帆板控制系统
摘要:
本设计为一种帆板控制系统,具有电机控制和显示功能,系统AT89C52单片机作为控制平台对电机的转速进行控制,可由用户设置转速的档位、帆板角度,可实现帆板在0℃-60℃的自由调节,系统设计为多级调速,控制风速不断增大,偏转的角度通过角度传感器传回控制平台,由模数转换后通过LCD实时显示偏转角度。当角度达到设置值的,系统自动控制蜂鸣器发声,点亮二极管。系统性能稳定,控制准确。
关键词:自动控制单片机转速
2方案论证
本系统实现帆板的角度控制,需要有较高的角度变化分辨率和稳定可靠的换挡停机控制部件。
2、1 控制核心的选择
方案一:采用多路继电器作为控制部件。通过不同继电器的吸和调整电机电压达到控制风扇的转速。
方案二:采用单片机作为控制核心。以软件编程的方法进行电机的调速、角度的判断。
对于方案一,采用继电器控制电路具有电路简单,易于实现,以及无需编写软件程序的特点,但控制方式过于单一,不能自由的调节电机的转速,无法满足不同用户以及不同环境下的多种调速要求,故不在本系统中采用。
对于方案二:以单片机作为控制器,通过编写程序不但能自由调节电机的转速,还能实时的显示偏转的角度。而且用户通过键盘接口,在电机和帆板之间距离可调的情况下,设置指定角度来控制电机的转速。并且通过程序控制转速具有极高的精度,实现多级调速。故本系统采用方案二。
2、2显示电路
方案一:采用五位共阳极数码管显示角度,动态扫描显示方式。
方案二:采用液晶显示屏LCD显示温度。
对于方案一,该方案成本低廉,显示角度明确醒目,功耗低,显示驱动程序的编写也相对简单。不足的地方是扫描显示方式是使五个LED逐个点亮,因此会有闪烁,显示单一。对于方案二,液晶显示屏具有显示字符优美,不但能显示数字还能显示字符甚至图形的有点,这是LED数码管无法比拟的。从人机友好界面的考虑,本系统采用方案二。
2、3调速方式
方案一:采用电位器调节方式,调节电位器的阻值来调整电机电压的大小来达到风速的变化。
方案二:采用LM298N电机驱动芯片,LM298N可以通过单片机实行PWM调速。
对于方案一,该方式调节简单,电路方便。但不能通过单片机进行控制,功能单一。方案二,LM298N是专门的电机驱动芯片,能连接主控芯片进行控制转速的实时调节,该芯片驱动能力强劲,性能稳定,完全用程序进行控制。故本系统采用方案二。
2、4角度传感器的使用
方案一:采用光电二极管电路,通过接收到的光的多少来反映角度的变化。
方案二:采用N1000060角度传感器专用芯片,通过角度的改变输出的电压相应发生变化。
对于方案一,该电路结构简单、价格低廉、使用方便。但在实际运用中测量精度太小,环境适应能力不高,无法满足系统要求。对于方案二,该芯片性能稳定,测量精度高,外围元件少,使用方便。但芯片购买不便,价格也不便宜。由于LM298N稳定性高,符合要求,故本系统采用方案二。
3系统简介
本系统由单片机、电机驱动芯片、角度传感器、模数转换、计数器、LCD显示屏、蜂鸣器及一些其他外围器件组成。使用具有价廉易购的AT89C52。单片机编程控制,通过修改程序可方便实现系统升级。系统框图如下。
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4硬件设计
系统主要部件包括AT89C52单片机、LM298N电机驱动芯片、12V直流电机、N1000060角度传感器、AD0809模数转换芯片、CD4017计数器,1602液晶显示模块。辅助元件包括蜂鸣器、电阻、晶振、电源、按键和拨码开关等。
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步进电动机的设计报告 题目:步进电动机的设计与制作 学院:大数据与信息工程学院 专业:计算机科学与技术 班级:电信113 学生姓名:王浩 指导教师:马光喜老师 2015年1月6日
目录 前言---------------------------------------------------------------2 1.设计目标及内容------------------------------------------------3 1.1 设计内容---------------------------------------------------4 1.2 设计目的---------------------------------------------------4 2.硬件原理及设计分析--------------------------------------------4 2.1 步进电机的工作原理-----------------------------------------5 2.2 液晶显示原理 ----------------------------------------------5 2.3 步进电机转速控制及显示设计(LCD显示转速)的硬件框图--------6 2.4 总的硬件电路图---------------------------------------------7 3.软件分析及设计------------------------------------------------8 3.1 软件需求分析-----------------------------------------------8 3.2 程序流程图-------------------------------------------------8 3.3 软件代码---------------------------------------------------9 4.