电机正反转控制设计.doc

毕业设计(论文)题目：电机正反转控制设计系：专业班级：学生姓名：指导教师：20XX年X月电机正反转控制设计摘要直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机直流电动机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺陷制约了它的发展，但是它具有良好的起动、制动性能，因此在速度调节规定较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动，在工业领域直流电动机仍占有一席之地。本文介绍了基于H桥驱动的直流电机正反转控制系统，系统采用继电器搭建H桥驱动电路，驱动信号由红外遥控接受器提供。关键词：电机正反转继电器H桥目录第1章绪论31.1选题目的与意义31.1.1国内外研究现状31.1.2直流电动机控制的发展历史41.1.3直流电动机控制的研究现状61.2本课题重要研究内容及意义6第二章直流电机的工作原理72.1直流电动机的结构92.1.1定子92.1.2转子92.2电机正反转控制电路原理9第三章直流电机正反转电路设计133.1继电器选型133.2继电器H桥驱动电路15第1章绪论选题目的与意义在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产、交通运送、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备中，还是在平常生活中的家用电器中，都大量地使用着各种各样的电动机。以前电动机大多使用继电器实现双向转动以及由模拟电路组成的控制柜进行控制，现在普遍使用单片机控制H桥驱动电路实现电机正反转取代模拟电路作为电机控制器。当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发规定，为此可考虑开发电机的新型单片机控制器。1.1.1国内外研究现状电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、电动控制技术、微机应用技术的最新发展成果。正是这些技术的进步使电机控制技术在近20数年内发生了翻天覆地的变化，其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机和H桥驱动模块为主的微解决器控制，形成数字和模拟的混合控制系统和纯数字控制的应用，并曾向全数字化控制方向快速发展。而国外交直流系统数字化已经达成实用阶段。根据市场需求和发展趋势，本设计将介绍一种基于H桥驱动作为基础、单片机内部时钟产生PWM调速的直流电机转速控制系统。一方面对直流调速控制电路进行设计来实现对速度的控制、检测、显示；再对直流调速控制主回路进行设计，其采用了三相桥式全控整流电路；然后进行系统的软件设计。1.1.2直流电动机控制的发展历史常用的控制直流电动机有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简朴易行设备制造方便，价格低廉。但缺陷是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前很少采用。第二，三十年代末，出现了发电机-电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等，特别是当电动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机、电动机调速系统的重要缺陷是需要增长两台与调速电动机相称的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积大，维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，运用汞弧变流器代替上述发电机、电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机、电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一些缺陷:维修还是不太方便，特别是水银蒸汽对维护人员会导致一定的危害等。第四，1957年世界上出现了第一只晶闸管，与其它变流元件相比，晶闸管具有许多独特的优越性，因而晶闸管直流调速系统立即显示出强大的生命力。由于它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，并且在技术性能上也显示出很大的优越性。晶闸管变流装置的放大倍数在10000以上，比机组(放大倍数10)高1000倍，比汞弧变流器(放大倍数1000)高10倍;在响应快速性上，机组是秒级，而晶闸管变流装置为毫秒级。从20世纪80年代中后期起，以晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机组及水银整流装置，使直流电气传动完毕一次大的跃进。同时，控制电路也实现了高度集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大，直流调速技术不断发展。随着微型计算机、超大规模集成电路、新型电子电力开关器件和新型传感器的出现，以及自动控制理论、电力电子技