| PFB0948GHE |
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PFB0948GHE因為三相混合式步進電機比二相步進電機有更好的低速平穩(wěn)性及輸出力矩，所以三相混合式步進電機比二相步進電機有更好應用前景。傳統(tǒng)的三相混合式步進電機控制方法都是以硬件比較器完成，本文主要講述使用DSP及空間矢量算法SVPWM來實現(xiàn)三相混合式步進電機控制。 步進電機的細分控制從本質上講是通過對步進電機的定子繞組中電流的控制，使步進電機內部的磁場按某種要求變化，從而實現(xiàn)步進電機步距角的細分。的細分方式是恒轉矩等步距角的細分。一般情況下，磁場矢量的幅值決定了電機旋轉力矩的大小，相鄰兩磁場矢量的之間的夾角大小決定了步距角的大小。在電機內產(chǎn)生接近均勻的圓形旋轉磁場，各相繞組的磁場矢量，即各相繞組電流的矢量應在空間作幅值恒定的旋轉運動，這就需要在各相繞相中通以正弦電流。 三相混合式步進電機的工作原理十分類似于交流永磁同步伺服電機。其轉子上所用永磁磁鐵同樣是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在轉子上產(chǎn)生的感應電流對轉子磁場的影響可忽略不計。在結構上，它相當于一種多極對數(shù)的交流永磁同步電機。由于輸入是三相正弦電流，因此產(chǎn)生的空間磁場呈圓形分布，而且可以用永磁式同步電機的結構模型(圖1)分析三相混合式步進電機的轉矩特性。 提高工業(yè)污水處理能力而進行的一個改擴建項目，它屬于上海市環(huán)境治理重點工程的一部分。該工程除對原某污水處理廠進行改擴建外還包括12平方公里管網(wǎng)及3個泵站的建設，管網(wǎng)總長度達26公里。工程竣工后將達到日處理6.8萬立方米污水的能力。西門子工業(yè)自動化有限公司（SIAS）通過其強大的技術競爭力和能力，總承了其中的自動化控制系統(tǒng)。 在本系統(tǒng)中每個就地操作站都配有一臺上位監(jiān)控機，這臺上位機不僅能操作本地站，在一定的授權下還能對其他站進行監(jiān)視和控制。中控室配有二臺上位監(jiān)控機，他們能同時控制所有四個就地控制站，向其發(fā)送命令。這六個上位監(jiān)控機之間的關系是互為功能備用的，這就是說這六個監(jiān)控站中只要有一個發(fā)生故障，另外的五個監(jiān)控站通過一定的授權就能代替該站的工作。系統(tǒng)中所有設備的電源均由UPS提供，每個儀表的電源都由開關型端子控制，能獨立開關。保證了系統(tǒng)安全性，和調試的方便性。 而計算機輔助設計CAD的真正精神就是將人腦和計算機的優(yōu)點有機的結合起來，完成由人腦或計算機兩者均不能單獨完成的復雜設計。正是出于高度自動化的計算機輔助設計CAD和日益激烈的市場競爭壓力的需要，在作者多年的探索下，編寫出針對干式變壓器的計算機輔助設計的全套應用軟件。該軟件包括：干式變壓器自動電磁優(yōu)化設計應用軟件、自動參數(shù)化繪圖應用軟件和數(shù)據(jù)文件維護軟件共三大部分。該三大部分的應用軟件既可以成為單獨軟件運行，也可以協(xié)調工作--集成為一個軟件包。應用該系統(tǒng)還可以對干式變壓器的各個參數(shù)進行計算機輔助分析CAM。這將對的提高設計部門的開發(fā)能力、提高設計質量、降低制造成本、提高市場反應能力等發(fā)揮積極的作用。 應用本文介紹的思路，同樣可以編寫出針對其它變壓器的、高度自動化的計算機輔助設計應用軟件，本文將不累述。本文所有應用軟件均采用Visual C 6.0編寫，自動參數(shù)化繪圖應用軟件也采用Visual C 6.0在auto CAD 2000中的二次開發(fā)平臺Object ARX2000編寫，使得Visual C 和auto CAD完美結合。本文將簡要介紹該應用實例的基本原理。 系統(tǒng)結構原理如圖一所示，整個系統(tǒng)包括電磁設計、自動參數(shù)化繪圖、數(shù)據(jù)文件維護、人工或計算機輔助分析CAM等幾大部分。各部分間既可以通過結構體指針或數(shù)據(jù)文件相互通信，使整個系統(tǒng)可以跨平臺協(xié)運行，也可以將所有程序內嵌入auto CAD2000中運行。 干式變壓器電磁優(yōu)化設計應用軟件在編寫時，必須充分考慮該軟件既要滿足進行優(yōu)化設計及人工或計算機輔助分析功能，還要求滿足操作簡單、運行可靠、升級維護方便等要求，因此，在編寫程序時，將因產(chǎn)品更新或結構變化可能引起程序結構調整的數(shù)據(jù)分別封裝到不同的數(shù)據(jù)文件中，并通過附帶的程序段來維護這些數(shù)據(jù)文件。