操作说明及结果分析-------------------------------------------18 5.调试过程中遇到的问题和解决方法-------------------------------18 6.硬件实习总结-------------------------------------------------19 7.参考文献-----------------------------------------------------19
《电动机点动控制》 一、实训目的 通过本次的实训以提高同学们对具有过载保护的点动线路的理解和认识。通过实训以达到知识和技能相结合的目的;更好的完成学习任务。同时锻炼同学们的认知能力、技能水平;学会三相异步电动机具有过载保护的点动控制电路的操作和接线方法。通过实习理解电力拖动以及点动的概念。 二、实训内容 1、电动机的点动控制线路,具有过载保护的单相点动控制线路。详图如下: 2、线路分析 (1)SB为线路的控制按钮。 (2)工作原理: 合上开关QS 起动:按下SB→KM线圈获电— 停止:放开SB→KM线圈断电释放—
按下控制按钮SB,由于接在按钮SB下端的KM线圈通电,KM主触头闭合,电机开始运转;当放开控制按钮SB后,电机停转。这种线路叫做点动控制线路,由于线路中加装了热继电器,所以线路依然具有过载保护。同时还兼有欠电压、失电压、短路等保护特点。 三、实训准备 1、思想准备 这个线路由于是刚开始接触到实习,对电工接线知识还是很欠缺,可能在接线的过程中将某根导线接错,导致整个实习失败。对此我一定要在实习前细心的钻研图纸,认真的理解原理,虚心的向老师、同学请教,以确保此次实习圆满成功,达到规定的水平。 2、元器件准备 3、工具准备
4、材料准备 四、实训要求 1、正确度要求。 线路只能一次性完成,且100%正确,为总分的40%。一次上交检查不正确扣去40%总分的1/10,三次上交检查不正确,该项目记为0分,只要线路不正确,该模块总成绩记为0分,需要参与下次的有偿补考。 2、工艺要求 主线路用吕芯线,控制回路用铜芯线。导线的弯折度为90度,但不能借助其他工具进行加工,否则扣分。弯折点与接线柱的距离为2cm左右,不能过长或过短。主线路可以架空,但控制线路不能架空,并且相同走向的导线必须成一
.实习名称:三相异步电动机实习报告 2.实习内容:拆、绕一台三相异步电动机 3.实习器材:电机,铜线 4.实习目的: 1.加深理解三相电动机的工作原理 2.熟悉电动机的嵌线工艺、装配流程 5:实习步骤: 1.三相异步电动机原理分析 2.绕制电机绕组线圈 3.装配电动机定子绕组 4.电动机整机安装及调试 6:实习过程: <一>三相异步电动机原理分析。 1.结构 三相异步电动机主要由静止的和转动的两部分构成,其静止部分称为定子。定子是用硅钢片叠成的圆筒形铁心,其内圆周有槽用来安放三相对称绕组;三相对称绕组每相在空间互差120°,可连接成Y形或△形。三相异步电动机转动的部分称为转子,是用硅钢片叠成的圆柱形铁心,与定子铁心共同形成磁路。转子外圆周有槽用以安放转子绕组。转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式:将铜条插入槽内,两端用铜环短接,或直接用熔铝浇铸而成短路绕组。绕线式:安放三相对称绕组,其一端接在一起形成Y形,另一端引出连接三个已被接触Y形的电阻,或直接通过短路端环短接。(在该次实习中我们使用的是鼠笼式。) 2.旋转磁场 旋转磁场是极性和大小不变且以一定转速旋转的磁场。对称三相绕组流过对称三相电流,产生圆形旋转磁通势和旋转磁场。三相对称绕组是三套数据相同,空间(沿定子内圆)互差120°电角度的绕组组成三相对称绕组,通以三相对称电流就可产生旋转磁场 3. 作用原理
转子绕组切割旋转磁场产生感应电动势,并在短路的转子绕组中形成转子电流,转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力,形成转动力矩。使转子随旋转磁场以转速n转动并带动机械负载。转子和旋转磁场之间转速差的存在是异步电动机的必要条件,转速差以转差率来衡量。 4.定子铁心和定子绕组 定子铁心:导磁和嵌放定子三相绕组;0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成;内圆均匀开槽;槽形有半闭口;半开口和开口槽三种,适用于不同的电机。 三相定子绕组:绝缘导线绕制线圈由若干绝缘导线绕制的线圈按照一定规律连接成三相对称绕组;交流电机的定子绕组称为电枢绕组是电机能还的关键部分。常见的绕组有单层同心式、单层链式、单层交叉式和双层跌绕式等。 5. 绕组 单层绕组:每个槽内只放一个线圈边.在该电机实习中,线圈数目等于槽数的一半。 6. 绘制绕组展开图 先绘出定子槽并编号;接下来按每极每相槽数,将每对极下的槽数平均分为六个相带;依线圈节距将对应的线圈串接起来,组成一项绕组;再将极相组按反串的规则串联起来,就得到一个完整的三相绕组。 <二>.三相异步电动机的拆绕 1.三相异步电动机的定子绕组的拆卸 通常电动机的绕组在下好以后,为了固定,都会给绕组线圈浸漆,所以,在常温下绕组是很硬的,不易拆除。若强行拆除则有可能将定子冲片损坏。所以必须加热使绕组绝缘软化以后趁热迅速拆除。常用以下方法: · 电流加热法:拆开绕组端部各连线,在一相绕组中通入单项低压打电流加热。当绝缘层软化后,绕组端部冒烟时,切断电源,打出槽偰、拆除绕组。 · 用烤箱等加热拆除:拆除绕组后应清除槽内的绝缘杂物,修正槽行。 2.三项异步电动机的定子绕组的绕制 绕制电动机绕组时,绕组尺寸的大小对嵌线质量、绕组的耗铜量以及电动机的运行特性都有密切的关系。 对于一个拥有相关参数的电机可以通过查手册来获取绕组的尺寸。对于无相关参数的电机可以在拆卸绕组时,拆下一个完整的废旧绕组,取其中最小的一匝,参考它的形状及周长来制作线模尺寸。
