基于平台的变速电动机方案开发性设计
基于平台的变速电动机方案开发性设计
基于平台的变速电动机方案开发性设计从家庭中常用的冰箱、洗衣机、洗碗机到工厂及加工厂的水泵和风扇、以及办公室里的空调系统,中小型电机都需要得到有效的控制。
在商业、工业和家庭环境中,我们对电动机的依赖无处不在,据估计电动机消耗的电能占据了全球电能消耗的50%以上。
然而,问题在于绝大部分电动机都不是非常有效,就像感应电动机、交直流两用电动机和不经济的电动机械驱动器那样效率低下。
考虑到环保、立法和商业,以及结合基于电动机设备消耗大量的能源,对于工程师来说很有必要找出改善电机效率的方法。
图1:IRS2136D系列产品功能方块图。
以冰箱为例,它大约占家用电能的15%,其中大部分电能被浪费在将热量泵出冰箱的过程中。
传统的冰箱所配备的单相感应电动机仅以全速工作,当(冰箱)内部温度上升到期望的温度时,压缩电机就相应启动;当达到期望的温度时,电动机就停止工作。
或以洗衣机为例,其中大部分电能被用于加热大量的水,从而进一步提高效率的办法可能是减少洗衣期间所需要的用水量。
再以空调为例,它是家庭和办公室中典型的、最大的电能消费者,里面可能有多个电动机(用于风扇和压缩机),增加了浪费电能的机会。
最近特别发布了相关的法令以提高周期性能效比(SEER),在中国这样的国家中,空调机的使用量在不过五年之间内就增长了大约400%。
变速电动机控制这些应用的共同点在于通过用基于逆变器的、变速、永磁同步电动机(PMSM)运动控制来替代传统的感应电动机(AM1),工程师可以设计出极高效率的电动机。
提高效率会降低营业成本,并满足了降低用电量的环保和立法的要求。
其它的好处在于:变速解决方案产生更小的声学噪音和电噪声;工作产生的振动更低;产品的可靠性更高及电动机的控制更精确。
工程师因而能将更多的功能设计到目标应用之中。
迄今为止,实现变速电动机面临的挑战是在不增加系统成本的情况下运用电动机控制技术。
这是个很大的挑战,因为变速解决方案需要更复杂精密的驱动和控制电路。
变速箱工程开发方案怎么写
变速箱工程开发方案怎么写一、引言变速箱是汽车的重要组成部件,直接影响汽车的性能和燃油经济性。
在汽车工程领域,变速箱的设计和开发是一个复杂而重要的工程项目。
本项目旨在开发一种性能优异、燃油经济性高的新型变速箱,以满足市场需求和提升汽车的竞争力。
本文将从市场需求、技术指标、开发流程、试验验证和质量保障等方面对变速箱工程开发方案进行详细阐述。
二、市场需求随着汽车行业的不断发展,消费者对汽车性能和燃油经济性的需求也日益增加。
因此,开发一种性能优异、燃油经济性高的新型变速箱具有重要意义。
根据市场调研,消费者对于变速箱产品的需求主要集中在以下几个方面:1. 性能:对于高速公路行驶以及爬坡加速等特殊路况的需求;2. 燃油经济性:对于节能环保的需求;3. 舒适性:对于换挡平顺、音响低等的需求;4. 可靠性:对于变速箱的耐久性和可靠性的需求。
基于以上市场需求,我们将围绕这些关键点进行变速箱的工程开发。
三、技术指标变速箱作为汽车的重要组成部件,其性能指标对整车的性能和燃油经济性起着至关重要的作用。
根据市场需求和技术发展趋势,我们制定了如下技术指标:1. 变速范围:能够满足不同驾驶路况的需求,包括高速公路、城市道路、山区路况等;2. 换挡平顺度:确保变速箱在换挡过程中的平顺度,减少颠簸和紊流感;3. 燃油经济性:目标是比同类产品提高5%以上的燃油经济性;4. 耐久性:确保变速箱具有良好的耐久性,能够在恶劣环境下长期使用。
以上技术指标将在变速箱的设计和开发过程中得到详细考量和验证。
四、开发流程在变速箱的设计和开发过程中,我们将遵循以下开发流程:1. 前期研发:进行市场调研,了解消费者需求和竞品情况,明确项目定位和技术方向;2. 概念设计:根据市场需求和技术指标,制定初步的概念设计方案,进行性能和成本分析;3. 详细设计:进一步完善产品设计,并结合实际应用场景,进行性能优化和成本控制;4. 试制样品:制作试制样品,并进行性能验证和仿真分析;5. 试验验证:在实际道路环境下进行试验验证,验证产品的实际性能和可靠性;6. 量产应用:最终生产出成品,并进行大规模应用和市场推广。
基于单片机控制步进电机恒变速系统的设计
基于单片机控制步进电机恒变速系统的设计作者:赵瑞林来源:《计算技术与自动化》2013年第03期作者简介:赵瑞林(1976—)男,陕西宝鸡人,副教授,硕士,研究方向:控制工程与控制理论。
(E-mail:zrl1976@)。
摘要:各种步进电机专用开发系统,适用于数控机床及某些特定条件及系统。
本文通过单片机为开发平台,对步进电机进行控制,主要介绍步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,其中在步进电机控制器的设计中,重点阐述脉冲产生电路以及对速度的控制,实现对步进电机速度精确控制的开发系统。
关键词:单片机;步进电机;恒变速控制系统中图分类号:TP273文献标识码:A1引言步进电机是一种将电脉冲转换成相应的角位移或线位移的电磁装置,它具有低价格,易实现调速,系统简单,能快速启动和停止,易定位准确,功率小等优点。
因此,它作为唯一能以开环结构用于数控机床中的电动机,在经济型数控机床系统获得了广泛的应用。
在早期的控制方案中,控制步进电机运转的时序脉冲由信号发生器产生,这种方式通用性差,成本高。
采用单片机控制,则可以很方便的使不同相数的步进电机按任意一种可行的通用方式进行控制。
本文就是实现的单片机对步进电机的数字控制系统。
在这个控制系统中,控制器是它的核心,因为它担负着产生脉冲,发送、接受控制命令的任务。
2系统总体方案硬件设计本系统选用89C51单片机为控制核心,由89C51,74LS373,EPROM2732等器件构成最小系统,扩展的2732用来存放程序和表格。
