永磁机构的控制简介
永磁机构的控制
一、永磁机构控制发展概况
1、断路器操作机构的发展。高压开关的一个最基本性能就是机械可靠性，断路器的全部使命，归根到底是体现在触头的分、合动作使，而分、合动作又是通过操动机构来实现的，因此操动机构的工作性能和质量的优劣，对高压断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。操作机构的发展经历了几个重要阶段：电磁机构、弹簧机构、永磁机构。最早的电磁机构，由于对电源要求较苛刻——需要专用的大容量电源屏供电，并且操作时冲击大，操作时间长，而逐渐被市场所淘汰，取而代之的是弹簧操作机构。其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，对电源无冲击，因此在近些年得到广泛应用。但弹簧机构也有其自身不可刻服的缺点：零件数量多，要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品可靠性不易保证。研究表明,开关设备的故障率和其零件的数量成正比，弹簧操动机构的结构比较复杂，零件数量多（约为200个），要求加工精度高、制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构，电磁操动机构的优点是结构简单，零件数量少（约为120个），工作可靠，制造成本低，其缺点是合闸线圈消耗的功率太大，因而要求用户配备价格昂贵的蓄电池组，加上电磁机构的结构笨重，动作时间较长。真空断路器之所以如此迅速发展，在于其真空灭弧室优异的开断特性，使其电寿命大大增加。真空断路器的灭弧室动触头行程小，要求分闸速度高。动静触头合闸时为平面接触，为了防止真空断路器在短路时触头被强大的冲击力斥开，动静触头间要施以较大的触头压力，这样也有利于提高分闸速度。真空灭弧室的优异性，使其机械及电寿命从传统的两千次跃增为上万次，沿用传统断路器操动机构很难体现出其高寿命、高可靠性的优点。因此需要一结构高度简化、节能和高可靠性的机构来满足真空断路器的驱动要求。永磁操作机构的出现就是为了解决这一问题，为研制新一代免维护断路器奠定了基础。从永磁机构的结构上可看出，其元件极少，动作过程简单，用其做的开关零件比弹簧机构减少80%，从而保证运行中的故障率极低，基本可达到免维护。另外其寿命特长，超过十万次，这就为研制真正免维护超长寿命的真空开关奠定
了良好的基础。近几年来，永磁机构在12kV电压等级的断路器上已广泛应用，表明其与真空灭弧室配合的优点是非常明显的。
2、永磁机构发展遇到的问题。永磁机构本体的可靠性同弹簧机构相比有非常明显的提高。但是其应用和推广过程中也遇到了一些问题，导致其推广应用受到一定程度的限制。如何解决好这些问题成为永磁机构发展和推广应用的关键。永磁机构推广遇到的最大的问题是控制回路的问题。由于控制回路的设计不合理，可靠性较差使得人们对于永磁机构的可靠性产生了怀疑。可以明确的讲：永磁机构相对于弹簧机构可靠性的提高是勿容质疑的。因此，设计和采用高可靠、高性能的控制装置成为永磁机构发展的关键和难点。
3、永磁机构控制回路主要功能永磁机构本身设计的简单化，使得控制回路相对复杂，将机构本身可靠性的要求转移到控制回路。控制回路的基本功能有：A、为永磁机构提供分合闸能量；B、接受控制信号；C、机构状态监测功能；D、通过逻辑判断进行分合闸操作。控制回路的辅助功能有：A、操作电压监视；B、防跳功能；C、通讯功能；D、告警功能等。
4、控制回路的发展永磁机构控制回路通过不断的发展，取得了不少可喜的成果，其可靠性也在不断的提高。控制回路的发展经历了从普通继电器控制方式向大功率电力电子器件控制方式转变的过程。普通继电器控制方式采用直流继电器控制分合闸线圈，来达到控制开关分合闸的目的。继电器控制方式存在体积大、寿命短、延迟时间长、节点粘连等问题，因此其使用受到了很大的限制。大功率电力电子器件控制方式从器件的应用上看又分为：MOSFET开关管和IGBT开关管。该方式由于一般采用单片机的设计方案，因此其具有以下优点：体积小、功能强大、延迟时间短、寿命长等。基于上述优点该类型的永磁控制器获得了较为广泛的应用。但是，由于电力电子器件耐受电压电流冲击的能力较低，如果保护电路不完善这些器件是非常容易顺坏的。在当前永磁机构断路器出现的故障中该器件损坏占据了较大的比例。因此，采用什么样的方法来保护该类器件成为永磁机构控制器设计的重点和难点。
二、永磁控制要解决好的几个问题
1、可靠性永磁机构控制要解决的首要问题是可靠性的问题。当前永磁开关推广的一个比较大制约因素就是控制回路的可靠性问题。通过电路的优化、器件的筛
选、保护电路的完善等手段解决控制回路功率电力电子损坏的问题。必须通过几方面的协调才可能达到理想的效果，在这方面我们做了大量的工作，积累了丰富的实验数据，找到了比较好的办法，从而提高了控制设备的可靠性。
2、抗干扰性永磁机构控制器有的安装于断路器本体部，在开断故障电流时控制器所受到的电磁干扰是非常恶劣的，因此作为断路器的控制设备必须具有很高的抗干扰性，才能保证断路器的正常动作，否则就会出现断路器误动或拒动的问题，这是必须要避免的。一般要求控制器产品因该满足下列标准中较为严酷的干扰等级。
A、脉冲干扰GB/T 14598.13(IEC255-22-1)标准
共模： 2.5kV/1MHz/2s 2.5kV/100kHz/2s
差模： 1.0kV/1MHz/2s 1.0kV/100kHz/2s
B、静电放电干扰GB/T 14598.14(IEC255-22-2)标准
C、辐射电磁场干扰GB/T 14598.9(IEC255-22-3) 标准
D、快速瞬变干扰GB/T 14598.10(IEC255-22-4)标准
E、浪涌试验GB/T 17626.5(IEC 61000-4-5)标准
F、传导电磁场干扰试验GB/T 17626.6(IEC 61000-4-6)标准
3、抗震性对于永磁控制器的抗震性的要求，可以分为两个等级。置于断路器本体的永磁控制器必须具有非常高的抗震性，因为断路器在分合过程中的震动还是相当大的，如果忽视了对于抗震性的要求，断路器产品的可靠性肯定会受到很大的影响。对于同断路器本体分离安装的控制器来讲，其抗震性的要求要地一些，一般情况满足通常设备的抗震性即可。
4、小型化小型化是当前控制设备的发展的必然趋势，同时为了满足控制器置的要求也必须小型化。小型化就要求采用新的控制方式、新的器件、新的控制原理。采用集成度较高的单片机和大功率电力电子器件，是控制器小型化的主要手段。
三、控制回路组成
1、电源部分
永磁操作机构由于取消了储能部件，所以其操作功还是比较大的。电源部分是控制回路中核心的部分，当前控制回路的许多问题都是由于没有处理好电源部分的
问题引起的。电源部分一般有两部分组成：功率变换部分和储能电容。储能电容应当选取可靠性高、性能稳定的产品。功率变换可以分为整流变换模式和开关电源模式。整流变换模式一般由工频变压器、整流桥和限流电路组成，虽然这种电路成本低、可靠性高，但是其输出电压波动较大、输入电源只能为交流、功能简单，因此不能完全满足永磁操作机构的要求。开关电源模式的功率变换回路实际上是工作在开关模式的DC/DC或AC/DC电源，这种电源工作围宽、输出稳定、交直流兼容，可以完全满足永磁操作机构的要求。为了满足永磁控制回路可靠性、抗干扰性、抗震性、小型化的要求，应该采用模块化、全灌封、密闭金属外壳的模块电源。
2、逻辑判断部分
该部分的主要功能通过采集和判别开关的状态、操作电压的情况、输入控制信号等外部状态，然后进行计算、逻辑判断、系统自检等得出进一步动作类型，通过电力电子器件、继电器等输出控制脉冲或信号等。该部分的实现一般采用单片机的方式，也可采用模拟电路或可编程逻辑器件实现。该部分主要是解决好判断逻辑的正确性、程序的稳定性、电路抗干扰性等问题。永磁控制的一些附加功能可以由该部分实现，如：防跳功能、操作电压监视、通讯功能、告警功能等。