一、实验内容 某一磁化曲线为 二、实验要求 1、画框图 2、编制c 语言程序 3、输出计算结果 三、实验项目 (一)、利用线性插值法求解 1、实验原理 (x)=f( )+(x-) 2、实验框图 3、试验程序 #include
static float Y[10]={0.96,1.48,2.54,4.14,7.30,19.4,67.0,230.0,700.0,2280}; int i; float B; float H; printf("Please input the B:"); scanf("%f",&B); for(i=1;i<=10;i++) { if(B<=X[i]) break; } H=Y[i]+(Y[i+1]-Y[i])*(B-X[i])/(X[i+1]-X[i]); printf("H=%f\n",H); } 4、输出计算结果 (二)、利用抛物线插值法求解 1、实验原理 (x)= ++ 2、实验框图
3、试验程序 #include
电机实训报告 电机绕组的设计与实训 学院(系) 年级专业 学生姓名 指导教师 日期
电机设计与实训任务书学院: 自动化工程学院
目录 电机绕组的设计与实训................................. 错误!未定义书签。一实训目的.................................................. 错误!未定义书签。二异步电机的基础理论 ............................. 错误!未定义书签。 2.1三相异步电动机的结构 .................... 错误!未定义书签。 2.2三相交流电机旋转磁场的产生 (6) 2.3交流绕组的基本知识 (7) 三电机绕组的嵌线 (10) 3.1绕线工具 (10) 3.2绝缘材料与制作槽楔 (13) 3.3链式绕组嵌线 (14) 3.4同心式绕组嵌线 (15) 3.5交叉式绕组嵌线 (16) 四实训总结及心得体会 ............................. 错误!未定义书签。
一实训目的 1. 加深理解三相电动机的工作原理 2. 熟悉电动机的嵌线工艺、装配流程
二异步电机的基础理论 2.1三相异步电动机的结构 三相异步电动机的种类很多, 但各类三相异步电动机的基本结构是相同的, 它们都由定子和转子这两大基本部分组成, 在定子和转子之间具有一定的气隙。另外, 还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其它附件, 如下图示: 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承; 2—前端盖; 3—转轴; 4—接线盒; 5—吊环; 6—定子铁心; 7—转子; 8—定子绕组; 9—机座; 10—后端盖; 11—风罩; 12—风扇 2.1.1定子部分
电机实习报告2篇 本文是关于电机实习报告2篇,仅供参考,希望对您有所帮助,感谢阅读。 其实,我早已经明白实习不一定要专业对口。实习的目的在于让我更进一步的认识社会、认识自己现在所处的环境,在于有所收获,包括工作、生活、学习、专业等方面的收获。以便于以后自己可以尽快立足于社会、独立生活。当我在实习过程中遇到问题并解决了它,我就会掌握了面对问题的心态和解决问题的方法。当我经历足够多的问题我就会收获足够多的人生阅历,我才会成长。这时,我开始思考人生,人的一生,短短的几十年。我要如何安排着几十年,让我的人生可以按着我的思想来行驶。于是,在工作的空闲时间,我开始规划我的人生。在学校的时候,老师叫我们写过“人生规划”,现在对社会对世界有了更深的认识。因此,我从新早拟了“人生规划”。可是,人生不能只是“纸上谈兵”。为了梦想的实现,为了人生的精彩难忘,我必须行动起来,将“人生规划”与现实结合。要实现梦需要做很多事情,具体到要达到某个职位、达到某个薪资的高度、需要做哪些努力等!这些想法、这些规划在我的脑子里形成图案,就像我要走的人生之路。实习的目的在于认识世界,收获阅历立足社会。实习的意义在于经历了多少、在于成长。在这里我学会了处理与上司的关系,维持同学和朋友的感情、学会了独立生活、独立面对困难、独立解决问题的好习惯。这些,是我实习的目的和意义。 我实习的地点是广西xx市出口加工区。实习单位是xx电机(xx)有限公司。该公司以生产电器、汽车马达为主要生产产品。是全球最大的马达制造商,公司的总部在深圳,xx厂是分公司。xx电机(xx)有限公司在加工区有两大基地,分为apg和ipg。apg为汽车类马达,ipg多为电器类马达。我们这批学生都被分配到了apg。apg拥有一栋四层楼的生产线,每层楼都有不同的生产线,生产各种牌子的汽车马达。我被分配在了二楼207线。我的工作岗位是在线上,是生产马达的普通线员。我的工位是“电枢检查”,实话说这与我的专业工作一点关系都没有,除了几台机器是冲压模之外,其他与专业知识没有直接的联系。当然,对口专业还是好一点,可以学习更多专业知识。不过,条件不允