P1.0,P1.1,P1.2分别控制步进电机A,B,C各相绕线,89C51单片机的P1口只能驱动三个LSTTL输入端,而被控制的步进电机要求高压,大电流,故在P1口后加驱动器,以便驱动脉冲功率放大级的复合晶闸管,使电机绕组的静态电流达到驱动电流。
此外考虑到计算机的抗干扰能力及安全,将计算机与驱动器之间加上隔离接口[1]。
系统硬件图如图1所示。
通过上面的系统框图,我们可以看到本系统主要由四部分组成,即步进电机控制器,步进电机驱动电源,步进电机和LED状态显示,本文着重介绍步进电机控制器,步进电机驱动电源,LED显示状态三部分。
新能源汽车电动变速器的设计与优化
新能源汽车电动变速器的设计与优化新能源汽车作为未来汽车发展的主流方向之一,其电动变速器的设计和优化显得尤为重要。
变速器作为电动车的关键部件,直接影响到车辆的性能、效率和驾驶体验。
因此,如何设计和优化新能源汽车电动变速器,成为了当前研究的热点之一。
一、新能源汽车电动变速器的发展历程新能源汽车电动变速器作为新兴技术,其发展历程相对较短。
最早期的电动汽车并没有采用变速器,而是直接通过电动机驱动车辆。
随着电动汽车的发展,人们逐渐意识到单速电动汽车在速度范围和效率上存在一定的局限性,因此开始探索采用变速器来提高车辆的性能和效率。
目前,新能源汽车电动变速器的发展经历了从单速到多速、从机械变速到电子变速的演变过程,技术逐渐成熟,性能也逐步提升。
二、新能源汽车电动变速器的设计原理1. 变速器的基本结构新能源汽车电动变速器的基本结构包括电动机、减速器、变速机构和控制系统等部分。
其中,电动机作为驱动源,直接影响着车辆的动力输出;减速器用于将电动机的高速旋转转换成车轮的低速高转矩;变速机构则用于调节车辆的速度和转矩,以满足不同驾驶条件下的需求;控制系统则负责监测和调节整个系统的工作状态,确保其正常运行。
2. 变速器的工作原理在新能源汽车中,电动变速器的工作原理主要包括电机的转速控制、齿轮组的传动和换挡机构的操作。
电机的转速控制通过控制电机的电流和电压来实现,以实现整车速度的调节;齿轮组的传动通过不同齿轮比将电动机的高速旋转传递给车轮;换挡机构通过控制离合器或制动器来实现换挡操作,以适应不同驾驶情况下的速度和转矩需求。
三、新能源汽车电动变速器的优化方法1. 结构优化新能源汽车电动变速器的结构优化是提高整个系统性能的重要手段。
通过优化传动比、减小传动间隙、提高传动效率等方法,可以提高系统的功率密度、效率和可靠性,实现更优秀的性能表现。
同时,还可以采用模块化设计和可配置化等手段,提高系统的灵活性和可维护性。
2. 控制优化控制系统对于电动变速器的性能和效率同样至关重要。
基于单片机电机运动控制系统设计
基于单片机的电机运动控制系统设计摘要:为了使电动机能有更高的工作效率,简化电动机的操作,文章通过对步进电机的实时控制方式及工作原理进行研究,用at89c51单片机做控制系统核心,结合步进电机的工作方法制定出电机运动控制系统的设计方案。
此方案可通过修改电机驱动电路及相应单片机程序来应用到所有的电机控制系统当中。
方案设计合理,有不错的实际应用价值。
关键词:at89c51;步进电机;运动控制系统中图分类号:tm383.6文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2013) 06-0000-02由于现代工业化的需求,当前工业生产当中一般都使用步进电机来替代普通电机,以满足生产当中的准确度和可控性,传统电机一般只应用于手控操作,在这里不进行过多研究。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机,一般情况下,步进电机的转速和转矩都是可控的。
本文就以应用步进电机为前提来设计电机运动控制系统。
1步进电机是如何工作的以及如何对其进行控制1.1步进电机的具体概念。
根据不同的转子结构和材料,步进电机统共分为混合式、永磁式以及反应式三个类别。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机,在一般情况下,电机只根据电脉冲信号的频率、强弱和对不同相位定子绕组的信号输入顺序来改变电机运转的速度和方向,而不会由于其负载较大而影响它的运动状态。
它的转动幅度有一个最小的单位,每当接收到一个脉冲信号,电机就会转动这样一个最小单位,因此可以通过脉冲信号的输出方式来对步进电机的工作量进行精确控制,并且可以通过一系列算法来实时监控步进电机的运转状态。
1.2步进电机时如何进行工作的。
步进电机的工作主要是靠对电流的感应,所以,依靠供电电路的支持,将普通的直流电转变为按照一定频率,一段一段地对电机供电,而且仅有在这种一段一段的特殊直流电下,步进电机才能够正常工作。
这种特殊的直流电供电方式叫做分时供电,而提供分时供电的设备就是驱动器。
基于单片机的遥控无极变速电动云台设计
右
云 台控 制 装厦
改 变 电 动 机 的 转 动 方 向 , 常 采 用 图 3的 H 型驱 动 电 通
路来 实现 , 当三 极管 Q 与 Q , 饱 和导 通 时 , 流 电动 直 机 电枢 正 向导 电 , 电动机 正转 ; 当三极 管 Q 与 Q 饱
图 1 电动 云 台遥 控 操 作 装 置 示 意 图
视 对象 实现 运 程 监 控 ( 图 1 。但 目前 电 动 云 台上 的 电 动 如 ) 机是 陀 机 , 机 接 受 遥 控 接 收 器 的 信 号 转 动 从 而 控 制 云 台 上 陀
的相 机 的水 平 位 置 与 旋 转 的角 度 , 陀 机 并 不 能 根 据 遥 控 器 但 的操 作 手 杆 的位 置 来 改 变 转 速 , 的 转 速 是 恒 定 的 , 即 相 它 也 机 的位 置 变 化 是 一 个 固定 的速 度 变 化 。在 实 际拍 摄 时 , 望 希 相 机 既 能 够 快 速 的跟 踪 一 个 物 体 又 能 缓 慢 的转 动 拍 摄 一 个 连 续 的 画 面 , 然 , 过 陀 机 去 进 行 云 台 的 控 制 并 不 能 满 足 显 通 要 求 。 作 者 利 用 单 片 机 与 直 流 电动 机 调 速 技 术 设 计 出 一 种 无 极 变 速 电 动 云 台 , 过 遥 控 器 来 改 变 电动 云 台 直 流 电 动 机 通