換句話說，就是通過數(shù)據(jù)文件將電磁設計的算法和外部數(shù)據(jù)如硅鋼片磁化特性數(shù)據(jù)、銅箔數(shù)據(jù)、扁導線數(shù)據(jù)、經(jīng)驗系數(shù)、預埋參數(shù)等等徹底隔離。這樣做一方面可以使該軟件維護和升級非常容易，即使根本不懂計算機編程的人員也能夠方便對軟件進行自行升級；另一方面可以為計算機輔助分析后得到的結果提供接口，使整個系統(tǒng)能順利完成完整的反饋過程，使自動電磁優(yōu)化設計隨時真實模擬現(xiàn)實的產(chǎn)品。 電磁優(yōu)化設計的算法采用傳統(tǒng)的窮舉法，計算機通過讀入各種外部數(shù)據(jù)后逐個試算，然后以主要材料銅鐵成本低為目標函數(shù)，用冒泡法動態(tài)保留成本低的前300個設計方案[2]。當程序運行完畢后，成本低的前300個設計方案被保存到兩個文件中。一個以文本文件格式保存，以便查看；另一個以特定的數(shù)據(jù)結構格式保存，以便自動參數(shù)化繪圖時在auto CAD2000中調用。 本軟件之所以采用窮舉法進行電磁設計而未采用其它方法,主要是居于兩方面的原因考慮的。第一、算法不能漏掉任何可能的解；第二、干式變壓器的電磁優(yōu)化設計程序結構簡單，循環(huán)嵌套較少，便于窮舉。其次，Visual C 6.0運行速度極快，再加上目前計算機的硬件處理速度日益提高，使得我們沒有必要花過多的時間去考慮各種算法之間的執(zhí)行速度上的優(yōu)劣。 應用算法和數(shù)據(jù)分別進行封裝技術時，只要能大限度的將算法和數(shù)據(jù)進行隔離。那么，電磁優(yōu)化設計程序在一定意義上是一個通用的應用軟件。而且，應用該軟件還可以對被隔離的—-對變壓器有影響的每一個數(shù)據(jù)進行計算機輔助分析。作者通過長期研究發(fā)現(xiàn)，銅箔的尺寸直接影響到變壓器的低成本。只要是采用銅箔結構的變壓器，無論包封型VDT、敞開型OVDT、環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器，還是采用銅箔結構的油浸變壓器，銅箔的尺寸對變壓器的低成本起著很關鍵的作用。 因此，選擇和儲備的銅箔合理與否就成為干式變壓器制造廠家在市場競爭不可忽視的一個要素。而采用外部數(shù)據(jù)和算法隔離的技術后，對探索干式變壓器低成本的銅箔尺寸也非常方便、快捷、準確。只要在銅箔數(shù)據(jù)文件中厚度按0.01mm，寬度按5mm步長給出成百上千種銅箔數(shù)據(jù)。通過算法窮舉后，就可以找到真正低成本的銅箔尺寸和電磁設計方案。只是如此龐大的計算量，計算機需要很長時間才能運行完畢。通過作者長期實踐，計算一種規(guī)格銅箔的窮舉方案大約需要5秒至3分鐘(計算機配置為PIII 733)，計算300種銅箔大致需要10—15個小時。雖然耗時較多，但在工廠的實際應用中是值得的。 另外還需要指出的一點是，以上方法找到的低成本設計方案和銅箔尺寸完全取決于產(chǎn)品結構、損耗標準、噪音水平和數(shù)學模型的準確與否（主要是溫升計算的準確與否）。而且，基于相同的變壓器設計標準，只有當算法的數(shù)學模型能夠真實的模擬變壓器的實際情況，上述的計算結果才是真實可靠的。 由于干式變壓器結構簡單、圖紙量小、零部件通用性好，十分便于開發(fā)自動參數(shù)化繪圖應用軟件。下面簡要介紹作者在編寫干式變壓器自動參數(shù)化繪圖軟件時的基本思路和方法。在編寫自動參數(shù)化繪圖程序時，作者同樣采用Visual C 6.0通過ObjectARX 2000平臺對auto CAD2000系統(tǒng)進行編程。借助Visual C 6.0語言強大功能、豐富的數(shù)據(jù)類型和與Windows完全兼容的窗口界面，很容易開發(fā)出功能各異功能模塊。通過對各功能模塊進行簡單的定置，就可以完成不同產(chǎn)品自動參數(shù)化繪圖。 由于是采用Visual C 6.0通過 ObjectARX 2000平臺嵌入auto CAD2000系統(tǒng)進行編程，因而生成的目標代碼執(zhí)速度極高，與auto CAD2000的兼容性極好。因此，極容易開發(fā)大規(guī)模的、復雜的自動參數(shù)化繪圖應用軟件。甚至可以將干式變壓器的電磁優(yōu)化設計程序連同自動參數(shù)化繪圖程序一同嵌入auto CAD2000中，成為auto CAD2000的一個外部命令（如果將該程序列入auto CAD2000的自動裝入文件列表中，則用戶會感覺到如同auto CAD2000本身就具有干式變壓器電磁優(yōu)化設計和自動參數(shù)化繪圖功能一樣）。 |
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