永磁電動機(jī)相比其他類型的電動機(jī)其性能指標(biāo)突出，將廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。但是隨著電機(jī)工業(yè)朝著大容量、高功率密度、小體積的趨勢發(fā)展，永磁電動機(jī)溫升與其它各項指標(biāo)在配合上發(fā)生了分歧。為了解決這些問題，就要對永磁電機(jī)進(jìn)行合理的冷卻設(shè)計及溫度計算。永磁電機(jī)的溫升計算除了要考察定子繞組處的受熱，同時也要兼顧永磁體的溫度情況‰本文對永磁電機(jī)的溫度計算及冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了如下分析設(shè)計： 首先，通過電磁學(xué)與傳熱學(xué)、流體力學(xué)等邊緣學(xué)科，對永磁電機(jī)進(jìn)行溫度場分析。其中對自冷徑向永磁電機(jī)溫度場進(jìn)行詳細(xì)地分析與計算。利用等效熱網(wǎng)絡(luò)法，即離散網(wǎng)格，使參數(shù)集中化，列出方程組，解出各剖分點的溫度值。采用與其相對應(yīng)的經(jīng)驗公式及實驗結(jié)果確定永磁電機(jī)的散熱系數(shù)。 其次對徑向永磁電機(jī)的損耗分布進(jìn)行說明，不僅從數(shù)量上對槽內(nèi)繞組損耗和端部繞組損耗做出了區(qū)分，而且從理論上對定子軛部和定子齒部的損耗進(jìn)行分析，以確保在損耗分布上盡量使誤差減少。其次利用ANSYS、ANSOFT軟件，采用有限元方法對永磁電機(jī)穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)時的溫度分布情況進(jìn)行分析。利用上述方法對TYJS機(jī)床電機(jī)4.4kW-3000進(jìn)行分析，比較其理論值與實驗值之問的誤差，結(jié)果比較滿意。 最后，本文對5kW-450雙定子-單轉(zhuǎn)子盤式電機(jī)的溫度場進(jìn)行分析。由于徑向電機(jī)與盤式電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，分別對盤式電機(jī)的損耗分布、散熱系數(shù)的求取等不同之處與徑向電機(jī)進(jìn)行比較。對盤式電動機(jī)外部冷卻系統(tǒng)的設(shè)計上，采用假定系數(shù)法，反推風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，合理地設(shè)計了該樣機(jī)的冷卻系統(tǒng)。通過以上的分析，能夠較準(zhǔn)確計算電機(jī)的溫度值，從中得出其局部過熱點。這樣給電機(jī)的改進(jìn)和研制都帶來了方便。
上傳時間： 2013-06-14
上傳用戶：szchen2006
盤式永磁電機(jī)因其較高的轉(zhuǎn)矩密度和良好的動態(tài)響應(yīng)特性，在各種驅(qū)動、伺服和控制領(lǐng)域得到了迅速的推廣和應(yīng)用。本文針對盤式永磁同步電動機(jī)的設(shè)計展開研究，所做工作主要包括以下幾個部分： 首先，從電機(jī)的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機(jī)和徑向永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度進(jìn)行了比較，得到了兩種電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度的變化關(guān)系。推導(dǎo)了六相盤式永磁同步電動機(jī)的電樞反應(yīng)電抗、槽漏抗等的計算公式，同時也給出了這些參數(shù)相應(yīng)的有限元計算方法，兩種計算結(jié)果基本一致。并且在對多極少齒結(jié)構(gòu)電機(jī)的漏磁系數(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了該類電機(jī)的漏磁系數(shù)的計算方法。 其次，采用了針對六相電機(jī)的22極24槽結(jié)構(gòu)，使得電機(jī)的主要尺寸減小，電機(jī)定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進(jìn)行優(yōu)化，可使得永磁電機(jī)氣隙磁密波形畸變率減小，進(jìn)而降低的轉(zhuǎn)矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律。 通過對盤式永磁電機(jī)的磁場分布特點的研究，編寫了分環(huán)法盤式永磁電機(jī)電磁設(shè)計程序。通過對樣機(jī)設(shè)計值與實驗值比較，不斷對盤式永磁電動機(jī)的電磁程序進(jìn)行完善和修正，目前已經(jīng)形成了一個比較實用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子盤體進(jìn)行剛度計算，并且也對電機(jī)的定子進(jìn)行了固有頻率的計算，保證了電機(jī)的可靠運行。 最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計制造了一臺5kW的雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的盤式永磁同步電動機(jī)樣機(jī)并做了詳細(xì)的實驗，實驗結(jié)果與理論分析基本一致。
標(biāo)簽： 高功率密度 永磁同步電動機(jī)
上傳時間： 2013-07-29
上傳用戶：acon
