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电机英汉翻译

IEEETRANSACTIONSONINDUSTRYAPPLICATIONS,VOL.29,NO.1,JANUARYPEBRUARY1993

解耦控制的推力和引力

一个LIM使用空间矢量控制变频器

absfruct的磁悬浮车辆的新的控制方法

采用直线感应电机的描述。

它们可以生成

推力和吸引力。

所选择的电压矢量

适当的PWM逆变器之间的解耦控制

实现推力和吸引力。

构建一个模块

由四个线性感应电动机。

磁悬浮控制可以

通过检测的间隙长度和控制

每个直线感应电动机的吸引力。

超声波

传感器使车辆停止在任何需要的位置

使用改性滑模控制。

推力和引力之间的解耦控制

实验证明，小模型。

的波动

差距逐步改变推力的长度是小于0.1毫米。

这将是适合低速车辆，如城市公交

系统。

一，导论

0解决现代运输系统的问题

T等噪声，振动，速度快，爬坡限制

之间的铁路和车轮的滑移，磁悬浮

车辆已在许多国家积极发展。

这

车辆具有高速，低噪音，和能力的优劣

运行在陡峭的斜坡和急转弯。

磁悬浮车辆中的应用

广泛，从高速运输系统，以低

高速城市交通系统。

城市轨道交通系统，

一个简单的结构是必不可少的，以尽量减少成本

车，马车上有多少影响。

然而，

悬浮磁铁一般分开安装

直线感应电机（骅），即使磁

磁悬浮列车采用直线电机的具有结构简单[11。

在本文中，我们尝试把悬浮磁铁

控制的LIM的磁通量。

车辆可以

实现悬浮和推进独立的力量

为了实现他们，之间的thrus的解耦控制

和吸引力，必须控制的力量。

ţ

简化控制，推力和引力controlle

通过选择最佳的PWM开关矢量

转换器。

对于舒适的乘坐滑模控制adopte的

位置控制，使与almos的定位

恒定的制动力量。

模块和铁路的原型被建造

实验。

从测试的结果，它是明确THA

了纸IPCSD92-7，由工业驱动届委员会批准

IEEE工业应用学会介绍，在1990年工业有限公司

应用协会年会，西雅图，华盛顿，10月7-12。

一，高桥是电气和电子系统部

工程，长冈科技大学，长冈，日本。

华IDE是，日本三洋电机有限公司，上田。

IEEE记录号码9204182。

完全可以实现解耦控制。

建议

车辆被证明是非常简单和执行城市

交通系统。

11。

施工车辆

为了减少重量的身体和跟踪，这是更好地支持

与车辆分隔图所示的几个模块。

1。

图2显示了24公斤的试验模块的外部视图

和4-M-longrails。

图3显示模块结构，

其中四个Lim的铝四个角落上安装

架，四导辊附着在外面

林氏的。

帧的厚度为10毫米，其中

使重量轻，挠的建设。

林氏

0.5毫米厚的层压核心构造，有三个

俯仰和一个Y连接三相绕组。

由于

小模块，极点和相每极槽数

要设计2P和1slob'pole阶段，分别。

Rails的有10支持无间隔每0.4米

梯度，曲线，或不能。

正如图所示。

3，他们有一个

0093-9994/93$03.0001993IEEE

IEEETRANSACTIONSONINDUSTRYAPPLICATIONS,VOL.29,NO.1,JANUARYFEBRUARY1993

1毫米厚的铜组成的化合物建设

板和一个9毫米厚的铁板。

为简单起见，铁板

有没有分层，作为一个次要的作用和铜板

导体的直线电机。

典型的差距之间的铁路长度

被设计为3毫米。

表一显示的规格

模块和铁路。

间隙长度G和它的变化加速d2g/dt2

检测，分别由四个长度和加速度传感器

连接到模块的四个角落。

传输类型

照片灭弧受雇于检测间隙长度

两侧之间的模块和一个遮阳板

铁轨。

用加速度传感器是压电式

可以受潮发生模块的自激振荡

之间的铁路支持，低轨道刚度

因为结构薄弱。

超声波传感器可用于检测绝对

模块的位置。

被安装在发射端

模块，并在接收端被安装在地面上

（在地板上）。

额定频率为40千赫和设备

可以检测数米的距离，它的准确性

5毫米。

四个PWM逆变器是用来激发这四个LIM，

分别。

电流可以自主确定

控制引力和推力。

这些逆变器

设置模块，因为他们的体重分别

在实验用电缆连接到模块

系统。

111。

之间解耦控制

推力和ATIRACTIVE力

推力Ft和正常的力F，一个LIM，写成

[2]：

Ft=APO/~’SRmJ,2/{P?

+（SRmPc）’}

（1）

F,=APO/~.{1-（sR~）~}J~~/{P?

