Phương pháp điều khiển bất biến mô hình cho hiệu suất tổn thất chuyển mạch thấp trong biến đổi ba pha AC/DC điều chế độ rộng xung Dịch bởi AI Machines - Tập 12 Số 1 - Trang 66 - 2024
Nguyen, Minh Hoang, Kwak, Sangshin, Choi, Seungdeog
Các bộ chuyển đổi chế độ xung độ rộng (PWM) ba pha AC/DC đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống năng lượng tái tạo và ứng dụng công nghiệp, điều này yêu cầu một hoạt động của bộ chuyển đổi điện năng hiệu suất cao. Bài báo này đề xuất một kỹ thuật để giảm tổn thất chuyển mạch trong các bộ chuyển đổi AC/DC bằng cách tích hợp một chiến lược tiền chọn vector điện áp để điều khiển flux ảo dự đoán mô hình. Chiến lược tiền chọn vector điện áp tiền chọn các vector điện áp khả dụng tương ứng với các trạng thái chuyển mạch dẫn đến tổn thất chuyển mạch tối thiểu trong thanh pha, nơi có dòng điện cao nhất. Bằng cách sử dụng các vector điện áp đã được tiền chọn, các khoảng kẹp được tạo ra tại mỗi chu kỳ cơ bản để duy trì các trạng thái chuyển mạch hiện tại của các công tắc điện, dẫn đến việc giảm tổn thất chuyển mạch. Thêm vào đó, bằng cách sử dụng điều khiển flux ảo, phương pháp đề xuất có thể được sử dụng một cách hiệu quả trong cả điều kiện điện áp nguồn lý tưởng và biến dạng. Phương pháp đề xuất được so sánh với điều khiển dòng điện dự đoán mô hình truyền thống và điều khiển flux ảo dự đoán mô hình truyền thống. Cả mô phỏng và thí nghiệm đều được thực hiện để xác thực tính chính xác và hiệu quả của phương pháp được đề xuất, đã được phát hiện giảm tổn thất chuyển mạch của bộ chuyển đổi AC/DC lên đến 15% so với các sơ đồ điều khiển truyền thống với mức tăng không đáng kể trong độ méo hài tổng dòng điện đầu vào và độ gợn điện áp DC đầu ra.
#Biến đổi AC/DC #Điều chế độ rộng xung #Tổn thất chuyển mạch #Điều khiển flux ảo #Dự đoán mô hình
Phương Pháp Kéo Dài Tuổi Thọ Cho Bộ Chuyển Đổi Nguồn Điện Ba Pha Sử Dụng Mô Hình PWM Gián Đoạn Với Điện Áp Choffset Lai Dịch bởi AI Machines - Tập 11 Số 6 - Trang 612 - 2023
Kim, Jaechang, Nguyen, Minh-Hoang, Kwak, Sangshin, Choi, Seungdeog
Bài báo này đề xuất một kỹ thuật kéo dài tuổi thọ cho các bộ biến tần điện ba pha sử dụng điện áp choffset lai. Phương pháp được đề xuất kéo dài tuổi thọ của bộ biến tần bằng cách điều chỉnh độc lập tần số chuyển mạch của ba pha theo mức độ lão hóa. Để giảm thiểu hoạt động chuyển mạch của pha có tuổi thọ ngắn nhất, kỹ thuật được đề xuất tiêm điện áp choffset cho mô hình điều chế độ rộng xung gián đoạn tổng quát (GDPWM) vào điện áp tham chiếu trong khu vực mà hoạt động chuyển mạch của pha có tuổi thọ ngắn nhất có thể ngừng lại. Khi không cần phải ngừng hoạt động chuyển mạch, điện áp choffset cho điều chế vectơ không gian (SVPWM) được tiêm vào điện áp tham chiếu để đảm bảo chất lượng tải dòng điện cao cho bộ biến tần. Một điện áp choffset thay đổi theo nhu cầu dừng hoạt động chuyển mạch được gọi là điện áp choffset lai. Sử dụng điện áp choffset lai được đề xuất, tần số chuyển mạch của ba pha có thể được điều khiển độc lập. Thêm vào đó, vì chỉ hoạt động chuyển mạch của pha có tuổi thọ ngắn nhất được giảm thiểu, chất lượng dòng điện tải trong điều kiện giảm hoạt động chuyển mạch là tốt so với phương pháp thông thường nhằm đồng thời giảm tất cả các tần số chuyển mạch của các pha. Phương pháp được đề xuất làm tăng đáng kể độ tin cậy của bộ biến tần điện ba pha, trong đó độ căng nhiệt của pha có tuổi thọ ngắn nhất giảm tới 55%, trong khi tuổi thọ của bộ biến tần có thể được kéo dài gấp 10 lần. Kỹ thuật được đề xuất đã được xác minh thông qua các mô phỏng và thí nghiệm.