永磁無刷直流電動機(jī)具有慣量小、控制簡單、動態(tài)性能好等優(yōu)良特性，因此在航天、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無刷直流電機(jī)在國外已經(jīng)成功應(yīng)用于對系統(tǒng)要求較高的場合，近年來在國內(nèi)也引起了廣泛的興趣。本課題針對輪式機(jī)器人，設(shè)計了無刷直流電動機(jī)并設(shè)計相應(yīng)控制系統(tǒng)。 首先，本課題分析了機(jī)器人用無刷直流電動機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、繞組連接，并對三相無刷直流電動機(jī)星角接工作方式進(jìn)行比較，按照無刷直流電動機(jī)兩種模式運行、多極分?jǐn)?shù)槽等特點進(jìn)行局部設(shè)計。最終以爬坡時狀態(tài)為參考，經(jīng)過多次計算得到無刷直流電動機(jī)的初始設(shè)計方案。 其次，為了提高設(shè)計的可靠性及設(shè)計成本，本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來對所設(shè)計的電磁設(shè)計方案進(jìn)行驗證。應(yīng)用Maxwell 2D軟件進(jìn)一步對設(shè)計方案進(jìn)行分析和校驗，以校核仿真結(jié)果參數(shù)能否與設(shè)計方案相吻合。 最后設(shè)計了無刷直流電動機(jī)的PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)并對無刷直流電動機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。控制系統(tǒng)CPU采用PIC16F877單片機(jī)，它能夠提供最佳的性能價格比。系統(tǒng)采用IGBT 專用柵極驅(qū)動集成電路IR2130，來控制系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)仿真采用MATLAB/SIMULINK軟件，檢驗所設(shè)計電機(jī)在系統(tǒng)中的性能。 結(jié)論，本課題主要包括五部分：無刷直流電動機(jī)繞組連接分析，初始數(shù)據(jù)方案設(shè)計，Maxwell對電磁設(shè)計方案進(jìn)行驗證，設(shè)計PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)，應(yīng)用MATLAB對電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通過這五部，本文完成了輪式機(jī)器人用無刷直流電動機(jī)進(jìn)行設(shè)計及相應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計。
標(biāo)簽： 輪式機(jī)器人 無刷直流電動機(jī)
上傳時間： 2013-07-28
上傳用戶：long14578
近年來，隨著永磁材料的發(fā)展，永磁同步電機(jī)應(yīng)用日益廣泛。永磁同步電機(jī)根據(jù)反電動勢和電流波形的不同，可分為梯形波永磁同步電機(jī)(無刷直流電機(jī))和正弦波永磁同步電機(jī)(永磁同步電機(jī))。正弦波永磁同步電機(jī)為實現(xiàn)其正弦波驅(qū)動控制需要連續(xù)的轉(zhuǎn)子位置信號，通常采用機(jī)械位置傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等)，機(jī)械位置傳感器雖可以提供高精度的轉(zhuǎn)子位置信息，但其體積大，價格高，增加了轉(zhuǎn)子的慣量，且性能易受環(huán)境因素的影響，限制了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用場合。近年來受到廣泛的關(guān)注的無位置傳感器技術(shù)，是通過檢測反電動勢(電壓)或電流等過零點獲取轉(zhuǎn)子的位置信號，此技術(shù)雖取消了機(jī)械位置傳感器，但存在控制復(fù)雜，位置檢測精度不高，運行轉(zhuǎn)速范圍受到限制等問題。為解決上述問題，本文研究采用低成本的低分辨率位置傳感器取代機(jī)械位置傳感器，通過位置估算法得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號，以實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的正弦波驅(qū)動控制問題。 首先，本文分析了傳統(tǒng)的采用位置區(qū)間的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度實現(xiàn)位置估算法的原理，針對其不足提出了一種改進(jìn)的方法，該法通過對位置區(qū)間初始速度的估算，可以顯著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三種位置估算法的Matlab仿真模型，并對其進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明：改進(jìn)位置估算方法即使在加減速等動態(tài)性能過程中也能保持較小的位置誤差，性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。 其次，完成了以TI公司的數(shù)子信號處理器(DSP)TMS320LF2407A為主控芯片，以IR公司IR2110為驅(qū)動芯片采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計和調(diào)試工作。探討了正弦波永磁同步電機(jī)在采用無電流傳感器的電流開環(huán)控制時的控制策略問題。在此情況下電壓相位角φ對電機(jī)運行性能有重要的影響，為得到最佳的φ=f(ω)曲線，需根據(jù)負(fù)載特性進(jìn)行優(yōu)化。 最后，完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)的軟件設(shè)計，文中詳細(xì)討論了位置估算程序和實現(xiàn)SVPWM程序的設(shè)計和調(diào)試，并對其進(jìn)行了實驗驗證。
上傳時間： 2013-07-23
上傳用戶：shwjl