3、主控制回路部分
主控制回路部分的主要功能就是接受分合闸控制信号，将分合闸电压电流施加于分合闸线圈，从而实现分合闸的目的。该部分的的主要问题是解决好功率器件的保护问题，保证控制回路的可靠性。可以通过电路的优化、器件的筛选、保护电路的完善等手段解决控制回路功率电力电子损坏的问题
永磁断路器与二次系统接口
1、引言
真空断路器的驱动元件——操动机构，从最初的电磁机构，发展到现在广泛应用的弹簧操作机构，以及近年来出现了永磁机构。随着永磁材料、制造技术、
控制技术的进步真空永磁断路器在中低压领域特别是在频繁操作的场合获得了广泛的应用和用户的好评。但是由于真空永磁断路器本身的一些特点同弹簧操作机构的差别，在永磁断路器的推广应用过程中遇到了一些同二次系统接口方面的问题。这些问题的存在制约了永磁机构本身特点的发挥和其进一步的推广应用。必须解决好永磁断路器同二次系统地接口问题，才能更好的发挥永磁机构自身的特点和进一步的推广应用。
当前永磁断路器同二次系统接口存在的主要问题，实际上不是技术的问题，而是同现在广泛应用的弹簧操作机构断路器的兼容问题。从设计角度讲，永磁机构断路器简化了同二次系统地接口，但是由于二次设备生产厂家、工程设计人员、产品使用人员对于永磁断路器的特性和应用还不是特别熟悉，在认识上还不是特别清楚，总是用弹簧断路的接口方式来套永磁断路，造成一些应用上的问题，增加了故障点降低了永磁断路的整体可靠性。因此，正确认识永磁断路器同二次系统地接口问题，对于永磁断路器特点的发挥和扩大应用有着非常重要的意义。
2、当前电力一次开关设备同二次系统的接口
对于一次开关设备同二次系统的接口方式可以从一次和二次设备两方面分
别来说明。一次开关设备对外接口主要有以下几部分：一、合、分闸控制回路；
二、电流、电压变送回路；三、位置指示回路。二次系统同一次开关设备主要接口是通过微机综合保护装置来完成的，微机综合保护装置对于一次开关设备对应的接口进行相应的采集和控制，包括：一、控制开关动作；二、采集开关上的电压电流量；三、采集开关工作状态。
对于一次开关设备的接口，由于弹簧机构在当前的开关设备中占据了绝对的优势，这里以弹簧开关作为例子说明一次开关设备的接口方式。图一为典型的弹簧开关二次原理图，根据该图对一次开关设备的接口进行简要说明。
图中合闸回路由合闸线圈、辅助开关、防跳继电器、整流桥及有关的接点组成。合闸过程为：在开关分位，辅助开关常闭接点接通，当开关接到合闸控制电压后驱动合闸线圈动作触发开关进行合闸，开关合闸完成辅助开关常闭接点断开切断合闸电流，从而完成合闸动作。防跳继电器主要是在合闸控制电压未消失前，闭锁合闸回路，防止开关跳闸后继续合闸。
图中跳闸回路由跳闸线圈、辅助开关、整流桥组成。跳闸过程为：在开关合位，辅助开关常开接点接通，当开关接到跳闸控制电压后驱动跳闸线圈动作触发开关进行跳闸，开关跳闸完成辅助开关常开接点断开切断跳闸电流，从而完成跳闸动作。
图中开关位置指示是通过辅助开关直接引出，通过常开、常闭接点表示开关位置。该图中没有电压电流变送回路，一般情况户外开关会根据要求添加电压电流变送回路，而户开关由于其安装于开关柜，电压电流变送回路作为柜元件而不作为开关元件。电压电流变送器件当前一般采用普通的电磁式变送器，输出信号一般为1A、5A、100V、220V等。对于弹簧开关来讲当前国外从原理上、应用习惯上没有大的差别，区别仅在具体产品上的区别，因此就不再区别进行介绍了。
图一 VS1开关二次原理图
电力设备二次系统同一次设备的接口国外、国不同厂家之间、应用于中高压设备和低压电器设备有较大的区别，下面简要的介绍一下较为常见的一些做法，作为讨论接口问题的例子。因为现在一次设备开关大部分为弹簧操作机构，故而绝大多数国的二次设备（目前大多数采用“测量、保护、控制、信号”四合一的微机综合保护装置）的接口设计是根据弹簧操作机构的要求和特点进行控制回路的设计，同时根据设备运行的情况又不断地添加了一些反事故措施造成控制回路
复杂，与开关设备的某些功能重叠最典型的如防跳回路。国外的二次保护设备的接口相对比较简单，大部分为空接点输出。下面简要介绍一下各自的特点。
电力二次控制保护设备同一次开关设备的接口主要涉及到：动作控制、信号采集、模拟量采集的问题。
①动作控制主要是二次保护设备通过输出控制电压信号来驱动开关动作。保护设备为了控制开关动作（合闸、分闸），一般要有合闸继电器（有的还分为遥控合闸和保护合闸继电器）、分闸继电器（有的还分为遥控分和保护分继电器）。由于开关设备合分闸控制需要的控制电流比较大（1A~5A），电压比较高
（24V,110V~220V，直流/交流）如果开关拒动或是回路中的辅助开关故障，就需要保护设备切断该电流，但是一般的继电器的接点容量无法完全满足上述需要，故而不同厂家采取了很多办法解决该问题。许多措施的应用保证了保护设备的可靠性，提高了系统的稳定性。但是这些措施的应用并不适合其它非弹簧操作机构的一次开关设备，是造成当前永磁操作机构在应用中同二次设备接口不匹配的主要原因。国二次设备厂家为了解决继电器接点容量不足的问题一般采取增加跳闸插件（回路）的办法，图二为一典型的保护设备跳闸插件原理图。从图中可以看出，保护设备为了解决继电器接点容量不足的问题采取的办法是增加了控制回路的电流保持功能。简单的讲就是在控制回路增加了电流型继电器（HJ、TBJ），该继电器的功能就是一但控制回路有电流流过该回路就一直接通直至电流消失，这就保证了由于继电器接点容量不足而引起的节点损坏。这样的解决办法实际上是由于国产业分割二次保护设备和一次开关设备一般不是同一厂家供货造成的，该办法并没有从根本上解决问题，只是二次保厂家为了保证自身设备可靠性而采取的办法。如果开关设备拒动或是辅助开关粘连，未采用该办法可能烧毁控制继电器以及合分闸线圈，采用该办法的直接后果就是合分闸线圈的烧毁。同时保护设备为了保证控制的可靠性，通过合分闸回路来检测开关合分闸位置，这样就可以进行控制回路检测，因为合闸回路合分闸回路必定有一个是通的如果两个回路都不通证明控制回路断线。
图二保护装置控制回路原理图
二次保护设备为了同一次开关设备控制回路接口匹配、为了适应不同的控制电压（110V，220V，交流，直流）等，需要不同控制电路和参数，造成保护设备规格不一调试麻烦，没有统一的标准等，至今仍然存在好多的问题。但是国外的保护设备很少采用类似的解决办法，施耐德S80、S40、S20、ABB SPJ140系列、SEL系列、阿尔斯通MicomP系列、西门子7SJ系列都是继电器直接出口，没有相应的保持电路。
②信号采集主要是通过采集开关设备辅助开关的通断情况来判断开关有关的状态，如：开关合位、开关分位、储能状态等。二次保护设备采集电路主要是通过光电耦合器件实现开关量的。
③模拟量采集主要是通过将电压电流变送器输出的转化为AD变换电路能够识别的电平信号，通过AD变换将该电平转换为数字信号供二次保护设备CPU进行数字处理，然后确定相应的动作。
3、新型永磁断路器同二次系统接口的方式
真空永磁断路器因其高可靠性、免维护性等逐渐获得了用户的喜爱，应用围不断扩大，但是其又有本身不同于弹簧机构断路器的特点，在应用过程中遇到了很多同二次设备接口问题。为了更好的推广真空永磁断路器必须要解决好其同二次设备的接口问题。前面也提到了永磁开关其实是简化了二次保护设备对于接口的要求。永磁开关因其控制方式的不同其接口方式也有区别，当前永磁断路器主要的控制方式主要分为：接触器控制方式和电子控制器控制方式。
接触器控制方式永磁开关，通过接触器触点接通或断开永磁机构合分闸线圈的电流来实现合闸合分闸过程。对二次保护设备来讲合分闸回路就是接触器线圈串入相应的辅助开关，保护设备的控制电压信号通过辅助开关送给接触器线圈，开关动作到位后通过辅助开关切断接触器回路。该方式可以将接触器线圈看成是弹簧操作机构的合分闸线圈，接口方面同弹簧开关基本没有大的区别。该控制方式由于采用了接触器元件，接触器的性能、可靠性无法同永磁机构相匹配，同时还存在烧毁机构线圈的问题，另外接触器体积较大安装不方便，因此应用该控制方式的永磁断路器在永磁断路器中所占的比例较少且在逐渐减少。