Về Tiếng Kêu của Phanh Trống—Đánh Giá Các Biện Pháp Chống Rung Bằng Phân Tích Dữ Liệu Thời Gian và Phân Tích Giá Trị Riêng Phức Hợp Dịch bởi AI Machines - Tập 11 Số 12 - Trang 1048 - 2023
Gräbner, Nils, Schmid, Dominik, von Wagner, Utz
Tiếng kêu của phanh—một hiện tượng tiếng ồn có tần số cao trong khoảng từ 1 kHz đến 15 kHz do rung động tự kích thích gây ra—là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí trong quá trình phát triển hệ thống phanh. Tăng cường độ dập tắt thường là một yếu tố quan trọng trong bối cảnh rung động tự kích thích. Các biện pháp chống lại tiếng kêu của phanh đã được nghiên cứu đặc biệt cho phanh đĩa trong quá khứ. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, phanh trống một lần nữa trở nên quan trọng hơn, một phần là do vấn đề phát thải hạt. Về vấn đề tiếng ồn, phanh trống có lợi thế quyết định so với hệ thống phanh đĩa bởi bề mặt bên ngoài của trống có thể dùng để áp dụng các thiết bị giảm rung một cách tự do. Bài báo này tập trung vào việc chứng minh và đánh giá cơ bản các biện pháp giảm rung thụ động trên hệ thống phanh trống simplex. Để có được hiểu biết chi tiết về ảnh hưởng của việc tăng cường dập tắt đến hành vi tiếng kêu của phanh trống, các cuộc điều tra thực nghiệm rộng rãi đã được thực hiện trên một phanh với xu hướng kêu lớn đã được đưa vào một cách có chủ ý trong cấu hình ban đầu. Điều này cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của các loại biện pháp dập tắt khác nhau về hiệu quả của chúng. Các kỹ thuật từ lĩnh vực phân tích dữ liệu lớn và học máy được thử nghiệm để phát hiện tiếng kêu trong dữ liệu đo được dạng chuỗi thời gian. Những kỹ thuật này rất đáng tin cậy và cho phép phát hiện tiếng kêu một cách hiệu quả ngay cả trong dữ liệu không được tạo ra từ các động cơ phanh NVH truyền thống tốn kém. Để điều tra xem liệu phương pháp mô phỏng thường được sử dụng cho mô phỏng tiếng kêu của phanh có thể áp dụng để mô tả ảnh hưởng của việc tăng cường dập tắt trong phanh trống hay không, một phân tích giá trị riêng phức hợp đã được thực hiện bằng Abaqus, và các kết quả đã được so sánh với các kết quả từ các thí nghiệm.
#phanh #tiếng kêu #giảm rung #dập tắt thụ động #phân tích dữ liệu thời gian #phân tích giá trị riêng phức hợp
So sánh các kỹ thuật giảm tổn thất dựa trên điều chế độ rộng xung và điều khiển dự đoán mẫu cho biến tần nguồn điện ba pha Dịch bởi AI Machines - - 2023
Nguyen, Minh Hoang, Kwak, Sangshin, Choi, Seungdeog
Do thiếu các nghiên cứu so sánh giữa điều chế độ rộng xung gián đoạn và các phương pháp điều khiển dự đoán mẫu nhằm giảm tổn thất chuyển mạch trong biến tần nguồn điện ba pha hai cấp, bài báo này nghiên cứu phân tích so sánh giữa một phương pháp điều chế độ rộng xung gián đoạn tổng quát và hai cách tiếp cận điều khiển dự đoán mẫu để giảm tổn thất chuyển mạch. Cả phương pháp điều chế độ rộng xung gián đoạn tổng quát và hai phương pháp điều khiển dự đoán mẫu đã được mô tả và thực hiện trong mô phỏng và thí nghiệm. Hiệu suất đầu ra được đạt được bởi các phương pháp này sau khi thực hiện trong nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm tần số chuyển mạch, công suất đầu ra và điều kiện tải. Kết quả cho thấy rằng sơ đồ điều khiển điều chế độ rộng xung gián đoạn tổng quát đạt được hiệu suất điều khiển tốt hơn ở trạng thái ổn định, trong khi hai sơ đồ điều khiển dự đoán mẫu có hiệu suất tốt hơn trong trạng thái tạm thời với động lực vượt trội. Ngoài ra, phương pháp điều chế độ rộng xung gián đoạn tổng quát đạt được hiệu suất giảm tổn thất chuyển mạch tốt hơn và có hiệu suất cao hơn một chút so với hai phương pháp điều khiển dự đoán mẫu.