收 稿 日 期 :2 1 —0 —2 00 4 9
作 者 简介 : 存 学 (9 2一) 男 , 北 随 州人 , 汉 大 学 文 理 学 院机 电 与 建 筑 工 程 学部 讲 师 , 姜 17 , 湖 江 主要 从 事 机 械 电 子 技 术 的 教 学与 研 究 。
车辆工程毕业设计62基于闭式功率流的汽车变速器试验台设计
第1章绪论1.1 课题的来源和意义我国汽车行业在全世界来说应该属于那种旭日东升,蓬勃发展的一种类型。
由于众所周知的原因,我国的汽车工业虽起步于上世纪50年代,但却踯躅于60年代,徘徊在70年代,直到改革开放我国政府提出把汽车工业作为支柱性产业重点发展,才开始快速发展。
正是由于这些曲折和波折,使我国汽车业的设计、制造、应用等各领域的技术水平均大幅落后于其他发达国家,汽车试验领域也是没有例外。
改革开放以来,受政策的支持和资金的扶持,以及各厂家和相关单位及院校的共同努力,我国的汽车工业大踏步向前发展,取得了不小的进步,我国的汽车产量在2003年已经跃居世界第5位,我国的技术水平也相应取得了飞速的发展,我国汽车的大量出口已指日可待。
作为汽车技术一部分的汽车试验领域也取得了一些显著成果。
由于一直紧跟国外先进汽车的试验研究方法,从理论上也达到了较高的水平,基本上达到了世界的平均水平,但是受到技术和成本的限制,尚未普遍应用于科研、教学和生产部门。
汽车零部件试验在汽车设计和制造领域占据重要的地位,因此试验台的种类也很多,有的结构简单,但耗费较高,有的现代化程度高,适合规模大、效益高的大型试验部门使用,但造价昂贵。
而一些小型科研单位以及高等院校受资金、场地、人员、环境等的影响,不可能采用上述那些要求较高的试验台。
本课题在于研究一种经济实用而且经久耐用,便于操作,占地较小,适合于室内安装的试验台,以供那些条件有限的单位使用。
[]1汽车变速器是汽车构造上的一个结构复杂、使用条件复杂、可靠性要求高的重要部件,因此从产品开发到生产直至使用都要对其进行大量的试验,以确定其各种性能参数,为汽车的生产、销售以及维修单位和汽车的使用者提供可靠的参考,防止出现重大的事故。
在此领域各国都在潜心研究,以不断提高试- 1验的准确性,从而提供更可靠的试验数据,为社会服务。
1.2 汽车试验装置的发展概况十九世纪下半叶,德国的戴姆勒-奔驰公司、法国的标致公司、美国的福特公司、意大利的菲亚特公司等先后生产出了第一辆汽车。
变速箱工程开发方案
变速箱工程开发方案一、变速箱的基本原理1. 变速箱的功能变速箱是负责调节发动机功率输出到车轮的传动装置,其主要功能是降低发动机转速以达到提高车速或者提高车速以达到降低发动机转速的效果。
通过不同的齿轮传动比例和摩擦装置来实现。
2. 变速箱的类型目前,主要的变速箱类型包括手动变速箱、自动变速箱和双离合器变速箱。
手动变速箱由司机手动操作,具有简单、可靠、经济等特点;自动变速箱由电控系统控制,具有便利、舒适等特点;双离合器变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的特点,具有高效、快速等优点。
3. 变速箱的工作原理变速箱通过换挡机构调整齿轮传动比例,实现转速、扭矩的调节。
手动变速箱通过操纵离合器和挡杆来实现换挡;自动变速箱通过液压系统和电控系统来实现换挡;而双离合器变速箱则通过双离合器系统来实现快速换挡。
二、变速箱工程的开发流程1. 前期市场调研在进行变速箱工程开发之前,需要对市场需求进行调研,了解用户对变速箱性能和品质的需求,同时也需要对竞品进行分析,确定自身产品的竞争优势。
2. 技术方案制定根据市场调研结果,制定变速箱的技术方案,包括传动系统、换挡机构、摩擦材料等方面的设计,同时也需要考虑到变速箱的成本、重量、散热等问题。
3. 部件设计和制造根据技术方案,进行各个部件的设计和制造,包括齿轮、轴承、离合器等部件的设计和加工。
4. 性能测试与优化进行变速箱的性能测试,包括传动效率、扭矩传递、换挡时间等方面的测试,根据测试结果进行相应的优化。
5. 试制样车制造根据优化方案,进行试制样车的制造,并进行道路测试和实车测试,验证产品的性能和可靠性。
6. 量产准备进行量产前的大规模生产准备工作,包括生产工艺的确定、零部件供应链的建立、员工培训等。
7. 量产生产进行变速箱的量产生产,确保产品的质量和交付进度。
8. 售后服务建立完善的售后服务体系,为用户提供及时的技术支持和维修服务。
以上是变速箱工程的开发流程,每个环节都需要严谨的工程管理和技术支持,以确保产品的质量和性能符合用户需求。
车辆动力系统架构设计方案
车辆动力系统架构设计方案背景与过去相比,现代车辆的驱动、转向、制动和辅助系统等都已经得到了极大的提高和创新。
随着技术不断进步和消费者需求变化,车辆动力系统的设计和开发已经成为一个复杂而重要的工作。
本文将介绍一种基于插电式混合动力的动力系统架构设计方案。
插电式混合动力系统插电式混合动力车是一种能够在电动模式和混合动力模式之间切换的车辆。
在电动模式下,车辆仅使用电池驱动,而在混合动力模式下,内燃机和电池都会提供动力。
插电式混合动力车辆比传统车辆更加环保,同时也拥有更好的燃油经济性能。
系统架构设计插电式混合动力的系统架构包括发动机、变速器、电动机、电池组、电控单元等组件。
下面我们将介绍各组件在该架构下的作用。
发动机发动机是车辆的主要动力来源,在混合动力模式下,发动机和电动机将共同提供动力。
考虑到环保因素,我们采用燃料效率更高的汽油发动机。
在电动模式下,发动机将处于关闭状态,只有在电池电量不足时才会启动以给电池充电。
变速器变速器用于控制车辆的速度和转向。
在该设计方案中,我们选用CVT(永磁电机柔性无级变速器)变速器。