合闸位置检测
分闸位置检测
手动合闸控制
遥控合闸控制
手动分闸控制
遥控分闸控制
光电隔离
开入
操作电压
EMI抑制
隔离、放大、比较
逻辑判别互锁回路告警回路系统自检
自抗扰算法介绍报告
自抗扰算法（ADRC ）介绍报告 自抗扰控制器自PID 控制器演变过来，采取了PID 误差反馈控制的核心理念。传统PID 控制直接引取输出于参考输入做差作为控制信号，导致出现响应快速性与超调性的矛盾出现。自抗扰控制器主要由三部分组成：跟踪微分器(tracking differentiator)，扩展状态观测器 (extended state observer) 和非线性状态误差反馈控制律(nonlinear state error feedback law)。跟踪微分器的作用是安排过渡过程，给出合理的控制信号，解决了响应速度与超调性之间的矛盾。扩展状态观测器用来解决模型未知部分和外部未知扰动综合对控制对象的影响。虽然叫做扩展状态观测器，但与普通的状态观测器不同。扩展状态观测器设计了一个扩展的状态量来跟踪模型未知部分和外部未知扰动的影响。然后给出控制量补偿这些扰动。将控制对象变为普通的积分串联型控制对象。设计扩展状态观测器的目的就是观测扩展出来的状态变量，用来估计未知扰动和控制对象未建模部分，实现动态系统的反馈线性化，将控制对象变为积分串联型。非线性误差反馈控制律给出被控对象的控制策略。系统结构框图如图1 图1 过程和扩张状态观测器方程： 1y x =22302220(1)()*(()*(,,)*())z k z k h z k fal b u k βεαδ+=+-+1120111(1)()*(()*(,,))z k z k h z k fal βεαδ+=+-12212;()();()(,,,)x x x a t u t a t f x x t ω==+= 330312(1)**(,,) z k z h fal βεαδ+=-
典型计算机控制系统简介
典型计算机控制系 统简介 第8章典型计算机控制系统简介 本章的教学目的与要求 掌握典型的计算机控制系统的结构、特点和设计方法。
●授课主要内容 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统 ●基于数字调节器的计算机控制系统 ●基于可编程控制器的计算机控制系统 ●基于嵌入式系统的计算机控制系统 ●分散控制系统（DCS） ●现场总线控制系统（FCS） ●计算机集成制造系统（CIMS） ●主要外语词汇 Micro-Controller Unit (MCU):微控器，Digital Signal Processor(DSP)数字信号处理器 ●重点、难点及对学生的要求 说明：带“***”表示要掌握的重点内容，带“**”表示要求理解的内容，带“*”表示要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统*** ●基于数字调节器的计算机控制系统*** ●基于可编程控制器的计算机控制系统** ●基于嵌入式系统的计算机控制系统** ●分散控制系统（DCS）** ●现场总线控制系统（FCS）* ●计算机集成制造系统（CIMS）*
●辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT） ●复习思考题 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统 ●基于数字调节器的计算机控制系统 ●基于可编程控制器的计算机控制系统 ●基于嵌入式系统的计算机控制系统 ●分散控制系统（DCS） ●现场总线控制系统（FCS） ●计算机集成制造系统（CIMS） ●参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义
新adrc自抗扰控制技术
3.3自抗扰控制技术的MATLAB仿真 自抗扰控制技术是由韩京清教授根据多年实际控制工程经验提出的新的控制理论。在传统的工业和其他控制领域，PID一直占据主导地位。目前，PID 在航空航天、运动控制及其他过程控制领域，仍然占据90%以上的份额。但是，PID自身还是存在缺陷，而韩京清教授正是出于对P1D控制算法的充分认知，尤其是对其缺陷的清晰分析，提出了自抗扰控制技术。 3.3.1自抗扰控制技术概述 自抗扰控制技术的提出是根据对PID控制技术的充分认知，扬其优点，抑其缺点而提出的。传统PID控制技术应用领域很广泛，其控制结构如图3-9所示。 图3-9 传统PID结构 其中， ? + + ? =e k e k d e k u t 2 1 ) (τ τ。众所周知，PID控制原理是基于误差来生成 消除误差控制策略:用误差的过去、现在和变化趋势的加权和消除误差。其优点有:靠控制目标与实际行为之间的误差来确定消除此误差的控制策略，而不是靠被控对象的“输入一输出”关系，即不靠被控对象的“输入-输出”模型来决定控制策略，简单易行，只要选择PID增益使闭环稳定，就能使对象达到静态指标。当然PID控制仍有缺点，其缺点如下 1、采用PID校正系统闭环动态品质对PID增益的交化太敏感，当被控对象处于变化的环 境中时，根据环境的变化经常需要变动PID的增益。 2、“基于误差反馈消除误差”是PID控制技术的精髓，但实际情况中直接取目标与实际 行为之间的误差常常会使初始控制力太大而使系统行为出现超调，而这正是导致使用PID控制技术的闭环系统产生“快速性”和“超调”不可调和矛盾的主要原因。3、PID是用误差的比例、积分、微分的加权和形式来形成反馈控制量的，然而在很多场 合下，由于没有合适的微分器，通常采用PI控制规律，限制了PID的控制能力。 4、PID是用误差的过去、现在和将来的适当组合来产生程制量的。经典PID一般采用线 性取和方法，但是实际系统多为非线性系统，所以非线性拉制器更适合实际情况。5、PID中的误差积分反馈对抑制常值扰动确实有效，但在无扰动作用时，误差积分反馈
电气控制系统简介
电厂电气专业简介 发电厂电气专业是发电厂的重要组成部分，也是电力系统的重要部分，它是发电厂联系系统的纽带，对整个发电厂和电力系统的稳定运行起着举足轻重的作用。我们厂电气专业在设计和生产运行方面都有特殊性，为了更好了解我厂电气专业的概况，特编写本专业简介。 一．电气一次部分 1. 主接线形式： ●一期工程安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——220KV线路组接入聊城北 郊变电站的220KV母线，厂区内不设电气升压站。220KV高压系统为中性点直接接地。 ●规划中的二期工程同样安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——500KV线路 组接入聊城北郊变电站的500KV母线，厂区内不设升压站。 2 . 厂用电接线形式： 2.1接地方式 高压厂用电6KV系统，高厂变及高备变中性点中阻接地，接地电流约600A，电阻值为6.06欧。 发电机中性点经接地变压器二次电阻接地，接地电阻0.59欧。 2.26KV厂用电接线： 2.2.1 高厂变由主变低压侧经封闭母线引接电源。高压厂用变压器低压侧采用分裂绕组，每台机组均设四段高压厂用工作母线，四段母线分别由两台高厂变的四个低压绕组供电。互为备用及成对出现的高压电动机及低压变压器，分别由不同变压器的相应绕组供电。一期两台机组输煤除灰的6KV负荷设两个母线段，在负荷中心附近设配电装置，分别从主厂房工作段引接，两段6KV母线之间配置有分段开关。 2.2.2 6KV厂用系统采用中电阻接地系统，接地电阻为6.06欧。