高压电机控制技术应用论文
高压电机控制技术应用论文
1 概述热管式冷却技术的发明可以溯源于1942年申请并于1944年公布的美国专利,而实际上最早的成功应用是在1964年美国的宇航技术上,随后在各国科学界的努力下,热管技术在理论设计、制造工艺以及应用领域上都取得了极大发展。目前,作为一种成熟的冷却技术,热管作用高效传热元件已在许多工业领域得到推广应用。我国从上世纪50年代由中科院力学所等单位开始开展此项技术的研究工作,并陆续研制成功各种热管;80年代以后我国更多单位参与热管技术的应用研究,而且在电子工业、空间技术、能源工程等领域获得了成功应用。对于热管在电机的冷却技术中的应用早已有人提出,并取得了一定的成果,还研制出一些容量比较小的电动机样机,但大多数工作仍处于试验研究阶段,离实际生产应用有一段距离。研究者或者仅是提出了高压电动机热管式冷却器的可行性研究论文[1>,或者仅综述性地展望了热管技术在电机冷却方面的良好前景[2>,但正如文献[2>作者十几年前在文章结语中所说,“热管在电机冷却中的应用还处于试验探索阶段,试验电机的容量都比较小。要实现热管在电机冷却(特别是大中型电机)中的工业应用,还要做大量的理论研究和试验分析工作。”我们在进行此项“高压电动机热管式冷却器研制”课题的研究、开发过程中,没有可以模仿的先例,靠我们自己掌握的电机设计和制造基础以及其它行业成功的热管技术应用经验,依靠良乡电力修造厂雄厚的电机生产能力,完全靠自己走出了一条大中型电机冷却技术的新路。为此,我们在大中型高压电动机上应用热管冷却技术方面进行了探索性试验和应用。2 在火电厂大中型高压电动机上应用热管技术的可行性2.1 传统列管式冷却器存在的问题大中型高压电动机冷却器目前广泛采用列管式水—空型或空—空型结构。运行时水—空型冷却器是冷却管内通冷却水,电机内部热空气在风压的作用下流过冷却管的外表面,与管内冷却水进行热交换,达到冷却电机的目的;空—空型冷却器与水—空型冷却器换热原理一样,只是冷却管内的冷却水改成冷却空气而已。若采用空—空换热,即用外界冷空气冷却电机内的热空气,热空气走管外,冷空气走管内,存在的问题主要是管内换热面积小,流动阻力大,冷却器重量较重。如果采用水—空换热,则电机内的热空气走管外,冷却水走管内,它存在原主要问题是:◆对冷却器使用的铜管材要求高,否则将造成铜管的脱锌腐蚀,由此导致泄漏,漏入电机的水会造成电动机严重损坏事故;◆对冷却水的要求高,如果水不干净或夹带泥沙容易堵塞管子,冷却器维护量大,要定期对冷却器管子进行冲洗和捅刷,一旦磨损致使水漏入电机,将造成电动机严重损坏事故;◆由于水温低,很容易出现局部管壁温度低于电机内空气的露点温度,凝结水夹带在空气中,将损坏电机的绝缘。2.2 使用热管式空气冷却器的优点热管式冷却器与上述两种传统冷却器的换热原理截然不同,利用的是冷却介质物态变化时的热效应原理,即冷却介质由液态变为气态时需要吸收热量,由气态变成液态时需要释放热量。这是一种全新的冷却方式,为电机的冷却开辟了新的途径。热管式冷却器代替常规的列管式冷却器,将具有以下优点。a)对于空—空型换热:●利用热管的高传热性能,将冷空气的管内换热转换为管外换热,这样就很容易扩展换热面积,从而减少冷却器的体积和重量;●管外流动阻力小。b)对于水—空型换热:●水不在每根管子的管内流,而在热管—端管外流,只要隔板密封的好,就可以避免水漏到电机内;●每根热管都是独立的传热元件,即使由于水冲磨损损坏,水也不会漏到空气一侧,这就能保证电机的安全运行,而且,少数热管的失效不会对整个设备的性能有什么影响。不像列管式冷却器一旦泄漏,必须停机处理;●设计上便于调节热管的表面温度,以保持在循环空气的露点温度以上,避免冷凝水滴出现在空气中,保证对电机的绝缘要求。2.3 热管技术用于电机空气冷却器上需要解决的问题由于大型电机设备要求必须保证安全、稳定的运行,热管的设计和制作必须要满足可靠性方面的苛刻要求。