该变速器不仅可以在传统的汽油车中使用,而且还可以与电池组和电动机配合使用,实现自动切换。
电动机电动机是插电式混合动力车辆中最重要的组件之一。
在电动模式下,电动机将提供车辆的全部动力,而在混合动力模式下,电动机将与发动机一同提供动力。
我们选用的电动机具有高效、省电、轻便等特点。
电池组电池组是储存电能的重要部分。
我们采用锂离子电池组,其重量轻、容量大、充电时间短、使用寿命长。
电池组的电压为400V,可以为车辆提供足够的电能。
电控单元电控单元是控制系统的核心,它将监测各个组件的状态,并调节和控制电动机和发动机的输出。
同时,电控单元还可以将能量回收到电池组中以提高其能源利用效率。
结论综上所述,插电式混合动力系统是一种高效、环保的动力系统架构。
在发动机、变速器、电动机、电池组和电控单元等组件的共同作用下,车辆可以以更加低碳的方式提供更好的性能和燃料经济性。
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器,通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来,能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度,越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造,引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机的转速,达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中,电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机转速.以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展,使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展,同时控制理论进步,变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善,响应速度快、节能显著等优点,现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
变速箱工程开发方案设计
变速箱工程开发方案设计一、项目开发背景随着汽车行业的不断发展,汽车的性能和舒适度要求也不断提高。
其中,变速箱是影响车辆性能和行驶舒适性的重要组成部分。
因此,变速箱的研发和设计具有非常重要的意义。
本文旨在对变速箱工程开发方案进行设计,以满足汽车行业不断增长的需求。
二、项目开发目标1. 提高汽车的燃油经济性和动力性能。
2. 提升变速箱的可靠性和耐用性。
3. 最大程度地提高变速箱的舒适度和驾驶体验。
4. 减少车辆运行中的能耗和排放量。
5. 缩短变速箱的开发周期,降低研发成本。
三、潜在市场及用户需求分析随着汽车市场的发展,消费者对车辆性能和舒适度的需求也在不断增加。
因此,变速箱作为汽车的重要组成部分,其性能和质量一直备受关注。
在电动汽车领域,变速箱也扮演着重要的角色,因此其相关技术也备受关注。
较好深度了解市场对变速箱技术开发的需求,才能更好地引导项目开发方向。
四、技术方案1. 自动变速箱采用先进的自动变速箱技术,能够提高车辆的燃油经济性和动力性能。
同时,自动变速箱的智能控制系统也能够提高驾驶的舒适度。
2. 双离合器变速箱双离合器变速箱的作动原理相对于传统的自动变速箱更加先进,能够提高车辆的加速性和燃油经济性,降低废气的排放量。
3. 齿轮设计优化通过对齿轮的设计优化,可以降低传动效率损失,提高变速箱的可靠性和耐用性。
4. 舒适性调控在变速箱的设计中加入多种舒适性调控方案,如智能变速、智能变速等,并结合智能驾驶技术,提高驾驶的舒适度。
五、开发过程与计划1. 技术研究与分析对变速箱的技术指标和工作原理进行研究和分析,了解市场需求,确定技术方案。
2. 方案设计根据市场需求和技术研究,设计具体的变速箱方案,包括传动结构设计、控制系统设计等。
3. 技术验证通过模拟仿真和实车测试验证设计的技术方案,找出其中的不足和问题。
4. 方案优化针对验证过程中的问题和不足,进行方案的优化改进。
5. 试制样机制造根据优化后的方案,进行试制样机的制造和调试。
基于单片机控制步进电机恒变速系统的设计
2 0 1 3年 9月
计 算
技
术 与 自 动 化
Vo 1 . 3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2。 NO . 3
Se p .2 0 1 3
Co m put i ng Te c h nol og y a n d Au t om a t i on
关键词 : 单片机 ; 步进 电机 ; 恒 变 速 控 制 系统 中图分类号 : T P 2 7 3 文献标识码 : A
Ba s e d o n Si n g l e ‘ c hi p S t e p pe r M o t o r Co n t r o l
S y s t e m De s i g n o f Co n s t a n t S pe e d
它 的核 心 , 因为 它担 负着 产生 脉 冲 , 发送 、 接受 控制
1 引 言
步进 电机是 一种 将 电脉 冲转 换 成 相 应 的角 位 移或 线 位移 的 电磁 装 置 , 它 具 有低 价格 , 易 实 现 调 速, 系 统 简单 , 能快 速 启 动 和 停 止 , 易 定 位 准确 , 功
8 9 C 5 1 , 7 4 L S 3 7 3 , E P R OM2 7 3 2等 器 件 构成 最 小 系 统, 扩展 的 2 7 3 2用来存 放 程 序 和表 格 。P 1 . 0 , P 1 .