开关采用XX开关厂生产的真空开关。 2.3 400V厂用电接线： 低压厂用电400V系统采用动力配电中心（PC）—电动机控制中心（MCC）的接线方式。容量为75KW以上，220KW以下的低压电动机及MCC由PC供电。容量为75KW以下的电动机由分散的电动机控制中心供电。 每台机组主厂房内设置动力配电中心，辅助车间根据负荷分布情况分区设置动力配电中心，具体情况如下： 2.3.1 汽机动力配电中心（2*1250KVA，低压厂变容量下同） 2.3.2 锅炉动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.3 电除尘动力配电中心（2*2000KV A） 2.3.4 公用动力配电中心（2*2000KVA两台机组共用） 2.3.5 翻车机动力配电中心（2*1000KV A） 2.3.6 输煤动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.7 除灰动力配电中心（2*800KV A） 2.3.8 化学水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.9 循环水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.10 动力配电中心（2*400KV A） 2.3.11工业水处理动力配电中心（2*400KV A） 2.3.12机组的检修及照明动力中心（按机炉分开） 每段400V动力配电中心均用分段开关分为AB两个半段，每个半段由一台6.3/0.4KV变压器供电。两台变压器为暗备用。正常运行动力中心分段开关断开，当一台变压器检修时，分段开关手动投入。 电动机控制中心根据负荷分布情况分散成对配置，互为备用及成对出现的负荷，分别由对应的两段电动机控制中心供电。电动机控制中心均采用单电源供电方式。对单台1、2类电动机设单独的MCC，由不同的动力配电中心双电源供电。 低压厂用电400V系统采用中性点直接接地方式。 二．主设备部分 1．发电机本体： ●发电机为XX电机厂生产的水-氢-氢600MW汽轮发电机。 型号：QFSN-600-2型
永磁操作机构控制器使用说明书
永磁操作机构控制器使用说明书 1．概述 本控制器是专门为10KV真空断路器的单线圈永磁操作机构而设计的，本产品的型号为：PMC-S型。 控制器包含控制单元和分/合闸储能电容两部分。 控制单元内含有永磁操作机构的控制逻辑，分闸和合闸线圈驱动，储能电容充电恒压，过充电截压保护等。 控制器可实施近控操作分/合闸和远控分/合闸，分/合闸遥信输出，储能电容充电恒压指示和过充电指示。可与电力系统自动综合保护联合实施各种保护分闸和重合闸操作。 控制器工作电源可以用220V交流或220V直流。 本控制器也可以免去储能电容，直接用直流屏电源（220V或110V）驱动分闸和合闸线圈。 2．使用条件 海拔<2000m 环境温度-10℃~ +55℃ 相对湿度 50%~95% 大气压 66~108kPa 运行环境中应无爆炸或可燃气体，无导电尘埃和腐蚀性气体，无剧烈振动。 交流电源电压单相220V±10% 交流电源频率 50Hz±1Hz 交流电源电压波形正弦畸变<10% 直流电源电压 220V±10% 纹波因数≤5%。 3．控制单元结构 控制单元结构见图1。图中储能电容，分闸和合闸线圈，真空断路器触头位置传感器是外接部件，其余的部分分三块印制板组装在一个箱体内。 SUP 供控制电路的稳压电源板； DRCH 储能电容充电稳压调节，过充电截压保护，分闸和合闸线圈驱动； LONCON 分闸和合闸脉冲发生，分/合闸信号输出，储能电容充电/过充电信号输出。 4．控制单元本机操作面板 本机操作面板如图2。图中 拨动开关：近控/远控切换 储能电容充/放电切换 按钮：近控操作合闸（绿色） 近控操作分闸（红色） 指示灯：合闸操作指示（绿色），分闸操作指示（红色） 充电指示/过充电（闪烁）指示
自相关仪原理简介
自相关仪原理简介 脉冲宽度是脉冲激光器的重要性能指标，利用扫描自相仪可以测量ps和fs的脉冲宽度。随着激光器的问世脉冲激光器由于峰值功率高而获得广泛的应用，目前在化学反应动力学、非线性光学、光语分析、激光加工、激光测距等科技领域都采用脉冲激光器作为光源。脉冲激光器的脉冲 宽度已从毫秒和纳秒提高到皮秒和飞秒。 关于脉冲激光器脉冲宽度的定义，对于单纵模输出，其脉冲宽度定义为脉冲高度50%的全脉冲宽度（FWHM）；对于多模输出，其脉冲宽度为最佳拟合包络脉冲的FWHM。对于一般脉冲激光器，通 常可以利用一台带宽大于350MHz的示波器，和快速光电二极管（升降时间小于1ns）进行测量。对于ps和fs脉冲激光器，则只能使用条纹相机，或扫描自相关仪进行测量。扫描自相关仪是近十多年来发 展的专门用于测量脉冲宽度的新型仪器，具有高分辫率、高灵敏度和使用方便等优点。目前已出现多 种型号的自相关仪可用于探测超短光学脉冲的瞬时宽度，提供最佳的灵敏度和分辫率，适于测量锁 模染料或蓝宝石激光器的fs脉冲和脉冲半导体激光器或Nd-YAG/YLF激光器的ps脉冲。 利用测量激光的脉冲宽度，整套系统应包括光学系统和用于控制与显示的计算机系统。自 相关仪的光学系统类似于迈克尔逊干涉仪的结构，可以有两种形式共线的和非共线的，如图所示。图中入射光脉冲经分束片分为两束光，然后分别经两棱镜反射后再次共轴输出，即为共线型。 By guruntech 显然，调节棱镜的位置可以使两束光分别有不同的光程，连续改变棱镜的位置可以形成一个脉冲序列对另一脉冲序列的扫描，形成相关函数的波形。选择倍频晶体的方向使输入光E(t)和E(t-τ)一两束 光的波矢量都稍偏离相位匹配方向，因而在单独入射时不产生二次谐波，当两束光同时入射时因合成 矢量满足相位匹配条件则产生二次信频其信号与两束光强的乘积有关，由于倍频光信号仅与两束 光强度的乘积项有关： 因此所产生的二次谐波，由光电倍增管接收并予记录。图所示则是目前应用比较广泛的非共线相 关测法，其中两光束通过透镜聚焦于晶体上，其二次谐波通过滤光片和调节光阑为光电倍增管接收 并予记录。非共线相关测量法能消除背景光，可以达到较高的测量精度。
自抗扰控制技术简介
自抗扰控制技术简介 1．自抗扰控制技术概述 1.1 什么是自抗扰控制技术 自抗扰控制器（Auto/Active Disturbances Rejection Controler，ADRC）技术，是发扬PID控制技术的精髓并吸取现代控制理论的成就，运用计算机仿真实验结果的归纳和总结和综合中探索而来的，是不依赖被控对象精确模型的、能够替代PID控制技术的、新型实用数字控制技术。 1.2 自抗扰控制技术的提出者——韩京清 韩京清，朝鲜族, 1937生，系统与控制专家，中国科学院数学与系统科学研究院系统科学研究所研究员、博士生导师,长期从事控制理论与应用研究工作，是我国控制理论和应用早期开拓者之一。 韩京清先生于1998年正式提出自抗扰控制这一思想。在这个思想提出之后，国内外许多研究者都围绕着“自抗扰控制”展开实际工程应用的研究。同时，自抗扰控制的理论分析的研究也在不断的深入。 1.3 自抗扰控制技术的特点和优点 （1）自抗扰控制器采用“观测＋补偿”的方法来处理控制系统中的非线性与不确定性，同时配合非线性的反馈方式，提高控制器的动态性能。 （2）自抗扰控制器算法简单、易于实现、精度高、速度快、抗扰能力强。 （3）统一处理确定系统和不确定系统的控制问题；扰动抑制不需外扰模型或者外扰是否观测；控制算法不需辨识控制对象；统一处理非线性和线性系统；可以进行时滞系统控制；解耦控制只要考虑静态耦合，不用考虑动态耦合等。 2．自抗扰控制技术提出的背景