+（SRmPc）’}

（2）

哪里

一个Lim的核心领域

口误

室磁雷诺数

J，初级电流密度的最大值

PS，间隙长度的PC功能。

在低转速，直线电机可以被视为是等效

异步电动机[3]。

使用相同的参数

异步电动机的方式之间的关系

初级电流密度J的最大价值，

有效的值可以是主磁链

表示如下：

哪里

K系数

国际扶轮，R2的初级和次级绕组电阻

L11，L22的小学和中学的自感

中号的相互电感

W的功率源的角频率。

（2）当F>0，它的吸引力工作。

在

这种情况下，SRM<1时，和正常的LIM行为的力量

吸引力的一个。

图4显示了引力和推力

与滑频率在不断的主磁链。

当滑差频率的增加，推力增加几乎

在滑差频率的比例，但吸引力

减小。

TAKASHIANDIDE:

DECOUPLINGCONTROLOFTHRUSTANDATTRACTIVEFORCE

如前所述，推力之间的解耦控制

引力和PWM逆变器应用。

通过

选择电压矢量PWM逆变器，推力

可以独立控制，因为和吸引力

三相系统有两个独立的控制能力。

图5显示了PWM逆变器的示意图

驱动系统。

通过萨的切换功能，锑，钪，

其价值相当于开启和关闭，分别以1和0，

初级电压矢量VL表示如下。

根据切换模式的组合，

电压矢量指定的8种载体，

如图。

6。

一个D-Q符号代表

场的直线电机。

主磁通联动的直线电机矢量

给出如下：

假设小Rlil初级绕组的电压下降，

在第六方向移动1美元的速度轨迹

六的幅度成正比。

的幅度

主磁链1$11可通过选择控制

电压矢量。

（2）及（3），引力所示

是成正比1112美元;因此，是可以控制的力量

磁通轨迹的半径。

另一方面，利率

滑的幅度是成正比的推力增加

[4]。

由于模块的响应速度是非常缓慢

推力比较，它可以迅速改变的

主磁链的旋转速度。

图七是变化的推力和吸引力

当电压矢量选择的主要方面

玛丽磁链矢量在某些瞬间。

例如，

假设选择电压矢量VI，

折痕慢慢为时间常数决定从

绕组电阻和令人兴奋的电感，都

引力和推力减少。

假设v2是SE-

所选，滑差频率恒定的幅度增加

主磁链，推力增加，但

吸引力下降。

因此，解耦控制之间

实现电压矢量推力和引力

依靠推力和吸引力的必要性

强制。

图8显示了一个最佳的开关表的例子

存储在ROM.The推力和通量的误差比较

和数字化的迟滞比较，结果71

美元和获得访问交换表。

他们指出

推力和引力是否有必要或没有，

分别。

推力的极性决定的F/B

信号。

信号EN为1美元的地区，这是获得

比较$DL每个骅都有自己的最佳

交换表。

IV。

运动控制模块的

图9显示的补偿框图利

itation系统。

每个骅差距的长度是受

两个阶段的PD控制器。

自振荡模块

加入加速到PD输出阻尼

间隙长度的计算。

由于铁路的坚固的一部分，

我控制器不能受聘于个别控制器;

因此，在图所示。

9，只有平均值的差距

长度补偿由我控制。

增加输出

主磁链的命令。

在引导系统，每个直线电机的推力控制

不generatethe偏航回转的时刻。

为了防止的那一刻，

它是必要的平衡左侧的推力的总和

权。

因此，迟滞比较

F/B和图71。

8必须修改，如图所示。

10。

FA，FB，FC和FO是每个直线电机的推力，而

FL=足总杯+的FB和FR=FC+FD推力的总和

左边和右边，和F=足总杯+FB+FC+FD是

整个模块的推力。

在加速或减速的持续时间，模块

推动不断推力。

在位置控制模块

几乎恒定的推力和减速停在

理想的位置，采用滑模控制方法。

“

滑动曲线如下决定。

假设运行阻力是比较小

制动力，恒定运动方程

制动力F1可以表示如下：

其中m是模块的重量和AV是速度

错误。

当位置误差AX，AV=AX中，和（6）

改写如下;