热管式冷却器在高压电动机上的应用,主要技术难点是热管型式、材料、工艺、尺寸等设计参数的计算和选择,以及在实际施工改装方面,要求在原有电机列管式冷却器的空间上进行改装,冷却效果原则上应优于原冷却器,同时还要考虑控制生产成本等因素,尽量节约资金。从目前热管技术的发展来看,无论是对空—空型换热还是水—空型换热,设计应该说比较成熟,工程设计参数也比较齐全。从我们对热管技术的掌握情况来看,可供选择的热管类型包括管材和工质,是能够满足我们的设计要求的。为保证电动机长期可靠的工作,热管材料和工质的选择以及制作工艺质量的检测等方面,需要严格把关,不能留下质量隐患。冷却器容量的设计上,在考虑冷却效果不低于原冷却器的前提下,还要留有进一步扩展容量的空间,需要时可以靠增加热管元件,方便地达到增大冷却效果的目的。因此对热管容量和结构尺寸的设计,应当对具体型号电动机有相对准确和具体的计算方案。3 热管式冷却器随着热管技术的发展,目前可供选择的材料、工艺以及设计参数都比较完备。具体的设计和计算,详见本课题研制报告,不在此重复。热管冷却器采用铝轧翅片管,其结构为分离式热管结构,这样比较容易布置换热面。采用分离式热管结构便于布置电机循环气流(热气流)和冷却空气(冷气流)的流道,也减少了穿过隔板的管子根数,对密封有利。此外,热管冷却器设计为冷、热气流完全逆流换热,可以减少使用热管的数量。在热管质量保证方面,热管工质的选用要保证长寿命和安全性,选用氨作为经过长期考验的工质,氨和铝可以长期相容,工作的温度范围也适合作空气冷却器使用,而且它的热性能也非常好。4 试验电动机的选择和安装试验根据良乡电力修造厂正常的生产进度,选择了三台不同型号的高压电动机进行了热管式冷却器的设计和计算,分别是YMKQ600-6型650kW6kV高压电动机、YMK600-6-10型630kW10kV高压电动机和YMKQ500-6型450kW6kV高压电动机,分别属于三家不同的用户,被拖动设备全部是磨煤机。我们在经过详细论证和计算以后,在三台电动机上分别安装了热管式冷却器取代原设计的列管式冷却器。三台电动机中第一台电机因某些客观原因没有进行型式试验,但随访用户反映电动机运行情况良好,未见异常。后两台电动机专门取同样型号,仅冷却器是传统的列管式冷却器,分别在北京重型电机厂进行包括性能考核在内的型式试验。4台电动机的对比性试验结果显示电动机温升有所降低,但不是十分明显,这是因为热管设计时为控制试验成本,取用的热管容量与原冷却器容量比较接近,在实际安装空间上留有一定的扩展裕度,如果需要,完全可以再增大热管容量,使温度降得更多一些。实际运行和性能考核试验结果表明,我们在高压电动机上安装热管式冷却器技术改造项目是成功的。5 热管冷却器在电动机冷却技术上的应用前景热管式冷却器与传统的列管式空—空型或水—空型冷却器相比较,因换热原理不同,其优点是显而易见的。首先是换热效率高,其次是相应的冷却器重量轻,造价低,同时还不存在管道堵塞问题,使维护工作量减少,由于不用水,也就不存在漏水引起的电动机故障问题,对节约水资源也大为有益。热管式冷却器首次在高压电动机上的成功应用显示应用前景十分可观。1)在大中型高压电动机上更换传统的列管式空—空型冷却器,可以改善冷却效果,延长电动机的使用寿命,并减少了冷却系统故障,从而提高了电动机的运行可靠性。2)在大中型高压电机上更换传统的水—空型冷却器,可以节约大量的水资源,在我国北方缺水地区具有重要的经济价值和社会效益。3)若在大型发电机上更换传统的水—空型气体(氢气或空气)冷却器,既达到降低发电机温升、提高出力能力的重要目的,还可以节约大量的水资源。4)我们这次只开发了空—空型热管式冷却器,今后若开发水—空型热管式冷却器,只需将热管的冷端通水冷却即可,这种热管式冷却器热端置于电机顶部,与电机内部热空气进行换热,而把热管冷端或置于电机顶上最上部,或置于电机侧面,防止漏水引起电机故障,进一步的研究有待于将来继续进行。