2.1 现代控制理论的缺点和改进 现代控制理论以状态变量描述为基础，以状态反馈实现极点配置来改善全局动态特性的问题。因而，此种控制的主要手段是状态反馈。“这种全局控制方法需要知道关于开环动态特性的先验知识和状态变量的信息，这在许多工程实际中是很不现实的，因为工程实际提供不了有关开环动态特性的多少先念知识，因此这种全局控制方法是很难在实际中得到应用。”这就是现代控制理论的缺点，这也限制了这种控制方法在工程实际中的应用。 事实上，要实现控制目的，不一定要知道系统的开环动态特性。实现控制的主要目的是施加控制力，使目标值与输出值之间的误差衰减下去，因而只需要知道开环动态特性的具体表现量。这就是将状态反馈的理念转换为误差反馈的理念。图（1）、图（2）是这两种控制方式的框图。 图（1）基于状态反馈的全局控制方法 图（2）基于误差反馈的“过程的控制” 2.2 PID控制的优缺点 PID控制的主要优点是：“不用被控对象的精确模型，只用控制目标与对象实际行为的误差来产生消除此误差的控制策略的过程控制思想，是PID留给人类的宝贵思想遗产，是PID控制技术的精髓。”也正是因为这个原因，PID控制才能在控制工程实践中得到广泛有效的应用。
自相关过程
自相关过程控制
院系：管理科学与工程专业：质量与可靠性工程学号：110510335 姓名：张华威 自相关过程质量控制 引论：自相关过程质量控制概述 当质量过程呈现自相关现象时,常规控制图已经不能准确反映生产中质量的波动.常规控制图理论：质量管理的观点认为:质量具有变异性其特性值是波动的,具有规律性,但它不是通常的确定性现象的确定性规律,而是随机现象的统计规律,用数学语言来讲,就是服从某种分布。如果出现异常情况,就必然使波动偏离原来的分布,利用统计技术就可以发现这种波动。在现代质量管理学中，通常使用休哈特控制图进行质量控制，但休哈特控制图的原理要求数据必须复合独立正态性，即要求数据服从正态分布，所以说如果数据之间彼此具有相关性的话，休哈特控制图便不再使用。基于以上理论基础绘制的常规控制图虽然使用简便且易于理解,但对于受控状态下一般性原因的认知
过于简化。。因此为了提高控制图对特殊性原因的检测能力,当过程相关时设计控制图,必须考虑质量过程的自相关结构。为了解决过程自相关情况下的质量控制问题,统计学家们陆续提出了一些改进方法,其中主要方法之一就是引入时间序列分析法。以ARMA以及ARIMA 模型为基础，我们便可以对具有相关性的一组数据进行相关性分析，方差分析，以及残差分析等，通过一系列控制图，便可以达到对具有自相关性的数据进行质量控制和质量改进的目的。 一、收集或生成反应自相关生产过程的平稳时间序 列ARMA（p，q）数据： 0.5377 0.1183 -0.6593 -1.8273 -0.9306 2.3339 0.5832 -1.9769 -1.5564 -1.2791 -0.9306 -0.887 -1.0862 -1.3611 -0.5995 1.097 -1.3821 -1.6807 -1.9456 -0.3706 0.5881 -0.964 -0.8627 -0.3625 -1.2301 -0.6845 0.636 -1.5359 -0.8981 -0.7563 -0.5994 -0.7409 -0.5368 -1.2723 -0.912 -0.1624 0.1918 0.0102 0.4458 -0.0552 3.3173 -0.352 1.556 -0.3836 0.7921 4.3794 0.9989 0.5869 -0.6471 1.4887 1.835 -0.6952 -1.3781 -0.7324 -0.908 5.2662 -0.0154 -1.3526 -1.4082 -0.4246 3.909 0.3363 0.2649 -2.044 0.2376 3.4713 1.2641 -1.3455 1.0815 2.5769 3.6231 2.2772 0.3677 1.5831 0.6928 2.648 1.6038 -0.0958 1.4235 1.3068 2.2868 -0.0066 1.4991 -0.0704 0.7788 3.4275 -0.2645 -1.2401 -0.4736 -1.1516 3.8088 -1.1958 -0.368 -0.4345 -0.7811 4.3498 1.6732 -1.7639 0.4321 -2.5307 3.9891 -0.1377 1.9157 -1.2463 -0.344 2.092 1.1812 1.2539 -2.8234 -0.5909 2.96 0.3569 2.5806 - 3.2347 -2.1488
自动控制系统简介
自动控制系统简介 一、自动控制系统的组成 1、看以下框图 2、被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程成为对象，如下塔、主冷、空冷塔、粗氩冷凝器。 3、被控变量：对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量称为被控变量。如下塔液空液位、空冷塔液位、粗氩冷凝器液位。 4、控制变量（操作变量）：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量。如由下塔进入上塔经过液空节流阀（LV1）的液空。 5、干扰：除控制变量外作用于对象并能引起被控变量变化的一切因素。比如进下塔空气量改变，影响液空产量，对下塔液空液位有影响。 6、给定值：工艺规定被控变量要保持的数值。 7、偏差：设定值与测量值之差。 8、控制器：对来自变送器的测量信号与给定值相比较所产生的偏差，并根据一定的规律进行运算（PID运算），并输出控制信号给执行器。 9、检测与变送装置：它测量被控变量，并将被控变量转换为特定的信号送给控制器的比较环节。 10、执行器：它根据控制器送来的信号相应地改变控制变量，以达到控制被控变量的目的。如LV1根据控制器送来的信号，可以改变进入上塔的液空量（操作变
量），从而控制了被控变量下塔液空液位。 11、正作用环节：输出信号随输入信号增加而增加的环节称为正作用，输出信号随输入信号的增加而减小的环节称为反作用环节。 12、执行器、变送器、被控对象三个环节组成广义对象，当广义对象为正作用时，控制器为反作用特性。 13、选择控制器的正反作用： 13.1判断被控对象的正反作用方向。当控制变量增加时，被控对象的输出（被控变量）也增加，控制变量减小时，被控对象的输出（被控变量）也减小，则被控对象为正作用方向。如果被控变量与控制变量的变化方向相反，则被控对象为反作用方向。 13.2确定执行器的正、反作用方向。气开阀为正作用，气闭阀为反作用。执行器气开、气闭是根据工艺安全角度考虑。 13.3确定广义对象的正、反作用，一般变送器为正作用，只需根据被控对象和执行器的作用方向判断广义对象的作用方向，这两个环节同向，则广义对象为正作用，反之为反作用。 13.4确定控制器的正反作用。若广义对象为正作用方向，则控制器为反作用方向，若广义对象为反作用方向，则控制器为正作用方向。 14、自动控制系统运行的基本要求：要实现自动控制，系统必须闭环。闭环控制系统的稳定运行最基本的必要条件是负反馈。系统要构成负反馈，则广义对象为正作用特性时，控制器为反作用特性；当广义对象为反作用特性时，则控制器为正作用特性。被控对象与执行器的特性由实际的现场工艺条件确定，所以应通过控制器的正反作用特性来满足系统的负反馈要求。 二、过程参数的检测 1、一个检测系统主要由被测对象、传感器、变送器和显示装置等部分组成。对某一个具体的检测系统而言，被测对象、检测元件和显示装置部分总是必需的。 2、传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输出信号，如电压、电流、频率等。 3、变送器是把传感器的输出转换为4～20mA的标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字信号的检测仪表。