1 , P 1 . 2分 别 控 制 步 进 电 机 A, B, C各 相 绕 线 ,
发平 台, 对 步 进 电机 进 行 控 制 , 主 要 介 绍 步 进 电机 控 制 器 、 驱 动 电路 和 L E D 显 示 电路 的设 计 , 其 中在 步 进 电 机 控 制 器 的设 计 中 , 重 点 阐 述 脉 冲 产 生 电路 以及 对 速 度 的 控 制 , 实 现 对 步进 电机 速 度 精 确 控 制 的 开 发 系统 。
基于Visual Basic开发机床主传动非常规变速系统的设计—对称型混合公比的传动系统(实例之一)
由几个变速组 顺 序 串联组 成 的机 床 主传 动链 ,如
所有 的传动元 件总 重量最 轻要 满 足二 个 要求 ,一 是 传 一 动顺 序在 前 的 级 比指 数 应 小 于 后 面 的 ,即传 动线 要 “ 前密后疏 ” ,二是传 动顺序 在前 的变速 组 的最小 传 动 比应大 于后 面 的,即降速要 “ 前缓后快 ” ; ()齿轮数量 少 :机 床 传 动 系统 中每 个 变 速组 的 3
时间和机床 载荷性质 ( 为了输出带轮直径 ) 。主传 动 的
=l 变成 l 0 ,则可获得对称型混 和公 比传 动系统 。 + ’ 系数 。 ’为 转速 图 上 主轴 高 端 和低 端按 大 公 比
=
几种 特殊变速方 式 的选择 等 ,根据 原始 数 据和一 些 约 束条件 ,最后 编程确定非 常规变速系统 的最佳结构 式 , 并用 查表法确 定 主轴 的各 级 转速 ,并输 出三角 带 的型
维普资讯
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9 2
《 机床与液压) 20.o2 02N .
基 于 vsa B s i 1 ai 发 机 床主 传 动 非常 规 变速 系统 的设 计 u c开 对称型混合公 比的传动系统 ( 实例之一)
— —
金 怡 果 ,龚 丽聪
( 州大学机械 系,福 州 300 ) 福 5 02
传动副数是 2或 3 ,整 个 传 动 系统前 面 的齿 轮数 要多 于后面 的齿 轮数 ;
主轴转 速呈连续 而不 重复 的等 比数 列 分布 的,称为 常 规变速系统 ,常规 变 速 系统满 足级 比规律 。若 不满 足 级比规律 的则 称非 常规变 速系统 。作 者运用  ̄sa B 。 ul a s 以下简称 v )工具 开发 Wi os友好 界面的机 床 i c( B nw d 主传动非常规 变 速 系统 ( 如交 换齿 轮 重复 转速 、混 合公 比 、背轮机构 等 )的设计 ,不 仅 使用 、操 作十 分 方便 ,而且有 助于金 属切 削机 床课 程 取得 更好 的教 学 效果 本文 以对 称 型混 合公 比的传 动系 统 为例 ,详 细 介绍其设计 过程 。对 称 型混和 公 比传 动系 统 是指其 主 轴转速 由公 比 ,( 小公 比)和 :
基于智能化的无级变速器的研究的大创申请书
基于智能化的无级变速器的研究一、引言在现代汽车工业中,传动系统是一个重要的组成部分。
传统的车辆采用的是手动变速器或者自动变速器,这些传动系统在车辆驾驶过程中需要手动或自动地切换不同的档位,以适应不同的速度和扭矩需求。
然而,这种传统的变速器存在一些问题,例如换档时的冲击、能效不高等。
为了解决这些问题,无级变速器逐渐应用于汽车领域。
无级变速器通过提供连续的传动比,可以使汽车在加速和减速过程中平稳过渡,提高驾驶舒适性和燃油经济性。
然而,目前的无级变速器在可靠性和效率方面仍然存在一些挑战。
本研究旨在通过应用智能化技术,提高无级变速器的性能和可靠性。
智能化无级变速器可以根据驾驶员的需求和路况实时调整传动比,以实现最佳的动力输出和能源利用。
二、智能化无级变速器的研究方法2.1 数据采集和分析为了研究智能化无级变速器的性能,我们将收集各种驾驶工况下的数据,包括车速、扭矩、油耗等。
通过对这些数据的分析,我们可以了解不同驾驶工况下的传动系统要求,为智能化控制算法的设计提供依据。
2.2 智能化控制算法设计基于数据分析的结果,我们将设计智能化控制算法,以实现智能化无级变速器的自适应调节。
通过引入模糊控制、神经网络等技术,我们可以实现无级变速器传动比的实时优化,并在不同的驾驶工况下进行自适应调整。
2.3 系统仿真和优化为了评估智能化无级变速器的性能,我们将进行系统仿真和优化。
通过建立数学模型,我们可以模拟不同工况下的传动系统行为,并根据实际驾驶需求进行性能优化。
三、智能化无级变速器的应用效果3.1 提高驾驶舒适性智能化无级变速器可以根据驾驶员的需求实时调整传动比,使汽车在加速和减速过程中平稳过渡,减少换档时的冲击感。
这将大大提高驾驶的舒适性和乘坐的平稳性。
3.2 提升燃油经济性智能化无级变速器能够根据路况和驾驶工况实时优化传动比,以最大限度地利用发动机的动力输出。
这将有效降低油耗,提升燃油经济性。
3.3 增强可靠性和耐久性智能化无级变速器可以通过实时监测传动系统的工作状态和健康状况,及时发现故障并采取相应措施。
基于MATLAB的异步电动机调速系统设计与仿真 (修改稿)
电能是人们日常生产生活不或缺的能源,并且在生活被浪费最多的能源也是电能,因此,充分有效利用电能并节省电力尤为重要,隐藏着非常巨大的技术发展空间。立足于节省控制能量这一方面,节省电动机控制能量扮演了一个非常重要的角色。各种类型的电动机是电能主要的使用者和生产者,我国电动机的年耗电量占了工业用电总量的80%以上。在电动机的运行维护过程中,功率电动机控制的效率很低,并且在其使用的过程中严重地浪费了大量的功率。近年来,我国在电机节能控制方面的投资增加,就是因为有巨大的潜力存在于电机调速的市场。