Đánh giá Hiệu năng của Các Mô Hình Điều Khiển Dự Đo Theo Phương pha để Kéo Dài Tuổi Thọ của Các Bộ Chuyển Đổi Nguồn Điện Dịch bởi AI Machines - Tập 11 Số 12 - Trang 1053 - 2023
Nguyen, Minh Hoang, Kwak, Sangshin, Choi, Seungdeog
Sự không đồng đều về ứng suất nhiệt giữa các chân pha của một bộ chuyển đổi đa pha dẫn đến việc giảm tuổi thọ hữu ích và độ tin cậy của bộ chuyển đổi đó nói chung. Việc gia tăng tuổi thọ của bộ chuyển đổi bằng cách giảm thiểu ứng suất nhiệt cho chân pha chịu quá nhiều áp lực do lão hóa là rất quan trọng. Bài báo này đánh giá hai khái niệm điều khiển, bao gồm hai phương pháp điều khiển dự đoán theo pha để kéo dài tuổi thọ của một bộ biến tần nguồn điện. Hai kỹ thuật theo pha này thay đổi mô hình chuyển mạch để giảm thiểu tổn thất của chân pha lão hóa nhất. Do đó, tổn thất và ứng suất nhiệt tương ứng của chân đã lão hóa nhiều nhất được giảm. Như vậy, tuổi thọ và độ tin cậy của bộ chuyển đổi được kéo dài. Hai kỹ thuật điều khiển dự đoán theo pha được thực hiện trong cả môi trường mô phỏng và thí nghiệm, nơi các kết quả tương ứng được cung cấp để đánh giá hành vi của những chiến lược điều khiển này, xem xét nhiều khía cạnh hoạt động cả trong trạng thái ổn định và hoạt động thoáng qua. Ngoài các điều kiện tải tĩnh, hai kỹ thuật theo pha được xác nhận cho việc hoạt động chính xác dưới điều kiện tải động (động cơ cảm ứng).
#bộ chuyển đổi nguồn điện #điều khiển dự đoán theo pha #tuổi thọ thiết bị #ứng suất nhiệt #lão hóa thiết bị
Tổng quan về nghiên cứu và tiến bộ ứng dụng gần đây trong các máy vít Dịch bởi AI Machines - Tập 10 Số 1 - Trang 62
Chuang Wang, Bingqi Wang, Mingkun Liu, Ziwen Xing
Các máy vít, chủ yếu bao gồm loại đơn vít và loại song vít, đã trải qua sự phát triển và cải tiến đáng kể trong thập kỷ qua. Bài báo này tổng hợp các nghiên cứu có liên quan có sẵn trong tài liệu công khai để có cái nhìn sâu sắc về và thiết lập trạng thái hiện tại của nghiên cứu và tình trạng ứng dụng của các máy vít. Nghiên cứu liên quan trên các khía cạnh khác nhau, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của các máy vít bao gồm cấu hình rotor và các đặc tính hình học, mô hình nhiệt động học, rung động và tiếng ồn, bôi trơn và mài mòn, kiểm soát công suất và tỷ lệ thể tích tích hợp, và công nghệ phun chất lỏng. Trong khía cạnh mô hình nhiệt động học, các phương pháp hiện có, tức là mô hình thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm, mô hình khối, và mô hình CFD 3D, được áp dụng cho việc dự đoán hiệu suất và thiết kế tối ưu của các máy vít được tổng hợp. Sau đó, bài tổng quan đề cập đến tình trạng ứng dụng của các máy vít trong các lĩnh vực nén và mở rộng không khí, làm lạnh và bơm nhiệt, chu trình Rankine hữu cơ (ORC), và các ứng dụng phổ biến khác, với sự nhấn mạnh vào hiệu suất báo cáo và tiến bộ trong công nghệ của các máy vít. Cuối cùng, các kết luận và triển vọng cho nghiên cứu tương lai trong lĩnh vực các máy vít được trình bày. Bài tổng quan cung cấp cho độc giả cái nhìn rõ về trọng tâm nghiên cứu và tiến trình trong lĩnh vực các máy vít.