自抗扰控制简介
目录 目录 目录 (1) 1 绪论 (1) 2 问题描述 (1) 3 发展现状 (2) 3.1 非线性跟踪微分器 (2) 3.2 扩张状态观测器 (3) 3.3 自抗扰控制律 (4) 3.4 参数整定问题 (4) 4 未来展望 (15分) (4) 5 结论 (5) 参考文献 (6)
1 绪论 自抗扰控制是韩京清先生以对控制理论的反思为开端提出的以反馈系统的标准型（积分器串联型）为基础，以工程控制的鲁棒性为目标的控制技术[1-5]。其思想是以工业界占主导地位的PID控制为出发点，在改进非线性PID的基础上提出自抗扰的概念，算法简单，在未知强非线性和不确定强扰动的作用下仍能够保持控制精度。在国内，自抗扰控制技术在四旋翼无人机控制[6]、航天器姿态控制[7]、精密车床中快速刀具的伺服控制[8]、电机的励磁控制[9]等方面均有应用案例。在国外，自抗扰控制于2009年通过了运动控制的工业评估[10]；2013年，德州仪器开始在全球发布以自抗扰为技术核心的运动控制芯片[11]。可见，自抗扰控制技术具备巨大的潜力与工程应用前景。 2 问题描述 1989年，韩京清先生提出了对控制领域的疑问——模型论还是控制论。模型论“靠系统的数学模型去找控制率”，后者依靠的是系统的“某些响应特征或过程的某些实时信息”。 而“通过误差来消除误差”正是简单的线性PID所蕴含的朴素思想，也是PID能够在工业界获得广泛应用的原因。而以现代控制理论为代表的控制理论虽然在数学上严密可证，然而在实际应用中却较少，因为实际的控制对象总是不可避免地存在未知与不确定性。因此，反思控制理论数学化带来的理论与工业实践的脱节，探索新的控制技术与理论是有必要的。而自抗扰控制技术就是基于以上的问题，以PID为出发点，探索控制技术与理论的新方向。
自抗扰控制技术在微机电换能器中的应用
第30卷第12期2013年12月 控制理论与应用 Control Theory&Applications V ol.30No.12 Dec.2013自抗扰控制技术在微机电换能器中的应用 DOI:10.7641/CTA.2013.31016 董莉莉? (克里夫兰州立大学,俄亥俄州克里夫兰市44115,美国) 摘要:自抗扰技术,作为一门新兴的鲁棒控制技术,能够成功补偿微机电制造上的缺陷以及周围环境的扰动,从而提高微机电传感器和执行器的性能,增加它们的测量及移动精度.本文介绍了自抗扰技术在微机电陀螺仪和静电执行器两大微机电换能器上的应用.通过使用此项控制技术,微机电陀螺仪可精确测量并输出匀速及时变角速度.此外,一种模型辅助自抗扰控制器被首次应用到微执行器上.此模型辅助自抗扰控制器建立在部分模型已知的基础上.它能够在外干扰存在的情况下,把静电执行器的位移范围提高到电容间距的99%.模型辅助自抗扰控制器的抗噪声能力也优于传统的自抗扰控制器.作者用仿真和实验结果向读者展示了自抗扰技术在微机电领域的鲁棒性,有效性和实用性. 关键词:微机电系统;微机电陀螺仪;静电执行器;自抗扰控制;鲁棒性 中图分类号:TP202+.1文献标识码: Application of active disturbance rejection control to micro-electro-mechanism system transducers DONG Li-li? (Cleveland State University,Cleveland,OH44115,USA) Abstract:Active disturbance rejection control(ADRC)is an emerging robust control technology.It improves the performance of micro-electro-mechanism system(MEMS)sensors and actuators and increases their measurement and displacement accuracies through effectively compensating the imperfections in micro-fabrications and environmental vari-ations.The applications of an ADRC to MEMS gyroscopes and electrostatic actuators are introduced in this paper.The ADRC facilitates accurate sensing of both constant and time-varying rotation rates for MEMS gyroscopes.In addition, an alternative ADRC is initially applied to an electro-static actuator.The alternative ADRC is constructed based on par-tially known model information.It drives and stabilizes the displacement output of an electrostatic actuator to99%of full capacitor gap despite of the presence of disturbance.The alternative ADRC also has better noise rejection capability than traditional ADRC.Simulation and experimental results demonstrate the robustness,effectiveness and feasibility of the ADRC in MEMS area. Key words:micro-electro-mechanism system(MEMS);MEMS gyroscope;electro-static actuator;active disturbance rejection control;robustness 1引言(Introduction) 微机电陀螺仪和静电执行器同属于微机电(micro-electro-mechanical system,MEMS)换能器.微机电陀螺仪是角速度和角位移传感器.静电执行器负责将静电信号转换成机械移动.随着微机电制造技术的日新月异,MEMS换能器在近20年来得到了飞速的发展.它们体积小(只有微米或者毫米量级)、重量轻、成本低、耗能少、便于携带,已经被广泛应用到航天系统、军事制导、家用电器和汽车工业中[1]. 微机电陀螺仪的测量精度主要取决于硅片的机械振动.然而微机电制造技术的缺陷会造成微陀螺仪内部驱动机构的错位,驱动和感应部位的非对称,以及质量与中心轴的偏离[2].这些机械系统的缺陷将引起微陀螺系统参数的不确定性,再加上周围环境变化所带来的外扰动,最终会导致测量误差的产生.传统的机械补偿能够减少一部分由于制造缺陷所带来的误差.然而机械补偿不但耗时、成本高,而且很难在一个小如硬币的微陀螺仪上实行.因此,需要一个能够成功消除(或大大减少)机械误差,提高微陀螺测量精度和稳定性的鲁棒控制器进行电补偿. 一个自由度的平板静电执行器(又称作微执行器)由固定和移动电板组成.两个平行电板在电场中充电后会形成电容.当改变电容器的控制电压时,移动电板可离开原始位置,上下移动.然而由于系统本 收稿日期:2013?09?26;收修改稿日期:2013?12?07.?通信作者.E-mail:L.Dong34@https://www.wendangku.net/doc/169664630.html,.
