直流电机调速系统 毕业设计

时间: 2024-08-02 22:29:22 |   作者: 乐鱼全站下载官方app

  改变电枢电源电压调速时,电动机机械特性的“硬度”不变,调速平滑性好,因此,即使电动机在低速运行时,转速随负载变动而变化的幅度较小,即转速稳定性高。当电枢电源电压连续调节时,转速变化也是连续的,所以这种调速称为无级调速,调速效率高,转速稳定性高,缺点是所需的可调压电源设备投资较高。这种调速的方法特性很好,能够适用于本设计。

  它的最大特点是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗,发热的电枢组又装在外面的定子上,散热容易。因此,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转的情况下运行。

  本篇设计论文研究的内容为面向电动汽车的直流电机调速控制管理系统,而单片机控制的直流电动机调速系统性能优越,适用于电瓶车或电动汽车的开发。这种操控方法具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。

  (2)电动汽车用电动机应具有宽广的调速范围,包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区,要求低速运行时具有大转矩,以满足起动和爬坡的要求;在恒功率区,要求低转矩时具有高的速度,以满足车在平坦的路面能够高速行驶的要求。

  (3)电动汽车用电动机能够在减速时实现再生制动,将能量回收并反馈回蓄电池,使得电动车具有最佳能量的利用率,这在内燃机得摩托车上是不能够实现的。

  经过多年的研发技术、功能性样车试验、示范性应用,我国的电动汽车已经具备了初步产业化条件。

  电动汽车的运行与一般的工业应用不同,很复杂。因此,对控制管理系统的要求是很高的。

  (1)电动汽车用电动机应具有瞬时功率大、过载能力强、过载系数应为(3~4),加速性能好、常规使用的寿命长等特点。

  如图1-1中串入的电阻值交点A2的转速n2低于交点A1的转速n1,它们都比原来没有外串电阻的交点A的转速n低。电枢回路串接电阻调速方法的优点是设备简单,调节方便,缺点是调速范围小,电枢回路串入电阻后电动机的机械特性变“软”,使负载变动时电动机产生较大的转速变化,即转速稳定性差,而且调速效率较低。因此这种调速方法不能用于电动汽车上。

  2004年一汽集团和丰田汽车公司签署协议,计划引进其“Prius”混合动力汽车技术,建设“绿色”汽车生产基地。

  建立了电动汽车研发的国家技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台和示范应用平台。到目前为止,电动汽车整车产品13项新标准已起草完成、5项标准修订完成、6项关键零部件产品测试规范也已确定。测试电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等部件的6个公共检验测试中心和试验平台已分别在北京、天津、上海、大连建立起来。

  (4)电动汽车用电动机应在整个运行范围内,应具有高的资源利用效率,以提高1次充电得续驶里程。

  另外,还要求电动汽车用电动机可靠性好,能够在较恶劣得环境下长期工作,结构相对比较简单并适应大批量生产,运行时噪声低,价格实惠公道等。

  在传统有刷直流电动机中,由于电机转速较高,电刷和换向器磨损较快,一般工作1000小时左右就需更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大,特别是传动齿轮的润滑问题,是目前有刷方案中比较大的难题。所以有刷电机就存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。

  毕业设计论文直流电机调速系统speedcontrolledsystendcmotor学生姓名学院名称机电工程学院专业名称指导教师2012摘要本篇设计论文研究的内容为面向电动汽车的直流电机调速控制管理系统而单片机控制的直流电动机调速系统性能优越适用于电瓶车或电动汽车的开发

  本文主要研究了利用MCS-51系列STC89C52单片机产生PWM控制信号以此来实现对直流电机转速来控制的方法。PWM信号可以由单片机通过编程来得以产生,通过对PWM信号调节,实现电动机的调速、变向等功能。其中单片机程序以C语言进行软件编写。系统中还添加了LCD液晶显示键盘功能电路,使得操作更为明了,系统更具有人性化。这种设计方法的电路简单,有很实用和值得研究的意义。此外,本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块,并且采用了光耦合器作强、弱电间的隔离,以提高系统的可靠性。

  “十五”计划期间,中国科技部投入8.8亿元全面启动863电动汽车重大科学技术专项,制定了“三纵三横”的总体研发布局:以混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”,全面构筑电动汽车的技术平台。