5)发电机的冷却器,无论是空气冷却器(如大多数水轮发电机和抽水蓄能发电—电动机、全空冷的汽轮发电机)还是氢气冷却器(如采用氢气冷却的大多数大型汽轮发电机),其基本工作原理都与电动机的冷却器一样,尽管冷却器的内部结构有许多型式,但总体上说仍属于传统的列管式冷却器进行热交换范畴,我们在电动机上的成功经验,为下一步进行发电机冷却器的改造打下了很好的基础。发电机冷却器的改造预期应能取得类似电动机的效果,如降低电机内部温升、减少冷却器故障几率、减少检修工作量、提高设备可靠性等等,其经济效益将极为可观。6 应用及效益分析高压电动机热管式冷却器的应用单位主要是各发电厂以及其它工业生产企业电动机检修部门和电动机制造厂。由于此类电动机数量很多,并且在各种工业生产部门都属于重点动力设备,所以项目的应用对象非常广泛,应用前景广阔,具有很大的经济效益和社会效益。由于热管式冷却器比传统的列管式冷却器换热效率高,并且冷却器重量较轻,造价较低,同时还不存在管道堵塞问题,使维护工作量减少,由于不用水,也就不存在漏水引起的电动机故障问题,对节约水资源也大为有益,因此热管式冷却器在高压电动机上应用的经济效益十分可观。1)在电厂大中型高压电动机上更换传统的列管式冷却器,可以改善运行条件和提高发电机组设备的可靠性,为电厂持续安全发电带来良好的经济效益,通常减少一次发电设备非正常停运事故,避免的直接经济损失以数百万元计算,间接经济损失更加巨大。2)在大中型高压电机上更换传统的水—空型冷却器,可以节约大量的水资源,在我国北方缺水地区具有重要的经济价值和社会效益。资料显示,单台电动机节水可达38万吨/年[1>。3)若在大型发电机上应用热管式冷却器,既可以达到降低发电机温升、提高发电机可靠性的重要目的,还可以节约大量的水资源,其经济效益将极为可观。全国仅各发电厂(暂不考虑其它工业部门)在运的带旧式冷却器的高压电动机数量为数千台,做旧电动机改造的应用前景就非常广阔,同时每年电力部门新投产的高压电动机有数百台,采用此技术按保守计算,每年改装或新生产合计不少于500台,每台冷却器产值按1.5万元至2万元计算,利润按20%计算,则每年总的产值达到1千万元,利润超过200万元。由于高压电动机数量巨大,并且在各种生产部门都属于重点动力设备,其冷却器改造项目可以带来改善设备运行条件、增长设备使用寿命和提高设备运行可靠性指标,以及节约工业用水等好处,虽然每台电动机的改造经济效益相对还是有限的,但从整个部门、整个地区,甚至全国范围来看,其创造的经济效益和社会效益就极其可观了。另外,若进一步开发成功发电机冷却器上的应用技术,那么在单台发电机上产生的经济效益就将更为可观。7 结论热管式冷却器取代传统的列管式冷却器,在高压电动机上应用,可以给电动机运行性能和检修维护带来明显的好处。首先设计适当的热管式冷却器可以降低电动机的温升,改善运行状态,提高运行性能,其次是减少了冷却器的维护工作量,并且基本上避免了向电动机内漏水的可能性,从而明显地提高了电动机的运行可靠性,这对保证发电厂发电设备安全稳定运行,无疑具有重要的实际意义和广阔的工业应用前景,具有明显的社会效益和经济效益。热管式冷却器在高压电动机上的应用,主要技术难点是热管型式、材料、工艺、尺寸等设计参数的计算和选择,以及在实际施工改装方面,要求在原有电机列管式冷却器的空间上进行改装,冷却效果原则上应优于原冷却器,同时还要考虑控制生产成本等因素,在初步探索性研究的热管容量设计方面,已经留有一定的裕度。针对三台不同容量的高压电动机的空—空型热管式冷却器的设计和安装是成功的。如果还需要再提高冷却器冷却效果,只需再增加几只热管就可以解决。根据空—空型热管式冷却器的研制开发成功经验,我们确信完全可以进一步开发电动机水—空型热管式冷却器和汽轮发电机 用的水—空型热管式气体(氢气或空气)冷却器,扩大热管式冷却器在电厂电机设备的应用范围。
电工高级技师技术优秀论文
年终 工作 总结 的写作过程,既是对自身 社会实践 活动的回顾过程,下面就让我带你去看看维修电工技术工作总结 报告 范文 5篇,希望能帮助到大家!