Tối ưu hóa chiến lược sản xuất, điều kiện gia công và hoàn thiện của bánh quay phân cách Dịch bởi AI Machines - Tập 8 Số 1 - Trang 1
Fotios I. Stratogiannis, Nikolaos Galanis, Nikolaos E. Karkalos, Angelos P. Markopoulos
Các bánh quay là thành phần quan trọng nhất của máy bơm, vì chúng trực tiếp xác định hồ sơ vận tốc của chất lỏng chảy qua máy bơm và hiệu suất của nó. Do hình dạng phức tạp của các bánh quay, chúng đặt ra một thách thức lớn cho nhà sản xuất trong việc chế tạo chúng với độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt tốt nhất có thể, đồng thời đạt được thời gian gia công ngắn. Trong bài báo này, các quy trình gia công để sản xuất một bánh quay phân cách đã được thiết kế và thực hiện cho trường hợp bánh quay phân cách dòng chảy nửa kín với đầu vào đơn. Đầu tiên, các chiến lược phay tốt nhất, điều kiện cắt tối ưu và dụng cụ cắt phù hợp đã được chọn cho từng giai đoạn gia công ba giai đoạn, bao gồm: gia công thô, gia công bán hoàn thiện và gia công hoàn thiện. Sau đó, một cuộc điều tra thực nghiệm đã được thực hiện, đặc biệt là để xác định các điều kiện quá trình tối ưu trong quá trình hoàn thiện các cánh của bánh quay, sử dụng hệ thống lôgic Taguchi L16. Sau khi phân tích độ nhám bề mặt cho 16 thí nghiệm được thực hiện, đã phát hiện ra rằng các thông số quan trọng nhất là tốc độ trục chính và bước ăn. Hơn nữa, các cài đặt tối ưu đã được xác định là tốc độ trục chính tối đa và giá trị bước ăn mỗi răng thấp nhất, và một mô hình hồi quy liên kết các thông số quá trình với độ nhám bề mặt đã được thiết lập với độ chính xác cao.
#bánh quay #máy bơm #gia công #điều kiện tối ưu #độ nhám bề mặt
Phát triển một Robot Cá Mới với Hệ Thống Truyền Động Từ Tính Dịch bởi AI Machines - Tập 10 Số 9 - Trang 755
Donato Romano, Akshat Wahi, Marco Miraglia, Cesare Stefanini
Trong nghiên cứu này, một con cá robot được phát triển với cảm hứng từ các loại bơi carangiform. Thiết bị này giới thiệu một hệ thống truyền động mới sử dụng tương tác từ trường của nam châm vĩnh cửu để đảm bảo khả năng chống nước và ngăn ngừa mọi quá tải cho cấu trúc và động cơ điều khiển. Cơ chế này chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động dao động. Hệ thống dao động này, cùng với cơ chế kéo bằng dây của đuôi, tạo ra sóng đi cần thiết trong cá robot. Con cá robot bơi tự do hoàn chỉnh, có chiều dài 179 mm và khối lượng chỉ 77 g, đã có khả năng duy trì tư thế đúng và độ nổi trung tính trong nước. Nhiều thí nghiệm đã được thực hiện để kiểm tra hiệu suất của cá robot. Nó có thể bơi với tốc độ tối đa là 0,73 chiều dài cơ thể mỗi giây (0,13 m/s) với tần số đập đuôi là 3,25 Hz và mức tiêu thụ điện năng là 0,67 W. Hơn nữa, cá robot đã chạm đến giới hạn trên của phạm vi bơi hiệu quả, được thể hiện qua số Strouhal không có kích thước: 0,43 tại tần số đập đuôi 1,75 Hz. Năng lượng thấp nhất cần để di chuyển 1 mét là 4,73 Joules cho mẫu thử nghiệm cuối cùng. Các công việc trong tương lai sẽ tập trung vào việc trang bị cho robot khả năng tự cung cấp năng lượng và điều hướng, cũng như kiểm tra tiềm năng của nó cho các ứng dụng thực tế như giám sát môi trường và tương tác giữa động vật - robot.