  经过多年的探索与努力,我国在新能源汽车电池、电机、电控三大关键技术上相继取得突破,并开始产业化。

  无刷直流电动机因其无电刷和机械换向器,不需要减速装置,噪声低等优点,被大范围的应用于电动汽车或电瓶车中。

  永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它是由电动机本体和驱动器构成,是一种典型的机电一体化产品。无刷直流电动机和一般永磁式有刷直流电动机相比,在结构上有很多相近或相似之处,装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极,用具有三相绕组的定子取代电枢,用逆变器和转子位置检测装置组成电子换向器取代有刷电动机的机械换向器和电刷,就得到了三相永磁式无刷直流电动机。

  清华大学和天津清源电动车辆有限公司研制纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验。

  东风汽车(600006)公司与武汉理工大学等筹资创建东风电动车辆股份有限公司,开展混合动力汽车研发,其开发的EQ6100HEV混合动力客车于2003年11月8日ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ武汉开始示范运行工作,已累计运行14万多公里,载客15万人次。

  国际金融危机以来,美、欧、日、韩等发达国家都在推动汽车产业的转型发展,全世界内形成了新能源汽车发展的新一轮热潮。在所有技术创新中,电力驱动具有非常非常重要的地位,因为未来的驱动方式必须是少耗能、更环保、更具有可持续性

  他励直流电动机的电枢回路不串接电阻,由一可调节的直流电源向电枢供电,最高电压不应超过额定电压。励磁绕组由另一电源供电,一般保持励磁磁通为额定值。电枢电源电压不同时,电动机拖动负载将运行于不同的转速上,如图2-2所示,图中的负载为恒转矩负载。

  从图中能够准确的看出,当电枢电源电压为额定值时,电动机和负载的机械特性的交点为A,转速为n;电压降到U1后,交点为A1,转速为n1;电压为U2,交点为A2,转速为n2;电压为U3,交点为A3,转速为n3;电枢电源电压越低,转速也越低。同样,改变电枢电源电压调速方法的调速范围也只能在额定转速与零转速之间调节。

  弱磁调速的优点是设备简单,调节方便,运行效率也较高,适用于恒功率负载,缺点是励磁过弱时,机械特性的斜率大,转速稳定性差。因此,这种调速方法也是不合适的。

  综上所述,我们只可以通过改变电枢电压来对电机调速。随着电力电子技术的加快速度进行发展,全控型电力电子器件慢慢的提升,电力电子器件的工作频率逐步的提升。PWM技术也慢慢变得成熟,并应用于多个领域。PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。

  由式1.1能够准确的看出,式中Ua、Ra、Ф三个参量都能成为变量,只要改变其中一个参量,就能改变电动机的转速,所以直流电动机有三种基本调速方法:(1)改变电枢回路总电阻Ra;;(2)改变电枢供电电压Ua;(3)改变励磁磁通Ф

  他励直流电动机拖动负载运行时,保持电源电压及励磁电流为额定值不变,在电枢回路中串入不同值的电阻,电动机将运行于不同的转速,如图2-1所示。图中的负载为恒转矩负载。当电枢回路串入电阻R时,电动机的机械特性的斜率将增大,电动机和负载的机械特性的交点将下移,即电动机稳定运行转速降低。

  保持他励直流电动机电枢电源电压不变,电枢回路也不串接电阻,在电动机拖动负载转矩不很大(小于额定转矩)时,减少直流电动机的励磁磁通,可使电动机转速升高。他励直流电动机带恒转矩负载时弱磁调速,如图2-3所示。

  从图中能够准确的看出,当励磁磁通为额定值时,电动机和负载的机械特性的交点为A,转速为n;励磁磁通减少时,理想空载转速增大,同时机械特性斜率也变大,交点为A1,转速为n1;励磁磁通减少为时,交点为A2,转速为n2。弱磁调速的范围是在额定转速与电动机所允许最高转速之间进行调节。

  经过10多年的努力,我国在电动汽车整车技术、电池、电机、控制管理系统、技术标准、检验测试能力、基础研究以及国际合作等方面得到了长足的发展。中国新能源汽车发展之路的特色在于推广应用和市场开拓,在未来的5-10年,纯电驱动(包括插电式、增程式)汽车将成为近期发展的策略的主流,燃料电池汽车将成为未来的制高点;电池、电机、电控和相关辅助系统是实现转型的基础和关键;技术标准、检验测试能力和基础设施加快发展;基础研究、前沿探索持续稳定快速推进;电动汽车的市场开拓积极稳妥、持续稳定地发展。


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