维修电工技术 总结报告 1
20____年,也是本人在____物业有限公司工程部工作的第二年,在这一年的时间里,本人能够遵纪守法,认真学习,努力钻研,扎实工作,以勤勤恳恳,兢兢业业的态度对待本职工作,在运维岗位上发挥了应有的作用,作出了贡献,总结主要如下几方面:
一、 爱岗敬业 ,扎实工作,协助领导完成接收工作
今年,根据公司工作的按排,本人在____月份由____调至____新闻中心运维组,从事电工维修。在岗位变动过程中,本人能够顾全大局,服从领导按排;接收期间,执行领导的指示,对所负责的交接项目进行认真检查,对异常,损坏,故障等有问题的设备第一时间上报,要求原单位物业及时处理,协助领导做好接收工作。
二、熟悉地理位置以及各区域机房,电房设备
初来新闻中心,对这里的环境,设备都是完全不熟悉,而原百花物业也不配合,所以很多东西都是靠自己以往的 经验 通过摸索,思考和总结,再加上____主管、____主管的亲自讲解,培训以及按排一些有非常丰富经验的师傅前来讲解,现在对这里的地理位置、中央空调系统、高低压电路系统、消防系统、生活用水和园林绿化系统、电梯系统等都相当熟悉,可以独立上岗。
三、做好中央空调和高低压电路系统的运行和保养工作
中央空调方面,根据客户的需求,季节、天气情况,合理控制中央空调,并做好运行记录工作,对各项参数认真看,发现异常认真分析原因并上报,通知保养单位迅速前来处理。保养方面,因原物业公司对以前的中央空调系统完全没有做保养工作,致使冷却系统内壁生锈,损坏,根据领导的按排,严格执行领导的要求,加强外单位的保养监督工作,按排班员专人监督跟进,要求做到每星期定期清洗,每月定期加药水,有保养不到位的地方要求其立刻处理,防止外单位保养人员,马虎了事,致使冷却系统进一步损坏,保证空调主机正常运行。
而另一方面,在____主管的制定下,每月按排班员对机房地面、空调主机,冷却泵,冷冻泵的表面进行了清洁,并定期对冷却泵,冷冻泵轴承进行加雪油等保养工作。高低压系统方面,加强了高压保养单位的保养工作,要求每星期进行检查俩次,发现问题及时前来处理,低压方面刚接手时,公用电房2号电容补偿柜接触器曾出现线路松脱,致使相线触碰电柜外壳对地烧毁接触器现象,根据领导的按排,严格执行领导要求,对所有电房的电容补偿柜内所有的触点进行了全面加固处理,对有问题的电容进行更换,对公用电房(没有空调)的电容柜作开门并用风扇散热。以及对各楼层的电井进行清洁,触点加固,更换损坏的指示灯等全面排查,还对所有电房的地面卫生定期清洁,保证设备在良好的环境下运行。
四、对运维组人员进行中央空调培训
在领导的按排和支持下,本人对运维组人员进行了简单的中央空调讲解,一些对空调不熟或者部分完全没有接触过空调的员工都收到了少少效果,而自己在表达能力,自信心等方面都得到了较大的提升,也对自己的空调知识进一步加固,在此多谢____主管、____主管等领导对本人的信任和支持。
五、做好班员的管理工作、做好上级按排的任务和新闻单位的来电报修工作
本人以身作则,要求班员遵纪守法,遵纪公司的 规章制度 ,做到不迟到,不早退,加强班员的责任心培训,认真做好设备的检查工作和运行记录工作。对上级按排的工作,合理按排,调动班员,迅速处理。对新闻中心的来电报修,认真听讲,记录来电的单位,报修内容以及故障的位置等,迅速调动班员迅速处理,对较大的故障或不能处理的问题认真向客户解释并上报处理。
以上主要是这一年来的主要工作情况,有可喜的也有需要提高的,喜的是在这里做了班组的负责人,得到了少少的管理经验,而且在这个接收过程中也学会了很多知识,技能也得到了进一步的提升,而需要提高的是管理的水平,人际关系处理以及技术技能也需要进一步提高,所以我一定会更加努力,争取明年更上一层楼。
维修电工技术总结报告2
维修电工工作总结本人自年月参加工作,经厂三级 教育 后分到电器车间维修班,从事电器维修工作,工作中严格要求自己,虚心向师傅、同事请教,并能通过理论结合实践,使自己的业务水平不断提高,曾多次参加或独立承接电器设备的安装改造项目,并连续多年被单位授予先进工作者、 安全生产 者等荣誉。
1992年因生产需要厂内新上两台氮氢压缩机,电器部分是1250kw/6kv同步电机,我很荣幸地参加了工程安装的全过程,从线槽的定位、铁件的制作到高低电缆的布线,从电机的检测、接线,到高压开关柜的安装调试,以及现场控制柜的机械调试,辅助开关的调整以及高压电缆头的制作,首次接触到kglf-11型励磁柜的安装调试,并从中学到了一些同步电机安装的技术要点,使自己有了新的提高。
