同程度的脉动或振荡转矩,电机的启动时间与转速等均会发生变化,从而对电机运行带来不利影响。 展开更多
关键词 电能质量 异步电动机 转矩 转速 仿真
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基于单片机的晶闸管电子软启动器设计 被引量:14
20
作者 王晓军 徐鹏 +1 位作者 段景春 梁海洪 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第3期447-450,共4页
为了减小异步电动机启动过程中对电网的冲击,消除传统降压启动设备对异步电动机的冲击,改善异步电动机的启动特性,提出一种以AVR8535单片机为核心高性能的异步电动机软启动器。利用单片机控制集成脉冲触发器TC787的移相电压来产生6路脉... 为了减小异步电动机启动过程中对电网的冲击,消除传统降压启动设备对异步电动机的冲击,改善异步电动机的启动特性,提出一种以AVR8535单片机为核心高性能的异步电动机软启动器。利用单片机控制集成脉冲触发器TC787的移相电压来产生6路脉冲触发晶闸管,实现电机的软启动。在电机启动与运行过程中利用单片机对电机缺相、欠电压、过电压、过载故障进行检测,保护电机。通过实验测试,可实现对电阻及电机的保护功能。 展开更多
关键词 异步电动机 晶闸管软启动器 AT90S8535 TC787
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