关于评价交流调速技术的优劣,不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是:(1)工作效率不能低;(2)调速平滑即无级调速;(3)调速范围要大;(4)调速产生的负面影响(如谐波、功率因数等)小;(5)成本不能太高。[10]
在对交流旋转速度的调整控制系统中,变频系统的调速技术是最佳且最稳定的交流旋转速度调整控制系统性能。对变频系统调速控制技术的开发与研究应用是目前在电机控制领域最有发展希望且实用的技术研究工作。用于控制交流频率的转换器完全可以是一整个的变频控制系统,频率变换行业的整个市场的发展潜力非常大。这里所说的"频率变换行业"不仅局限于交流频率变换器本身,还广泛地涵盖了与交流频率变换器系统控制技术密切相关的所有领域和行业。如交流速度的调整控制系统及系统控制、电力电子重要部件的控制系统驱动与安全保护、相关集成电路的批量生产与工业技术应用等。
基于单片机的PWM直流电机调速系统设计论文(附电路图、程序清单)
图 2.2 直流电机原理图
2.2 直流电机的调速方法
根据直流电机的基本原理,由感应电势、电磁转矩以及机械特性方程式可知,直 流电动机的调速方法有三种: (1)调节电枢供电电压 U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压, 从电动机额定转速向下变速,属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调 速的系统来说,这种方法最好。 大容量可调直流电源。 (2)改变电动机主磁通 。改变磁通可以实现无级平滑调速,但只能减弱磁通进 变化时间 变化遇到的时间常数较小,能快速响应,但是需要
第1章 引 1.1 概况
言
现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化,因此必然要与各种控制元 件组成的自动控制系统联系起来,而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。 在这一系统中可对生产机械进行自动控制。 随着近代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用,自动化电 力拖动正朝着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。以达到高速、优质、高效率 地生产。在大多数综合自动化系统中,自动化的电力拖动系统仍然是不可缺少的组成 部分。另外,低成本自动化技术与设备的开发,越来越引起国内外的注意。特别对于 小型企业,应用适用技术的设备,不仅有益于获得经济效益,而且能提高生产率、可 靠性与柔性,还有易于应用的优点。自动化的电力拖动系统更是低成本自动化系统的 重要组成部分。 在如今的现实生活中,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,其 中自动调速系统的应用则起着尤为重要的作用。虽然直流电机不如交流电机那样结构 简单、价格便宜、制造方便、容易维护,但是它具有良好的起、制动性能,宜于在广 泛的范围内平滑调速,所以直流调速系统至今仍是自动调速系统中的主要形式。现在 电动机的控制从简单走向复杂,并逐渐成熟成为主流。其应用领域极为广泛,例如: 军事和宇航方面的雷达天线、火炮瞄准、惯性导航等的控制;工业方面的数控机床、 工业机器人、印刷机械等设备的控制;计算机外围设备和办公设备中的打印机、传真 机、复印机、扫描仪等的控制;音像设备和家用电器中的录音机、数码相机、洗衣机、 空调等的控制。 随着电力电子技术的发展, 开关速度更快、 控制更容易的全控型功率器件MOSFET 和IGBT成为主流,脉宽调制技术表现出较大的优越性:主电路线路简单,需要用的功 率元件少;开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗和发热都较小;低速性能 好,稳速精度高,因而调速范围宽;系统快速响应性能好,动态抗扰能力强;主电路 元件工作在开关状态,导通损耗小,装置效率较高;近年来,微型计算机技术发展速
多级变速机课程设计
多级变速机 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解多级变速机的基本概念、工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能够掌握多级变速机的结构组成,了解各级变速比的计算方法。
3. 学生能够了解多级变速机的性能参数,如扭矩、转速、效率等,并能够进行简单的性能分析。
技能目标:1. 学生能够运用多级变速机的知识,解决实际工程中的简单问题,如计算所需变速比、选择合适的机型等。
2. 学生能够通过图示和实物识别多级变速机的各个部分,并理解其功能。
3. 学生能够运用实验和计算软件,进行多级变速机性能的模拟和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设备的兴趣,激发他们学习机械原理的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,通过小组讨论和实验,培养学生协作解决问题的能力。
3. 强化学生的工程意识,让学生认识到机械设备在国民经济发展中的重要作用,培养他们的专业责任感和使命感。