在工作中不墨守成规,敢于创新是一个优秀维修工必须具备的优点,我所在的合成维修班所负责的电器设备的供电负荷大约占全厂总负荷量的60%左右,光是6kv的高压同步电机620kw至3100kw大小不等的电机就有15台,再加上为之匹配的各种异步电动机等200多台,这对于只有六、七个人的维修班来说,每天的工作量可想而知,特别是到夏天因环境温度升高而造成的同步励磁柜故障,经常困扰着我们,在繁琐重复的工作中,我注意到同步机励磁柜中的变压器运行时,散发出的高温是使励磁控制电路电子元件参数发生变化的主要原因,从而导致系统失控,引起设备故障,因此我向车间领导提出了改造励磁柜的想法,经领导反复论证后进行了整改,把原有励磁柜中的变压器从柜子中分离出来,放置在一个专门的变压器室内进行统一散热,控制回路中用38w的轴流风机取代原来800w的风机进行降温,这样既降低了噪音,又优化了操作环境,这样困扰我们多年的难题迎刃而解了,到现在为止,我们已经完成了用智能模块控制器取代原有的电子插件模拟控制,彻底解决了设备运行中存在的问题,稳定了生产。
业务水平的不断提高,来源于实际工作中经验积累的过程。____年至____年企业因扩大生产,我先后参加了75吨锅炉电器高压部分的安装、4.4米变换项目、1200kwa变压器及低压配电室的安装项目、1.6米合成1300kw电炉的安装项目等,在安装合成塔电炉的项目中我经反复试验,摸索出组装合成塔小盖电极杆的一套成功经验,用我们预先制造好的模具放入装有云母管的电极杆小盖,绕上细石棉绳抹上硅胶(耐高温)在模具与电极杆之间用5吨千斤顶一次压制成型,而后烘干,这样用顶压法取代螺母拧压法。保证了电极杆组装过程中的稳定性,从而在使用中既经受的起320公斤高压其他的冲击,又能耐受490°高温的考验,我们厂也从此结束了聘请外来技术人员解决难题的历史。
____年9月因工作表现突出,我被调到尿素维修班担任班长,这期间,我先后组织安装了6kv/850kv高压电机项目,____年我们班先后承接了厂里新上变压吸附配电室,包括1600kva变压器在内的全套工程项目以及新上620kv/6kv变脱泵电机的安装调试,空压站90kw空压机plc的安装与调试等,由于尿素工序环境腐蚀性强、电气设备散乱,____年我组织人员对一、二尿配电室内所有变频器进行了整改,分别组建了专门的变频器室,净化了环境,也减少故障,并实现了总控室操作人员的屏面检测与集中控制,使原有的操作简单易行,一目了然,还方便了维修人员的检修、维护。
企业生产,安全第一。这特别对我们从事危险行业的工作人员来说,意义更为重大。运用所掌握的技术来解决生产中存在的问题,是一个技术人员义不容辞的责任。____年夏天,我在尿素包装工段巡检时发现操作工脚下的缝包机控制开关是380v的电源电压,于是我萌发了把原来380v控制回路改成36v安全电压的控制,改造后解决了潜在的安全隐患,达到了安全生产的目的。
二十多年的工作经验告诉我,做一个优秀的技术人员,不仅要有吃苦耐劳、精益求精、不断进取的精神,还必须具备胆大心细、灵活多变、敢于创新的性格,我为自己成为一名优秀的技术工人而深感自豪。
维修电工技术总结报告3
维修电工技术总结转眼件,____年已经过去,回想来敬业工作中的这段时间,使我认识到了供电车的重要性和自己业务技能欠缺的主观事实,让我从心里认识到了自己只有学好专业技能才能保证生产的正常用电、安全用电。
记得出徒考试那天,敬业站4#变突然停电,造成了南区班组管辖范围内的:65㎡带烧1段、7#8#炉2段及新1#炉配电室的1段2段母线全部停电。这次停电事故不紧影响了大面积正常生产,最严中的是因为停电在新1#炉发生了安全事故,这次事故充分证明了供电的重要性,所以作为供电的维修工的自己,要有高度的责任心,来保证供电系统的正常运行。
在每次设备检修时,看到每位师傅胸有成竹的样子,使自己感觉到自己知识浅薄,为不能做好师傅的帮手感到内疚。所以,我因该加强学习,争取在短时间内赶上去,在工作中做上级领导和师傅的好帮手。
这几个月的工作中,其实还发现自己还有很多问题,如:做事标准底、责任心欠缺、做事懒散等能直接影响工作的问题,所以,在以后的工作和生活中要加劲努力,改掉自己不足,让自己的工作上个新台阶。
维修电工技术总结报告4
一、目的和意义
通过实训,为学生今后的专业实验、 毕业 设计准备必要的工艺知识和操作技能,同时培养学生严谨的工作作风和良好的工作习惯。既是基本技能和工艺知识的入门向导,又是创新实践的开始和创新精神的启蒙。
二、实训内容
实训项目一:安全用电
(一)必须认识到安全用电的重要性