永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究
永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技 术研究
目录 永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究 0 1．基本情况 (2) 1.1背景 (2) 1.2技术特征 (2) 1.3 主要技术成熟程度 (3) 1.4对社会经济和科技进步的意义 (6) 2 主要研究方案及关键技术 (7) 2.1 技术方案论证 (7) 2.2总体性能指标 (10) 2.3 关键技术 (11) 3永磁同步电机调速方法的研究 (12) 3.1 永磁同步电机数学模型的研究 (12) 3.2 永磁同步电机直接转矩控制技术 (20) 3.3 无速度传感控制技术 (34) 3.4 电机保护、远程监控技术研究 (38) 4 智能化电机系统节能方法的研究 (53) 4.1普通高效电机用在泵类负载节能技术研究 (53) 4.2 泵类负载系统的变频调速节能调速范围研究 (62) 4.3 典型电机系统节能措施研究 (73) 5 项目推广应用的前景和社会效益 (89)
1．基本情况 1.1背景 我国已经越来越重视对电动机系统节能技术的研究和项目的开展，但我国电动机系统节能技术与装备水平距离节能目标相差很远，与国际相比有一定差距。我国电机系统由于系统设计最大化、选型和设备采购等原因，导致电机系统大都运行在“大马拉小车”状态下，能源浪费严重。目前用户采用最多的变频调速技术，虽然常常达到了一定的节能效果，但并没有挖掘出系统存在的全部节能潜力。全国电机系统运行效率比国外先进水平低10－30个百分点，相当于国际20世纪七、八十年代的水平,由此产生的电能浪费达到2000多亿千瓦时每年，可见我国电机系统节能潜力巨大。我国政府机关以及相关部门已经提出相关法规政策来推进电机系统节能发展进程，十六届五中全会提出“十一五”期间“单位生产总值能耗应比…十五?降低20%左右”；国家发展和改革委员会启动了“十一五”国家十大重点节能工程，电机系统节能工程是其中之一；同时2008年1月颁布了电动机“能效标识”管理办法，并于2008年6月1日开始实施，这些政策和标准的实施将进一步促进电机系统节能工程的快速发展，也说明了我国对电机系统节能的迫切需求。 1.2技术特征 永磁同步电动机调速方法及系统节能方法的技术特征如下： （1）永磁同步电机调速方法的先进性 对永磁同步电动机的数学模型和控制理论进行全面、深入研究，采用了
基于自抗扰控制(ADRC)的无刷直流电机控制与仿真
一、研究意义 1.研究意义 由于无刷直流电机在四旋翼飞行器控制中的关键作用以及在生产实践中日益广泛的应用，设计快速且平稳的控制系统成为首要任务。目前, 基于现代控制理论的高性能异步电机调速方法主要是依靠精确的数学模型加上传统的P ID控制。PID控制实际应用效果较好，但又无法避免对负载变化的适应能力差、抗干扰能力弱和受系统参数变化影响等弱点，而且交流调速系统具有非线性、强耦合、多变量及纯滞后等特性, 很难用精确的数学模型描述, 这就使得基于精确数学模型的传统控制方法面临严重的挑战。另外, 经典P ID控制需要根据运行工况的不同而调节控制器参数, 无刷直流电机又具有数学模型复杂，非线性等特点，这给现场调试增加了难度。 2.国内外研究状况及发展 （1）无刷直流电机基本控制方法 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机，又称无换向器电机。 直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分，无刷电机的转子上装有永磁体，定子上是电枢，与有刷电机正好是相反的。它除了电机电枢、永磁励磁两部分外，还带有传感器。电机本身是直流无刷电机的核心，它不仅关系到性能指标、噪声振动、可靠性和使用寿命等，还涉及制造费用及产品成本。由于采用永磁磁场，使直流无刷电机摆脱一般直流电机的传统设计和结构，满足各种应用市场的要求，并向着省铜节材、制造简便的方向发展。 直流无刷驱动器包括电源部及控制部，电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。 电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(V1～V6)分为上臂(V1、V3、V5)/下臂(V2、V4、V6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，做为速度之闭回路控制，同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制。电机驱动电路如图？所示。 图1 无刷直流电机的控制电路
基于自抗扰控制器的永磁同步电机矢量控制仿真
基于自抗扰控制技术的永磁同步电机矢量 控制仿真 摘要：文章针对经典的PID控制器应用于永磁同步电机矢量控制的缺点。依据永磁同步在两相同步旋转坐标系下的数学模型，设计了转速控制环的ADRC控制器，结合按转子磁场定向的矢量控制在simulink 中建立了永磁同步电机调速系统仿真模型，对一台隐极式永磁同步电机进行仿真。仿真发现，发现ADRC 作为速度环的控制器能够避免使用PI控制器时出现超调的问题，而且在转矩突变干扰下转速能迅速回到原稳定平衡点。仿真说明使用ADRC控制器代替PI控制器控制永磁同步电机使得系统具有更好的抵抗负载转矩扰动的能力。 关键词：矢量控制；ADRC；抵抗转矩扰动 0引言 交流永磁伺服电机驱动控制策略研究现状电机控制技术是高性能交流永磁伺服电机驱动器的核心，PMSM作为一个典型的非线性复杂控制对象，具有多变量、强耦合、非线性、变参数等特性，在目前来看，常规的电机调速控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制策略。矢量控制(Vector Control，VC)也称为磁场定向控制(Held Oriented Control，FOC)，其基本思路是:通过坐标变换实现模拟直流电机的控制方法来对永磁同步电机进行控制，实现了电机定子电流转矩分量与励磁分量的解耦。VC的目的是为了改善转矩控制性能，从而使驱动系统具有转矩平滑、调速围宽等特点，是高性能交流伺服驱动系统的主要控制方式。 和VC不同，直接转矩控(Direct Torque Control，DTC)制摒弃了解耦的思想，取消了旋转坐标变换，简单的通过电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。直接转矩控制可以获得比VC更快的动态响应，在对于动态响应要求高的场合具有独特的优势。但DTC要保证实际力矩与给定一致就需根据误差选择驱动器件的开关状态，同时保证电机磁链能够按预定轨迹运行，在转矩和磁链的滞环比较器进行控制时会产生转矩脉动，这样将大大的影响电机的低速性能和系统的稳定性，使得电机的宽调速围受到严重影响，同时导致位置控制精度降低。 相比之下，VC的电流环能够保证力矩电流迅速跟随实际给定，保证了实际电机力矩需求，同时使得电机的电磁力矩稳定，实际的调速围更宽，甚至能超低速运行;同时电机所有的电磁转矩都由电枢电流产生，通过对位置环的实时控制，可最终使得电机电流构造的电枢
永磁机构原理介绍