本课程设计针对高中年级学生的认知水平和学习特点,注重理论与实践相结合,通过启发式教学法和任务驱动教学法,引导学生主动探索、积极实践,从而达到上述课程目标。
在教学过程中,教师应关注学生的学习进度,及时调整教学策略,确保每个学生都能在学习中获得具体的成果。
二、教学内容1. 多级变速机的基本概念与分类- 了解多级变速机的定义、功能及应用场景- 掌握多级变速机的分类及各类别的特点2. 多级变速机的工作原理与结构- 学习多级变速机的工作原理,理解各级变速比的实现方式- 认识多级变速机的各个组成部分,了解其功能及相互关系3. 多级变速机的性能参数与计算方法- 学习扭矩、转速、效率等性能参数的定义及计算方法- 掌握多级变速机性能参数对实际应用的影响4. 多级变速机的选型与应用- 学习多级变速机选型原则,掌握选型方法和步骤- 分析实际工程案例,学会根据需求选择合适的变速机5. 实践与实验- 安排多级变速机拆装与观察实验,加深对结构的理解- 设计简单的多级变速机性能测试实验,培养学生的实践能力教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,按照上述五个方面进行组织。
风电用变速箱研发生产方案(一)
风电用变速箱研发生产方案一、实施背景随着全球对可再生能源的关注度不断提高,风电作为重要的可再生能源之一,其发展潜力日益显现。
然而,风力发电存在不稳定的问题,这是由于风速的不确定性。
因此,提高风力发电机组的运行效率及稳定性成为了关键。
针对这一问题,本方案提出研发生产一种新型的风电用变速箱。
二、工作原理该风电用变速箱主要基于行星齿轮传动原理进行设计。
行星齿轮具有高传动效率、高承载能力及良好的适应性,可以有效应对风速变化带来的挑战。
通过精密的设计与制造,该变速箱能够根据风速的变化自动调整转速,从而提高风力发电机组的运行效率及稳定性。
具体来说,该变速箱的行星齿轮组由太阳轮、行星轮及行星架组成。
当风速变化时,行星轮在行星架的带动下,围绕太阳轮转动,从而改变转速。
同时,该变速箱还配备有电动制动装置,能够在突发情况下迅速切断动力,保障风力发电机组的安全。
三、实施计划步骤1.研发阶段:成立专门的研发团队,进行产品设计、材料选择及制造工艺的研发。
在此阶段,进行多轮模拟试验以验证设计的有效性。
2.样品制作:根据研发结果,制造出样机进行实地测试。
根据测试结果对设计进行优化。
3.批量生产:经过多次测试与优化后,开始批量生产。
同时,建立完善的质量控制体系以确保产品的质量。
4.安装调试:在风力发电机组上进行安装与调试,确保变速箱与风力发电机组的良好匹配。
5.现场测试:在现场环境中对变速箱进行长时间的运行测试,以检验其在实际环境中的性能。
四、适用范围本方案适用于大型及超大型风力发电机组,特别是海上风力发电机组。
由于海上风力发电机组的工作环境更为恶劣,因此对其关键部件的可靠性和适应性提出了更高的要求。
该风电用变速箱能够满足这些严格的要求,提高海上风力发电机组的运行效率及稳定性。
五、创新要点1.行星齿轮传动设计:通过精密的行星齿轮设计,实现变速箱的高效传动与灵活调速。
2.电动制动装置:在突发情况下,能够迅速切断动力,保障风力发电机组的安全。
基于智能化的无级变速器的研究的大创申请书
基于智能化的无级变速器的研究的大创申请书基于智能化的无级变速器的研究的大创申请书一、项目背景随着汽车行业的快速发展,无级变速器作为汽车传动系统的关键部件,对汽车性能和燃油效率具有重要影响。
传统的机械式变速器存在传动效率低、换挡顿挫等问题,因此研发一种基于智能化技术的无级变速器具有重要意义。
二、研究目标本项目旨在通过引入智能化技术,实现无级变速器的高效、平稳和智能控制。
具体目标包括:1. 提高传动效率:通过优化齿轮设计和减少传动损耗,实现传动效率的提升。
2. 改善换挡质量:利用智能控制算法和传感器数据,实现换挡时的平稳过渡,减少换挡顿挫。
3. 实现自适应控制:通过学习算法和人工智能技术,使无级变速器能够根据驾驶条件和驾驶者习惯自适应调整工作状态。
三、研究内容1. 无级变速器设计与优化:通过数值仿真和实验测试,优化齿轮传动系统的结构和参数,提高传动效率和工作稳定性。
2. 智能控制算法开发:基于驾驶数据和传感器数据,开发智能控制算法,实现换挡时的平滑过渡,并根据驾驶条件自动选择最佳工作状态。
3. 自适应学习算法研究:利用机器学习算法和深度学习技术,使无级变速器能够根据驾驶者的习惯和偏好进行智能调整,提高用户体验。
四、研究方法1. 数值仿真:利用计算机软件对无级变速器进行建模和仿真分析,优化设计参数。
2. 实验测试:搭建实验平台,进行无级变速器的性能测试和换挡质量评估。
3. 算法开发:基于MATLAB或Python等编程语言,开发智能控制算法和自适应学习算法。
4. 数据分析:对实验数据进行统计分析和挖掘,评估研究成果的有效性和可行性。
五、预期成果1. 设计出一种高效、稳定的无级变速器,并提供优化设计参数。
2. 开发出智能控制算法,实现换挡的平稳过渡和自动调整工作状态。
3. 提出一种自适应学习算法,使无级变速器能够根据驾驶者习惯进行智能调整。
4. 发表相关研究论文,参加相关学术会议,提高团队的学术影响力。
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基于平台的变速电动机方案开发性设计
从家庭中常用的冰箱、洗衣机、洗碗机到工厂及加工厂的水泵和风扇、以及办公室里的空调系统,中小型电机都需要得到有效的控制。
在商业、工业和家庭环境中,我们对电动机的依赖无处不在,据估计电动机
消耗的电能占据了全球电能消耗的50%以上。