安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。在电子装焊调试中,要使用各种工具、电子仪器等设备,同时还要接触危险的高电压,如果不掌握必要的 安全知识 ,操作中缺乏足够的警惕,就可能发生人身、设备事故。所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患未然。
(二)触电及相关防护策施
1.触电的种类:(1)电伤,电伤通常有灼伤、电烙伤、皮肤金属化三种。电伤对人体造成的危害一般是非致命的。(2)电击,是指电流流过人体,严重影响人体呼吸、心脏和神经系统,造成肌肉痉挛、神经紊乱,导致呼吸停止,严重危害生命的触电事故。触电死亡大部分是电击造成的。决定电击强度的是流经人体的电流,而非电压。
2.影响触电造成人体伤害程度的因素:电流的大小、电流种类、电流作用时间、电流途径、人体电阻。人体电阻会随着人体皮肤的干燥程度和人的年龄而变化。干燥时可呈现100 000欧姆以上,二潮湿时,电阻可降到1000欧姆以下,并且随着人的年龄的增加而变大。
3.触电原因:直接触电、间接触电、静电触电、跨步电压引起的触电。4.防止触电的技术 措施 :(1)保护接地和保护接零(2)触电保护装置
还有一点比较重要就是若真的看到别人发生触电,该采取些什么样的措施。先保证把电源断开或用绝缘体把电线从触电者身上移开,若触电者呼吸停止但有心跳,应对其进行人工呼吸或胸外心脏挤压。
实训项目二:常用工具的使用(一)、照明电路的组装
常用工具(一)的实训内容:熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用 方法 和操作规范。有螺丝刀、钳子、电工刀等。照明电路的组装的实训内容:(一)一灯一开关控制的白炽灯照明电路组装。线路上依次火线接开关,白炽灯、之后接零线,便构成回路。(二)日光灯照明电路的组装:其主要由开关、启辉器、镇流器和日光灯等部分组成。(三)双控照明电路的组装:两个开关中的任何一个无论处于什么状态,另一个开关都能独立地控制电灯的开、关。
实训项目三:常用电子仪器的使用
1.实训项初步掌握SS4323直流稳压电源的使用方法 2.初步掌握UT58D数字万用表的使用方法 3.初步掌握AS101E函数信号发生器的使用方法 4.初步掌握SS-7802A模拟示波器和TDS1012数字存储示波器的使用方法。
实训项目四:常用电子元器件的认识与检测
(一)通过静态和动态的方法,初步认识电阻及掌握其检测方法(二)通过静态和动态的方法,初步认识电位器及掌握其检测方法(三)通过静态和动态的方法,初步认识电容及掌握其检测方法(四)通过静态和动态的方法,初步认识电感及掌握其检测方法(五)通过静态和动态的方法,初步认识二极管及掌握其检测方法(六)通过静态和动态的方法,初步认识三极管及掌握其检测方法。
实训项目五:常用工具的使用(二)、焊锡训练
常用工具的使用(二)的实训内容:继续来熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用方法和操作规范:电烙铁。焊锡训练的实训内容:印制电路板的焊接练习。其内容:在万用板上焊接一个如书上的图的无稳态多谢振荡电路并通电测试,若两个发光二极管能轮流发光,则表明电路焊接正确。
实训项目六:印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,制作一个555振荡电路。
三、实训总结或体会
第一周的时候我进行了电子电工的实训,师傅给我们讲了安全用电的有关知识,这个跟我们的日常生活都有关,而且让我们对如何安全用电等的知识在原有的基础有了进一步的了解,通过师傅的讲解,我学习到了安全用电的基本知识,懂得安全用电的重要意义,并且这为电工电子实训和以后的学习、工作、生活中安全用电奠定基础。为期一周的电子电工实训,师傅也大致的向我们叙述了一下今后的实训计划并且说明了一些要求和注意事项,这也让我对往后的实训充满期待和好奇。
第二周我们进行了照明电路的组装,在听师傅介绍我们这节课的内容后,我们开始动手。我们是两个人一组,自己动手把线路连接好,然后接通电路,让电灯亮。看到自己组装的灯亮了,很开心,师傅过来签名时也许也觉得我们像个小孩,分享着我们的喜悦,微笑着帮我们签了名。这次我们组进行的很顺利,虽然过程中也有遇到一些些小难题,但在师傅的耐心并且细心的讲解下我们及时改正也是不成阻碍,师傅总是能一针见血的指出我们的问题所在,并且给与我们正确的引导,并且同时教会了我们如何去找出出错的地方。在这次实操过程中让我初步亲身体验到电子电工是怎样的。通过这次的组装让我们了解到了什么是白炽灯、日光灯以及白炽灯、日光灯照明电路的基本组成。