=CO：

AX

假设斧>0和XO，这是目标位置附近，

制动力命令设置-FL接近和

设置为0的XO出发。

线性区域周围设置

滑动曲线。

由于断裂强力的命令是零

XO笔记本电脑后，C值变为零，但补偿

稳态误差，它被设置，那么在一分钟的价值有限公司，

推力命令F*成为

五，控制系统配置

图11显示了整个控制电路框图

运行的module.The控制电路组成，

推力，磁悬浮，解耦控制电路。

每个骅

驱动从一个共同的整流供电的逆变器。

如前所述，位置控制电路

安装在运行控制电路。

根据加速

ATION，减速，停止命令，推力命令

女*计算8-B单晶片微电脑8031

如图。

12。

检测模块的位置

超声波传感器，并输入微机。

估计速度U在n采样时间（）。

位置数据（n）和X（N-1）的区别

前一个样本。

命令，是否应该停止，

加速或减速，被发送到微机。

在

停止命令的情况下，进行位置控制。

的位置来判断，无论是超前或落后20

时的位置是20日之前，制动力的命令

FS和滑动曲线系数C到-F1

和C1分别。

当的位置，落后20

设置为0和CO分别。

因此，推力命令是

（9）计算。

在减速的情况下，推力

命令保持在-FB，直到速度变为零。

在

加速的情况下，推力命令设置法。

这些命令改变了，慢慢地一阶滞后

方案。

图13显示了解耦控制电路，它采用

介绍的方法，在第111条。

首要的三个阶段

w1和电流IL电压检测隔离放大器

并转移到D-Q分量，分别。

通过使用

集成的D-Q主磁链估计

公式如下：

从下面的公式得到的直线电机的推力，

对应的异步电动机的转矩：

其中7是极距长度。

正如图所示。

8，

分为六个区域是主磁通矢量方向

约确定检测的的ID1角度，IQL

3-B数字信号的ROM。

自“骅

在实验中使用的极间距只有两个绕组，

大型静态最终的效果进行了观察。

失去平衡的

吸引力之间的阶段，并使得动态

稳定性差。

到补偿的效果，三到二

相位转换电路有不同的主要收益

电流传感器被聘用。

其中，GA，GB，和G，是为各阶段的收益

电流。

约从idlr计算

iqlr。

实在是太复杂，估计磁链，

尤其是在低频率。

一般来说，推力是非常

在与引力比较小，主

因此，

前几乎等于给我1美元的一磁化量

推力比对实验的吸引力

一个是0.0446;因此，这种近似的错误

可以忽略不计。

1411与主磁通

通过迟滞比较器的命令和数字化。

如图最佳的开关表。

8记忆

上ROM，其地址信号F/B，T〜L（T），4，

8。

这些信号后访问的ROM，最佳

电压矢量PWM逆变器直接选择。

六。

实验结果

图14显示了阶跃响应的间隙长度contro

从3.12到2.88至3.12毫米的电路改变。

没有overshoo

在这个实验中观察到。

图15显示了最终效果的补偿结果。

无花果

15

（一）初级电流矢量轨迹时thrus

命令同时制约模块。

图15（二

补偿的结果显示

（一）。

吸引力

C相是由最终的效果，相电流

C具有通过调整增益相同的水平减少

因此，初级电流的轨迹成为椭圆形

但最终效果补偿电路的输出变为

近圆形。

磁悬浮系统将不会受到影响，

趋于稳定。

图16（a）所示的推力和间隙长度的波动

停止条件下。

据观察，推力

控制是几乎恒定和波动的差距

长度控制在f0.1毫米。

图16（B）显示

间隙长度的thrus的阶跃变化的响应

命令。

波动的间隙长度是0.1毫米左右

和足够的解耦控制，可实现。

图17显示模块的动态行为。

“

起伏波动是rt0.2毫米，轧辊是0.1“，和

间距约0.03'。

图18显示位置控制的瞬态响应。

减速时的速度下降率几乎是

常数。

结果表明，位置控制是可能的

不断bralung力量，以得到更精确的精度，

背后莫宁制动力减弱。

由于穷人

超声波传感器的灵敏度与频率

40千赫，定位精度是有限的范围内

关于F5毫米。

TAKASHIANDIDEDECOUPLINGCONTROLOFTHRUSTANDATTRACTIVEFORCE

七。

结论

在本文中，一个新的磁控制方法列弗

itation车辆使用骅。

它采用解耦

由一个直线电机来控制推力和引力之间的

简化的模块结构。

它是通过选择

PWM逆变器的电压矢量。

下面的结果

已获得：

通过控制的直线电机的推力和吸引力

PWM逆变器，瞬态变化的差距

在推力命令阶跃变化的长度

小于0.1毫米，并有足够的解耦控制

实现。

为了验证所提出的控制方案，原型

模块和铁路的修建。

作为一个结果

测试，实现稳定的运动控制与升沉

f0.2毫米之内，和轧辊，并在0.1间距“。

采用一种改进的滑模控制。

位置

由超声波传感器，位置检测

使用一个单片机进行控制。

内F5毫米的精度。

致谢

作者想表达他们的感谢

长冈大学电力电子实验室成员

三洋电机有限公司的技术和M.山田

参考

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在PROC。

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ZNT。

CON$ELEC。

驱动器，第一卷。

3。

出生高桥功（M'glSM'92），在日本

1942年3月10日。

他收到的B.S.学位

在1966年和博士在1971年的程度，无论是在

从东京工业大学电气工程，

技术。

他是一个助理教授在东京

技术研究所从1971年到1975年和

宇都宫大学副教授

1975年至1978年。

他是一个客座副教授

美国威斯康星大学于1982年。

自1978年以来，他

一直是副教授，现在是一个机电工程教授

与电子科技大学系统Engineenng

日本长冈。

他目前的研究兴趣是在高功率的最佳

控制（尤其是电机驱动器），电力有源滤波器，飞轮储能

系统最优控制的PWM逆变器，高频电源系统，

提高功率因数整流器。

井出有治是1961年12月9日，在日本角。

他收到的M.S.学位电器及电子

TRONICS体系工程从长冈大学

于1990年，日本新泻，技术电视大学。

在1990年，他加入了三洋电机有限公司，

日本长野县。

他目前的工作是在

电机控制。