然而,问题在于绝大部分电动机都不是非常有效,就像感应电动机、交直流两用电动机和不经济的电动机械驱动器那样效率低下。
考虑到环保、立法和商业,以及结合基于电动机设备消耗大量的能源,对于工程
师来说很有必要找出改善电机效率的方法。
图1:IRS2136D系列产品功能方块图。
以冰箱为例,它大约占家用电能的15%,其中大部分电能被浪费在将热量泵出冰箱的过程中。
传统的冰箱所配备的单相感应电动机仅以全速工作,当(冰箱)内部温度上升到期望的温度时,压缩电机就相应启动;当达到期望的温度时,电动机就停止工作。
或以洗衣机为例,其中大部分电能被用于加热大量的水,从而进一步提高效率的办法可能是减少洗衣期间所需要的用水量。
再以空调为例,它是家庭和办公室中典型的、最大的电能消费者,里面可能有多个电动机(用于风扇和压缩机),增加了浪费电能的机会。
最近特别发布了相关的法令以提高周期性能效比(SEER),在中国这样的国家中,空调机的使用量在不过五年之间内就增长了大约400%。
变速电动机控制
这些应用的共同点在于通过用基于逆变器的、变速、永磁同步电动机(PMSM)运动控制来替代传统的感应电动机(AM1),工程师可以设计出极高效率的电动机。
提高效率会降低营业成本,并满足了降低用电量的环保和立法的要求。
其它的好处在于:变速解决方案产生更小的声学噪音和电噪声;工作产生的振动更低;产品的可靠性更高及电动机的控制更精确。
工程师因而能将更多的功能设计到目标应用之中。
迄今为止,实现变速电动机面临的挑战是在不增加系统成本的情况下运用电动机控制技术。
这是个很大的挑战,因为变速解决方案需要更复杂精密的驱动和控制电路。
这样的复杂性典型地让许多国内OEM无法进行企业内部的开发。
然而,上市时间和成本约束也意味着,购买最新的、预先封装的电动机驱动并利用系统集成商的做法一般也不能独立发展。
因此,在变速电动机设计和实现的过程中,需要降低成本、缩短时间和控制风险的新方法。
为了满足这种需求,要采用集成的、基于平台的电动机控制技术,在提供面向特定应用的配置灵活性的同时,让“构建模块”能被组合到实现变速电动机驱动所需要的功能之中。
IR公司用于变速电动机控制的平台--称为iMOTION——为设计工程师提供了一种不需要位置传感器的、实现节能、变速正弦曲线电流控制的综合系统级方法。
该平台为设计工程师提供了配置变速电动机控制好处所需要的一切。
用于空调机的iMOTION平台方案现在就可以(从IR)得到,并配备针对家用电器的解决方案。
模拟的构建模块
iMOTION平台构建模块由数字控制器IC、模拟栅极驱动器、保护IC和功率平台组成,它受到各种易用开发和支持工具的支持,包括参考设计、基于GUI的编程工具和文件。
在此,我们将从最近发布的IRS2136D家
族出发,来仔细分析该平台的模拟单元。
图2:IRS2136D与iMOTION平台一起被安装在电动机驱动电路之中。
IRS2136D家族是一系列组合了三相功率MOSFET和IGBT驱动器功能的高速、高电压集成器件,并将综合保护能力集成到单颗紧凑器件之中。
封装选项包括28引脚SOIC或PDIP封装套(doormats)或44引脚PLCC。
图1所示为这些IC提供的功能方块图。
IR已经利用其专有的高压IC(HVIC)技术来设计新器件。
对于设计产品以驱动MOSFET和IGBT来说,该技术是比较理想的。
栅驱动输出的设计采用了抗闭锁CMOS电路,该技术容许将低压驱动器与高压级开关集成起来,以在单片IC中实现高压侧和低压侧的栅极驱动器。
如图1所示,在IRS2136D家族的情形下,每一个器件都集成了三个独立的高压侧和低压侧参考输出沟道,从而为三相应用提供全面的解决方案。
高压侧60 0V半桥逆变器栅驱动器提供悬浮沟道,该悬浮动沟道的设计是为了引导工作,以被用于驱动N沟道功率M
OSFET或IGBT。
每一个高压侧沟道内建的引导二极管起的重要作用是进一步减少元件数量和电路复杂性。
该引导方案适用于大多数PWM配置,并可被用于与外部引导网络并联或取代外部网络。
这种灵活性使得IRS2136D产品适用于各种电动机控制应用,包括空调机、洗衣机、通用逆变器和微型/小型逆变器驱动。
除了它们的驱动能力,新型IC还提供重要的内建保护功能级,过去该功能需要外部电路来实现。
这种功能包括对所有沟道的欠压锁定和能够自动关闭6个驱动器的过流启动装置(trip)。
欠压锁定功能包括自动故障清除功能,而过流故障条件经外部RC网络编程的一段延迟之后可被自动清除。
此外,输出驱动器的重要作用是高脉冲电流缓冲级,它的设计是为了提供交叉传导保护,该级防止意外短路并增加了逆变器的可靠
性。
新型的IRS2136D所工作的栅驱动电源范围是10V到20V,其逻辑输入与CMOS或输出低到3.3V的LSTTL兼容。
在产品生命期过程中,模拟栅驱动器都表现出参数的稳定性,而为高压侧和低压侧沟道的参数匹配--如传播延迟--支持精确的死区时间插入。
分开的电源和信号地连接使得在低压侧IGBT上设计用于电流传感
的单DC线配置成为可能。
完成设计
以空调设计为例,图2中IRS2136D与IR公司的iMOTION平台一起被安装在电动机驱动电路之中。
在此情形下有两个驱动器IC,一个用于风扇而另一个用于压缩机,功率级由IC公司的高效率损耗阻滞沟道IGBT 组成。
系统核心的是IRMCF312数字控制器,该控制器结合了IR公司拥有专利的运动控制引擎(MCE)、一个模拟信号引擎(ASE)以及一个应用层处理器。
MCE除了控制PFC电路之外,要为两个电动机执行复杂的无传感器PMSM算法,而ASE为单个分流无传感器控制提供所有的信号调理和转换电路。
应用层处理器独立地定
义来自MCE的空调系统的工作。