第三周我们进行常用电子仪器的使用这个项目。我们在师傅的讲解下了解了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器等常用电子仪器的功能后开始操作。我在使用示波器提进行校准信号方波的测量得到以下数据:峰值为0.44V,周期为10.4mA,频率为0.096Hz;测得1.5KHz、10dB的正弦波的峰峰值为5.5V,则峰值为2.75V,周期为17mA,则由周期计算出频率,与显示的频率比较相差较小。通过这节课我掌握了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器的基本使用方法,这也为我后续的实训打下了基础。f为2.75Hz
实训的第四周我们进行的是常用电子元器件的认识与检测。在一开始通过师傅的讲解我们简单的了解了电阻、电位器、电容、电感二极管、三极管、集成电路路芯片等元器件的功能以及与它们相关的一些 其它 知识。在实训的过程中我通过实物认识各种常用的电子元器件并且掌握了常用电子元器件参数的识读方法以及使用万用表测量常用电子元器件参数的方法。在色环阻值识读中我识读了一个其色环为橙黑红银的四环电阻的阻值为30__100±5%并且用万用表测得其阻值为2.9千欧姆,则可以比较得出相差不多,也就证明前面的读数是正确的;然后用万用表测得电位器的最大阻值为0.01毫欧姆;用万用表和多用转接插头座测得电容得电容量为0.01毫欧姆,并且 我在这节课学会了二极管与三极管管脚的判别。做完上述步骤后,我们又制备了一个二极管的实验线路,我连接好线路,接通电源,二极管就亮了,所以电路的连接是成功的。通过这个简单的实验,让我了解了常用电子元器件的功能并且加深了对线路连接的认识。第二大节课我们在第一大节课的基础上开始我们的焊接工艺与焊接训练。同样在师傅的详细认真的讲解下。我们熟悉了电子装焊工艺的基础知识和要求后开始动手操作。我们要进行的是印制电路板的焊接练习。我们在万用电路板上按照电路图进行元器件的焊接,我刚开始焊接第一个元器件是二极管,手拿着那个电烙铁和锡一直不受控制的抖动,我一直对自己说要稳,可还是手很抖,也许是第一次接触紧张在所难免。我的第一次焊接尝试就在我手不停的抖动下结束了。但是也许是真正了解到焊接是怎么一回事了,知道了心里有底了,第二次焊我就焊得好多有了,手也不多抖了,并且越焊越熟手。有经验后,之后的我都焊接的很好。上午时间到时,同事们都还没有焊完,我也一样,师傅说先回去,下午来再继续。
第五周我们继续焊接工艺与焊接训练,同时老师也讲了AS-06FM收音机的制作,做完上一个项目的同事就可以接着去做这个项目。下午我们都提早到了,一到就坐下来继续进行上午的焊接,没有了上午的害怕和紧张,这次我一拿起电烙铁就上手了,别说还真的`是还有模有样的,这时的我们经过这些天的实训都有电工的架势了,我们来到时看到还有比我们早到的同事在焊接时都觉得仿佛进了电工厂了,这跟刚开始的感觉是不一样的。课上了不太久,
我还在努力认真的焊接着,就有同事成功了。虽然我比其它同事慢了点,但我还是很稳的,我想不能在最后的时候没弄好才来出差错啊,所以我不紧不慢的一点点的认真的焊着。经过差不多一下午的努力我终于焊接好了无稳态多谐振荡电路的焊接,这时候最关键的时刻到来了,因为然后就是要用先前学习使用过的直流稳压电源进行通电测试,我带着紧张和期待的心情接通连接电路,按下output键,这时我看到两个发光二极管在轮流放光,一闪一闪的,我觉得真是很好看啊,我这时的心情真的可以用心花怒放来形容。那种认真努力得到收获的感觉那种成就感真的都很好。这个实训内容较之前面的内容花费的时间较多收获也较多。我觉得经过这次焊接以后叫我焊什么我都不怕了。并且呢我对电子装焊工艺及常用焊接、装配工具有了一个初步的认识,掌握了焊接工具及常用工具的正确使用以及手工电子焊接技术,为以后的制备收音机的实训产品安装打下了基础。
电子电工实训第六周也是实训的最后一周。今天我们实训的内容是印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,在师傅的讲解下我们了解了制作PCB板电路图的基本流程,按照师傅所说的流程,我们顺利而且成功的完成了任务,让那我熟悉了制作PCB板的基本操作,掌握了使用热转印来制作PCB板的操作。
最后在我怀着留恋的情绪下这次的就这样结束了。在师傅的精心指导和同事们的积极帮助和我的认真努力下,实训圆满结束。接得进入工作岗位!