Công Trình Nghiên Cứu Ban Đầu Về Đặc Trưng Của Sản Xuất Bổ Sung (In 3D) Sử Dụng Phân Tích Hình Ảnh Bằng Phần Mềm Dịch bởi AI Machines - Tập 3 Số 2 - Trang 55-71
Jeremy Straub
Một thách thức hiện tại trong sản xuất bổ sung (thường được gọi là in 3D) là phát hiện các khuyết tật. Việc phát hiện khuyết tật (hoặc không có khuyết tật) trong sản xuất công nghiệp tùy chỉnh có thể là yếu tố quan trọng về an toàn và giảm hoặc loại bỏ nhu cầu kiểm tra các vật thể đã in. Trong in ấn tiêu dùng và nguyên mẫu, việc phát hiện khuyết tật sớm có thể giúp máy in thực hiện các biện pháp khắc phục (hoặc tạm dừng in và cảnh báo người dùng), ngăn chặn nhu cầu in lại các vật thể sau khi một lỗi nhỏ xảy ra. Bài báo này xem xét một phương pháp để phát hiện khuyết tật. Nó đặc trưng cho hiệu quả của việc sử dụng một hệ thống đa camera và phần mềm xử lý hình ảnh để đánh giá tiến độ in (do đó phát hiện các khuyết tật trong việc hoàn thành) và chất lượng. Các ứng dụng và suy diễn tiềm năng của loại hệ thống này cũng được thảo luận.
Phát triển các loại kỹ thuật điều chế độ rộng xung độc lập cho bộ biến tần nguồn điện ba pha Dịch bởi AI Machines - - 2023
Nguyen, Minh Hoang, Kwak, Sangshin, Choi, Seungdeog
Các phương pháp điều chế độ rộng xung không liên tục (DPWM) đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp nhằm giảm thiểu tổn thất tổng thể, từ đó giảm bớt căng thẳng nhiệt tương ứng lên các công tắc điện của bộ chuyển đổi. Tuy nhiên, quá tải nhiệt cục bộ có thể phát sinh do các điều kiện lão hóa khác nhau của các thiết bị bán dẫn hoặc sự cố trong hệ thống làm mát. Điều này dẫn đến giảm độ tin cậy của hệ thống chuyển đổi do thời gian sử dụng dự kiến thấp của các công tắc hoặc chân pha đã lão hóa nhiều nhất. Trong bài báo này, các chiến lược DPWM đã được điều chỉnh để kiểm soát độc lập tổn thất chuyển mạch theo từng pha được giới thiệu nhằm giải quyết vấn đề này. Các kỹ thuật DPWM theo từng pha được đề xuất được tạo ra bằng cách sửa đổi các phương pháp DPWM ba pha truyền thống để giảm thiểu tổn thất chuyển mạch ở một chân cụ thể, trong khi hiệu suất đầu ra không bị suy giảm. Bài báo báo cáo về hiệu suất đầu ra, bao gồm độ méo hài tổng của dòng điện đầu ra (THD) và tổn thất công suất của các thiết bị chuyển mạch, phân tích các chiến lược DPWM đã được điều chỉnh khác nhau để kiểm soát độc lập tổn thất chuyển mạch theo từng pha, có thể áp dụng cho bộ biến tần nguồn điện ba pha hai mức (2L3P VSI). Các kết quả được so sánh với kỹ thuật PWM liên tục tương ứng để xác minh và phân tích tính hiệu quả và chính xác của các chiến lược DPWM đã được điều chỉnh cho việc kiểm soát độc lập tổn thất chuyển mạch theo từng pha.
