对电机电流的采样在电机的矢量控制系统中至关重要。在一些要求低成本、体积小的交流传动系统中,通过对直流母线电流进行单电阻采样,进而完成电机相电流的重构十分具有吸引力。在分析电机相电流与直流母线电流以及逆变器不同开关状态之间的对应关系的基础上,给出了一种简化的基于单电阻采样直流母线进行电机相电流重构的方案。通过MATLAB进行仿真验证,证实了该算法的正确性与可行性。

利用Ansoft Maxwell软件对矿用永磁耦合器建模仿真,得出气隙越小转矩越大且转矩随转差率的变化类似于异步电动机机械特性的结论,分析了通过调节气隙大小,实现调速控制的可行性。提出永磁耦合器调速机构的整体设计方案,并对目前煤矿生产中常用的几种调速控制技术进行了分析对比,揭示永磁传动调速更适合井下恶劣环境的特点。最后探讨在泵类负载上采用永磁耦合器控制转速,可产生显著的节能效果和经济效益。

针对矿井提升机所用电励磁同步电机的高性能控制,研究了一种基于气隙磁链定向的电励磁同步电机变频调速系统。对所采用的基于气隙磁链定向矢量控制原理进行了阐述,在此基础上给出了电励磁同步电机变频调速控制系统,给出了气隙磁链观测器常用的3种数学模型,并进行了分析。设计了一套基于DSP和FPGA的电励磁同步电机控制系统。此系统能实现对电励磁同步电机的数字化、高性能、高可靠性控制。

探讨了永磁直线同步电机的数学模型,在同步电机、交交变频器和磁场定向控制系统方程的基础上,给出了永磁直线同步电机磁场定向控制数学模型,并用Matlab软件进行了仿真分析。

介绍了矿用永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制技术原理,在matlab环境下建立了仿真模型,试验结果表明直接转矩技术,能够有效地减少电机磁链和转矩的脉动,采用直接转矩控制技术的永磁同步电机具有较宽的调速范围、良好的动态和稳态性能。该电机控制方案可广泛应用于煤矿空气压缩机、压风机、水泵等设备。

传统一阶滑模观测器通过估计反电动势实现系统无位置控制,该系统存在较大的高频颤振,且速域相对较窄。基于此,通过设计二阶滑模观测器,估计出扩展反电动势,利用锁相环得到转速和位置的估计值。仿真结果表明:该算法能有效减小系统中的颤振、提高估计精度、简化系统结构、拓宽速域,增强系统抗干扰能力。

为了提高矿用隔离开关分断试验安全性,缩短产品检验周期,提出基于无刷直流电机机构技术。在分析煤矿机电事故状况和矿用隔离开关结构、工作原理基础上,对手动机构、气动机构工作过程和缺点进行详细分析,通过反力曲线分析得到电机机构输出转矩趋势,设计电机机构电磁结构;并建立有限元仿真模型,对电机空载电流、空载磁链、空载转矩及负载转矩进行仿真分析。

针对大功率可调速型盘式磁力耦合器运行时,永磁体温度过高且易失效的问题,采用磁路法对导体转子的涡流损耗进行了理论推导,利用有限元软件对大功率高负载工况下的磁力耦合器永磁体稳态温度场进行了研究。研究结果表明,随着转差增大,磁力耦合器中的永磁体温度呈现出逐步增大的趋势;随着磁力耦合器气隙距离的减小,永磁体的最高温度逐步升高;当磁力耦合器的转差在180r/min以下,气隙不小于18mm时,其永磁体温度将保持在55℃以下,永磁体的最大磁能积和剩磁几乎不受影响,可保证磁力耦合器正常高效工作;当磁力耦合器处于大功率高负载工作状态下,气隙距离对永磁体的温度状态影响显著,当转差为180r/min,气隙小于15mm时,永磁体温度将急剧上升,当气隙减小至3mm时,永磁体的实际最高温度将达到180℃以上,剩磁相比于室温下降接近20%,最大磁能积下降约45%。该研究成果对大功率磁力耦合器温度场研究具有一定的参考意义。

磨料的各项参数是磁性研磨光整加工技术的关键工艺参数之一,磨料的物理化学性质直接影响磁性研磨的加工效果,通过实验研究,针对黏结性磨料,分析了磨粒的密度,磨粒的磁饱和强度的变化规律,以及加工过程中磨料的填充量,配比对加工效果的影响情况,得出了一组实验数据和曲线,实验表明,在上述参数中选择一组最优数据,是提高磁性研磨加工质量的根本保证。

通常用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量输电线路的耐雷性能和安全性。为了提高其计算精度,利用电力系统电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对跳闸率进行仿真计算,并结合目前带单避雷线和使用上字型直线塔的现状,改进了常用的电气几何模型(EGM)绕击特性分析方法。对比分析结果表明,改进后的计算方法和计算结果更加符合实际情况。同时对比分析了耐雷水平对跳闸率的影响,并对110kV输电线路提出改善耐雷性能的措施。