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步进电机控制技术论文
步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文,希望你们喜欢。
电机控制技术论文篇一
步进电机控制系统
摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。
关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展
1步进电机原理及特征
1.1步进电机的目前发展情况
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。
1.2步进电机的特点
1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。
1.3步进电机的一些典型运用场合
①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。
②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。
③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。
目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。
1.4 步进电机的运转原理及结构
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
1.5 旋转
如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。
这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。
2电路设计分析
2.1 8253及8255驱动步进电机电路
①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。
②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。
2.2实验重要参数计算
由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。
由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。
停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。
后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。
2.3 实际问题及解决方法
①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。
②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。 ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。
3总结体会
首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。
参考文献
【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007
【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009
【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010
步进电机控制系统
韩 浩
(西安文理学院物理与机械电子工程系 陕西西安 710000)
摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。
关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展
1步进电机原理及特征
1.1步进电机的目前发展情况
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。
1.2步进电机的特点
1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。
1.3步进电机的一些典型运用场合
①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。
②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。
③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。
目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。
1.4 步进电机的运转原理及结构
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
1.5 旋转
如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。
这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析
2.1 8253及8255驱动步进电机电路
①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。
②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。
2.2实验重要参数计算
由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。
由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。
停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。
后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。
2.3 实际问题及解决方法
①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。
②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。
③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。
3总结体会
首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。
参考文献
【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007
【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009
【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010
电机控制技术论文篇二
步进电机的加减速控制
[摘 要]本文详细分析了步进电机及其工作原理,并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用,开发了简单的细分驱动控制电路。
[关键词]步进电机;单片机;细分控制
中图分类号:F140 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0038-01
一、引言
随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用,步进电机作为一种可以精确控制的电机,广泛应用在高精密加工机床,微型机器人控制,航天卫星等高科技领域。
二、 步进电机的原理
步进电机是一种控制用的特种电机,它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行,而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动,所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型,本设计中选用的是反应式步进电机,其结构如图1所示。
这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组,绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相,也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相,电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组,转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率,即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。
三、步进电机的驱动控制
步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不仅取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。
步进电机的驱动方式有很多种,包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式,这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进,既可以使细分后的步距角均匀一致,又可以避免复杂的计算。
四、恒频脉宽调制细分电路的设计
1、脉冲分配的实现
在步进电机的单片机控制中,控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。
2、系统控制电路设计
步进电机控制系统主电路设计如图2所示。
从上图可以看出,8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平,所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的P1.0和P1.1端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的P1.0端提供步进脉冲,P1.1端则控制步进电机的转向,输出高电平,步进电机正传;输出低电平,步进电机反转。单片机依然是控制的主体,它通过定时器T0输出20kHz的方波,送D触发器,作为恒频信号。同时,由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号,它的方波电压的每一次变化,都使转子转动一步。
当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时,恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平,使开关管T1、T2导通,绕组中的电流上升,采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时,比较器输出低电平,使D触发器输出Ub低电平,T1、T2截止,绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua,比较器输出高电平,使D触发器输出高电平,T1、T2导通,绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行,使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高,锯齿形波纹会很小。
当Ua上升突变时,采样电阻上的压降小于Ua,电流有较长的上升时间,电流幅值大幅增长,上升了一个阶段,但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号,所以只有一个上升阶段,也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶,并没有把每一步细分成许多步,而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大,使原本的方波输出变的圆滑,实现了控制信号类似梯形的平滑处理,如图3所示。
同样,当Ua下降突变时,采样电阻上的压降有较长时间大于Ua,比较器输出低电平,CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断,使电流幅值大幅下降,降到新的阶段为止。
以上过程重复进行。Ua每一次变化,就会使转子转过一个细分步。
在这个电路中有一个最突出的特点,那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路,并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号,使得单一相运行时的细分程度有所降低,但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的,所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。
六、结束语
当前,步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面,并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。
参考文献
[1] 吴守箴,臧英杰等.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京: 机械工业出版社,2002.
[2] 王晓明.电机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002.
[3] 李建忠主编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.
[4] 李仁定主编.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社,2004.
[5] 黄勇,廖宇,高林.基于单片机的步进电机运动控制系统设计[J].电子测量技术,2008,31(5):150-154.
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