風(fēng)機(jī)的耗電量占全國總發(fā)電量的40﹪左右，是全國耗電最大的工業(yè)裝備，而且運行效率比國外低10﹪～30﹪。因此在風(fēng)機(jī)(及水泵)上實行節(jié)能、節(jié)電、降耗是一個緊迫的任務(wù)，對緩解我國電能的供需矛盾、推進(jìn)我國現(xiàn)代化建設(shè)、縮小我國和發(fā)達(dá)國家的差距具有非常現(xiàn)實和深遠(yuǎn)的意義。 小型風(fēng)機(jī)(1～10千瓦)特點是：單臺的耗電量很小，但是數(shù)量巨大，因此降低這些小型風(fēng)機(jī)的耗電量同樣具有十分深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)意義。但在這一領(lǐng)域的節(jié)能研究一直未能得到充分重視。 本論文提出一種用于驅(qū)動小功率風(fēng)機(jī)的永磁無刷直流電機(jī)，通過調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量從而達(dá)到節(jié)能的目的。永磁無刷直流電機(jī)是近年隨著電力電子技術(shù)和永磁材料的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來的一種新型電機(jī)。它用一套電子換向裝置代替了有刷直流電動機(jī)的機(jī)械換向裝置，即克服了有刷直流電動機(jī)機(jī)械換向帶來的一系列缺點，又具備直流電動機(jī)運行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多特點，因此在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 本論文從永磁材料、磁體結(jié)構(gòu)、充磁方式、繞組分布、極弧系數(shù)等方面分析了風(fēng)機(jī)外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計要求，給出永磁無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)、原理及一般設(shè)計要求；根據(jù)風(fēng)機(jī)電機(jī)的驅(qū)動要求，設(shè)計制造外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)用鐵氧體永磁無刷直流電機(jī)樣機(jī)；針對風(fēng)機(jī)用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)速及各種保護(hù)要求，基于降低成本的原則，設(shè)計制造永磁無刷直流電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)。這一設(shè)計為基于專用集成芯片的小功率無刷直流電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了試制、調(diào)試及試驗。實驗表明了系統(tǒng)具有簡單和優(yōu)越的控制性能，適于小功率無刷直流電機(jī)的控制。 樣機(jī)實測數(shù)據(jù)表明外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機(jī)用于驅(qū)動小功率風(fēng)機(jī)具有良好的性能、較低的成本，具有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：sunzhp
自上世紀(jì)初以來，電力發(fā)電、輸配電系統(tǒng)都是三相系統(tǒng)。因此，大多數(shù)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都是由三相電機(jī)與三相變頻器構(gòu)成的。但是目前三相電機(jī)的地位已經(jīng)受到一定的挑戰(zhàn)，一是在低壓大功率的傳動場合，二是在對系統(tǒng)可靠性要求很高的場合。而多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)除了可以用低壓功率器件實現(xiàn)大功率等級外，具有多相冗余結(jié)構(gòu)使調(diào)速系統(tǒng)的可靠性得以改善。因此，多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究受到日益廣泛的關(guān)注。 和常規(guī)的三相感應(yīng)電機(jī)相比多相感應(yīng)電機(jī)有著許多優(yōu)點，例如多相感應(yīng)電機(jī)在一相或多相定子繞組開路和短路時仍然可以起動或繼續(xù)運行，轉(zhuǎn)矩脈動小，轉(zhuǎn)子損耗小，運行性能好，可以在不提高相電壓的情況下增加電機(jī)的容量，比較適合應(yīng)用于艦艇推進(jìn)系統(tǒng)等方面。 本文在傳統(tǒng)的三相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，致力于研究多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，以多相感應(yīng)電機(jī)為主要研究對象，進(jìn)行了深入的研究，主要包括以下幾個方面： 1、對多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作了較為全面的綜述，介紹了多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的特點和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 2、研究了多相感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。從電機(jī)的繞組連接方式入手，對多相感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行了諧波分析，從理論上證明了多相電機(jī)相對于三相電機(jī)在減小諧波含量方面的優(yōu)越性，同時探討了多相感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。 3、在三相感應(yīng)電機(jī)電磁設(shè)計程序的基礎(chǔ)上整理推導(dǎo)了多相感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計程序，并用Visual C＋＋編程語言開發(fā)了多相感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計軟件。 4、對多相感應(yīng)電機(jī)的電磁場進(jìn)行了詳細(xì)的分析，運用電磁場有限元分析軟件Maxwell 2D對本論文中的樣機(jī)的瞬態(tài)磁場進(jìn)行分析，分析結(jié)果同用VC所編寫的電磁設(shè)計程序的計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗證了所設(shè)計樣機(jī)數(shù)據(jù)的合理性。