永磁机构原理与性能 随着电力系统的技术发展及智能化进程，用户对开关提出了更高的要求，作为开关心脏的真空灭弧室、作为开关动力来源脉的操作机构、作为智能化开关大脑的控制器的长足进步，必将使开关面临一场令人激动的革命，以智能化的永磁真空断路器为代表、将这三者有机的整合，使开关设备的性能达到了前所末有的高度 永磁机构结构图： 我们的单稳态永磁机构 主要由动铁心、 定铁心、 钕铁硼稀土永久磁铁、 工作线圈、 驱动轴五部分组成
配用单稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图 双稳永磁机构态结构示意图 主要由动铁心、 定铁心、 钕铁硼稀土永久磁铁、 合闸线圈、 分闸线圈、 驱动轴6部分组成 驱动轴 合闸线 永久磁铁动铁芯 定铁芯 分闸线
配用双稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图 单稳态永磁机构断路器的工作原理： 合闸： ?磁场产生的驱动力F 磁= B 2S/2μ ?合闸阻力 ：分闸簧F 分簧=F 分簧， 在主回路闭合后+F 超程簧 (=k2X)
?合闸运动条件：F 磁>F 分簧 ?运动方程 F 磁-F 分簧 -（F 超程簧） =ma ?机构闭合后F 磁= B 2S/2μ >F 分簧 +F 超程簧 控制器控制外部电路向线圈提供驱动电流，线圈电流产生的磁场与永久磁铁产生的磁场方向一致，相互叠加，随着线圈驱动电流的不 断增大，磁场产生的驱动力F=0 221 S B 逐渐变大。 当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时，动铁心按照牛顿定律: F=ma 向合闸方向运动，并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大，该特点与断路器的机械特性完全吻合，最终将动铁心推到合闸位置。 此时切断线圈电源。由于铁磁回路已经闭合，磁阻非常小，永磁驱动的磁场力已足以克服断路器的合闸保持力，无须线圈电流的磁场而完成合闸的锁扣过程。 永磁机构之前的操作机构依靠机械闭锁，半轴处的材料与扣接量对性能影响很大，目前尚无满意的解决方案。材质硬；耐磨、易碎，材质软；不易碎、不耐磨，两方面的缺陷部分，都会造成扣接失败，尤其在35KV 的断路器，因为驱动力大、速度高，及操作频繁的场合，机构的可靠性已经使得用户苦不堪言。由永磁机构原理图显而易见，永磁机构通过平面磁力吸合，从原理上彻底消除了该类问题，大幅度提高了机构的寿命。
自相关过程质量控制图研究方法综述
自相关过程质量控制图研究方法综述 摘要：传统的统计过程控制方法一般是以监测数据服从独立同分布的假设为前提，不适用于存在的大量具有自相关特性的数据过程。梳理了自相关过程质量控制图的研究框架和方法分类，指出了各种方法基本思路、适用范围、优缺点，并展望了未来的研究方向。abstract： conventional control charts are based on the assumptions that the data generated by the process are normally and independently distributed， which do not work well for the autocorrelated processes. in this paper， the research framework and methodology for monitoring autocorrelation process quality control are classified. based on the analysis of basic ideas， scope， advantages and disadvantages for each kind of control charts， future research works are pointed out. 关键词：自相关过程；质量控制图；残差控制图；非模型方法key words： autocorrelated processes；control chart；residual-based chart；model-free approach 中图分类号：f204 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）18-0040-02 0 引言 经典质量控制图都是基于质量过程服从独立、同（正态）分布的假定（iid），不适用于存在的大量具有自相关特性的数据过程。当
控制系统简单介绍
“ACE”控制系统简单介绍 我厂#1、#2机组自投入“ACE”控制以来，一直受到“双细则”的考核，现将“ACE”的基本定义及如何考核进行说明。 1、AGC简介 AGC（Automatic Generation Control）：现代电网控制的一项基本和重要任务，指以控制发电机输出功率来适应负荷波动的闭环反馈控制。AGC的四个基本目标：a) 发电出力与负荷平衡。b) 保持系统频率为额定值。c) 区域联络线潮流与计划相等。d) 区域内发电厂之间的负荷经济分配。通常AGC指4个目标中的前3个，特别是第2、3个，包含第4个的AGC称为AGC/EDC。 2、分区控制误差(Area Control Error)，即ACE： ACE = K i ?f + ?P tie. i ACE 理解上等同于频差，不同是还要考虑调节联络线交换功率偏差?P tie.i＝?P tie.i.a- ?P tie.i.s，即实际值减计划值。（方向为流出为正）。 控制方式包括： ①定频率控制（自动调频）：ACE = K i?f ②定交换功率控制：ACE = ?P tie.i ③联络线控制偏差模式：ACE = K i?f + ?P tie.i ④自动修正时差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i+ K t?t，?t指与频率密切相关的电钟与标准的天文时间的偏差。 ⑤自动修正交换电能差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i+ K w?w，?w
指在规定的合同时间内联络线传输电能与合同数额的偏差。 ⑥自动修正时差和交换电能差控制模式： ACE= K i? f+ ? P t i.e i+ K t ? t+ K w? w 3、AGC分区调频 实际的分区调频方程式：“ACE 积差”调节法： ? ACE dt + ? P i= 0 由于是积差调节，当ACE＝0 时，分区调频过程结束， 各个区的出力?P i不再变化。ACE＝0 表示?f＝0、?P tie .i＝0,实现了AGC 的2、3 个目标。 分区电网的调频特点：区内负荷的非计划变化，主要由该区域内的调频厂自己负责，其它区的调频厂只是支援性质。因此应维持联络线的交换功率。 对于A、B 区域电网，B 区负荷增加 a) 最初，调速器来不及动作，由发电机组的转动惯性 提供能量，系统频率下降，?f < 0 。 b) 负荷调节效应起作用，同时A、B 区域电厂的调速器都动作，增加出力，参加频率的一次调整，满足功率平衡，系统达到新的平衡状态，频率恢复到某个水平（低于额定值）。 c) 一次调整结束后，联络线上出现了功率增量?P AB> 0，同时?f < 0，A区电网据此（异号）可判断负荷变动发生在非本区，而B区电网发现