標(biāo)簽： 多相 感應(yīng)電機(jī)
上傳時間： 2013-07-30
上傳用戶：是王洪文
隨著電機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何測試、分析和抑制電機(jī)振動和噪聲，越來越受到人們的廣泛關(guān)注。虛擬儀器技術(shù)，相比于傳統(tǒng)儀器擁有性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點，在工程測試等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。因此，結(jié)合虛擬儀器技術(shù)，建立電機(jī)噪聲和振動的測試分析系統(tǒng)是一種可行的解決途徑。 本文將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于電機(jī)的噪聲和振動問題，建立了基于虛擬儀器的電機(jī)噪聲振動測試分析系統(tǒng)。全文主要研究工作分為三部分：前兩部分分別研究了系統(tǒng)的硬件和軟件組成，建立了完整的硬件和軟件系統(tǒng)；第三部分進(jìn)行了噪聲振動實驗研究，驗證了系統(tǒng)的正確性和有效性。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1．硬件部分。探討了系統(tǒng)的硬件組成，建立了以傳感器、信號調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡為核心的測試系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件部分是正確采集電機(jī)噪聲和振動信號的關(guān)鍵，是測試分析的基礎(chǔ)。 2．軟件部分。用LabVIEw虛擬儀器編程語言完成了軟件部分的設(shè)計，實現(xiàn)了信號采集、顯示、處理、診斷、打印報告等一系列功能。針對電機(jī)噪聲振動的復(fù)雜性，建立了以快速傅里葉變換、功率譜函數(shù)分析、分?jǐn)?shù)倍頻譜分析、小波分析等信號處理方法為核心的信號分析處理功能，并用最小二乘支持向量機(jī)實現(xiàn)了電機(jī)故障診斷功能。 3．實驗研究。實驗驗證了系統(tǒng)的信號采集、信號分析和故障診斷的正確性。構(gòu)造三類電機(jī)故障，實驗研究了采用最小二乘支持向量機(jī)進(jìn)行故障診斷的有效性。 在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上，提出了該電機(jī)噪聲和振動測試分析系統(tǒng)有待深入研究的若干問題。
上傳時間： 2013-07-22
上傳用戶：hainan_256
異步起動永磁同步電動機(jī)有別于調(diào)速永磁同步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子上設(shè)有起動繞組，具有在某一頻率和電壓下的自行起動能力，同傳統(tǒng)的三相感應(yīng)電動機(jī)相比，具有在寬負(fù)載范圍內(nèi)效率高、功率因數(shù)高的優(yōu)點，符合國家“節(jié)能環(huán)保”的指導(dǎo)方向，有廣泛的應(yīng)用前景。 這種電機(jī)自問世以來，就受到普遍關(guān)注與重視，經(jīng)過二十幾年的研究與發(fā)展，三相異步起動永磁同步電動機(jī)的設(shè)計技術(shù)逐漸成熟，并且已經(jīng)開始被用于某些工業(yè)場合，但由于轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計方法尚不完善，因而一直以來未得到大范圍內(nèi)的推廣和應(yīng)用。 本課題以此為切入點，以小功率三相異步起動永磁同步電動機(jī)的批量生產(chǎn)為目標(biāo)，本著轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)盡可能簡單、加工工藝盡可能簡化、同時電機(jī)性能盡可能提高的原則，對異步起動永磁同步電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行研究。在研究過程中，作者應(yīng)用Maxwell、Magneforce和Magnet等電機(jī)設(shè)計仿真軟件，系統(tǒng)分析了永磁體的嵌放深度、定轉(zhuǎn)子的齒槽配合、以及定轉(zhuǎn)子的磁路飽和等問題對電機(jī)性能的影響，最終設(shè)計并制成一臺容量為1.1kW的四極徑向磁路式異步起動永磁同步電動機(jī)，樣機(jī)的性能測試實驗結(jié)果與仿真所得結(jié)果吻合，成本預(yù)算與各方面性能指標(biāo)均滿足設(shè)計需求。 在樣機(jī)制成后，作者進(jìn)一步對樣機(jī)的設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化，實驗結(jié)果證明所設(shè)計異步起動永磁同步電動機(jī)完全可以替代同規(guī)格的1.1kW，Y90S-4感應(yīng)電動機(jī)。
標(biāo)簽： 三相異步 起動 永磁同步電動機(jī)
上傳時間： 2013-07-31
上傳用戶：壞壞的華仔
隨著無刷直流電機(jī)在工業(yè)控制和家用電器等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，其傳統(tǒng)的帶位置傳感器無刷直流電機(jī)控制呈現(xiàn)出越來越多的局限性，由此，無位置傳感器控制便應(yīng)運而生，特別是“反電勢”法無位置傳感器控制逐漸受到了人們的青睞，并成為無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究熱點及發(fā)展主流。 論文在詳細(xì)介紹了無刷直流電機(jī)的運行原理及數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對反電勢過零檢測法無位置傳感器控制的原理以及過零檢測電路的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。由于在零速或低速時電機(jī)反電勢為零或很小，基于反電勢的控制方法都需要特殊的起動技術(shù)，本文在分析常有起動方法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出了一種新的起動方法一轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)起動法，該起動方法包括轉(zhuǎn)子零初始位置檢測、轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)加速以及切換至反電勢法運行三個步驟，并通過仿真和實驗證明，與傳統(tǒng)的三段式起動方法相比，該起動方法具有更優(yōu)良的起動性能。同時，本文還對反電勢法無位置傳感器控制的檢測誤差及干擾影響進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析，并提出了相應(yīng)的誤差補(bǔ)償及干擾抑制措施。 最后，確立了以MC56F805為核心的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，搭建了相應(yīng)的硬件實驗平臺。在Codewarrior集成開發(fā)環(huán)境下完成了整個無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。實驗證明，所研制的試驗軟硬件平臺能很好地完成無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制功能，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、可靠性高。
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時間： 2013-07-21
上傳用戶：小眼睛LSL
隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，對于數(shù)字化焊機(jī)系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點，本文開展了對數(shù)字化IGBT逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的研究工作，設(shè)計了數(shù)字化逆變焊機(jī)的主電路和控制系統(tǒng)的硬件部分。 本文首先介紹了“數(shù)字化焊機(jī)”的概念，分析了數(shù)字化焊機(jī)較傳統(tǒng)的焊機(jī)的優(yōu)勢，然后結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化焊機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展形勢，針對數(shù)字信號處理技術(shù)的特點，闡明了進(jìn)行本課題研究的必要性和研究內(nèi)容。文章隨后列出了整個數(shù)字化逆變焊機(jī)的設(shè)計思路和方案，簡要介紹了數(shù)字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點，較為詳細(xì)地解釋了以DSP為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計過程。根據(jù)弧焊電源控制的要求，選擇了控制器的DSP型號。 逆變焊機(jī)的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結(jié)構(gòu)(逆變頻率20KHz)，由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設(shè)計要點及元件的選型和參數(shù)的計算，并對所設(shè)計的主電路進(jìn)行了Matlab計算機(jī)仿真研究。 在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU，由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點，為弧焊逆變器控制系統(tǒng)真正實現(xiàn)數(shù)字化提供了條件。在DSP最小系統(tǒng)、電壓電流采樣調(diào)理模塊、保護(hù)模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對整個焊接電源進(jìn)行了實時的閉環(huán)控制與焊接過程的實時監(jiān)控。控制電路采用脈寬調(diào)制方式(PWM)進(jìn)行輸出控制，即：控制IGBT的導(dǎo)通時間來實現(xiàn)焊機(jī)輸出功率與輸出特性的控制。設(shè)計了專門的“分頻電路”，DSP輸出的控制脈沖經(jīng)過“分頻電路”分成兩路后，再經(jīng)IGBT專用驅(qū)動模塊M57959L，進(jìn)行功率放大后，觸發(fā)IGBT。DSP對輸出電流和電弧電壓進(jìn)行實時采樣，采用離散的PI控制算法計算后，輸出相應(yīng)的控制量來實時調(diào)節(jié)IGBT驅(qū)動脈沖的脈寬，進(jìn)而調(diào)制輸出電流，達(dá)到控制焊機(jī)輸出的目的。 經(jīng)過實驗，得到了相應(yīng)的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅(qū)動的實驗波形，該控制系統(tǒng)基本符合逆變焊機(jī)的工作要求。 最后，在對本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上，對于本逆變焊機(jī)的進(jìn)一步完善工作提出了建議，為數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)今后更加深入的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-08-01
上傳用戶：x4587
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號-1