电机设计开题报告 篇一:异步电动机设计开题报告 开题报告 75kw三相鼠笼异步电动机设计 一、本课题研究意义,国内外研究现状和发展趋势 随着社会的不断发展,如今在各行各业对工业技术要求的不断提高,电机无论是交通运输、航空航天、医疗卫生、农业生产商务与办公设备,还是日常生活中的家用电器都大量地使用各式各样的电机,现有90%以上的动力来源于电动机,电动机已与人们的日常生活密不可分。 20世纪40年代以前,我国电机制造工业极端落后。中华人民共和国成立后,电机工业才获得了迅速发展,产品的品种、数量不断增加,技术水平逐步提高。如今,随着我国科技的日益发展,人们对自动化的需求越来越高,使电动机的复杂控制成为主流,而三相鼠笼式异步电动机其应用领域更是极为广泛。近年来还先后出现和发展了带晶闸管变频装置的低速同步电机,户外电动机,低噪声电动机以及与中小型电机类似的大型电机等多种产品,其中三相鼠笼式异步电动机应用更为突出。 随着国家宏观经济的调整以及市场需求的推动,二十世纪中小型电机的品种将得到更大的发展,尤其是对于发展高效率电机、高品位的出口电机和机电一体化的交流变频电机
将会给予特别的重视,电机的技术发展动向是向小型化、薄型化、轻量化、智能化、高效化、节能化、环保化,电机采用新型磁性、导电、绝缘材料。 二、主要研究内容 三相鼠笼异步电动机的电磁设计,根据参数选取的不同,用手算方法改变铁芯槽形、匝数、气隙的大小以及铁芯的长度,采用三种不同方案的设计。进行方案比较后,选出最优方案,绘制定子电势星形图及定子绕组展开图。首先应根据产品通用标准、技术条件设计原始数据,然后进行电磁设计和结构设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷,计算转子、定子冲片和铁心各部分尺寸及绕组数据,进而核算电机各项参数及性能,并对设计数据做(原文来自:https://www.doczj.com/doc/2f1775999.html, 小草范文网:电机设计开题报告)必要的调整,直到达到要求,提出电磁设计单。 其主要内容包括以下四个步骤,分别是: 1. 额定数据及主要尺寸的计算; 2. 磁路计算; 3. 绕组的连接、电流在绕组中的流向; 4. 起动计算。 5. 额定负载时的损耗及效率计算 三、研究思路和方案 为了提高电机性能,在电机效率、功率因数、启动转矩、
张家口职业技术学院电机修理实习报告 指导教师:刘素芳 系别:电气工程系 专业班级:08应用电子 姓名:耿路平 日期:2009年12月22日
一、三相异步电动机介绍 作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜, 得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。 绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设 置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器 连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。 二、三相异步电动机原理 当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁
一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机 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;同时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。 1.2 步进电机的种类 步进电机分永磁式(PM)、反应式(VR)、和混合式(HB)三种。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.3 步进电机的特点 1.精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。可在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,这是步进电动机最突出的优点 2.过载性好其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合; 3.控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算机 控制带来了很大的方便,反过来,计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场; 4.整机结构简单传统的机械速度和位置控制结构比较复杂,调整困难,使用步进电机后,使得整机的结构变得简单和紧凑。 1.4 步进电机的原理 图1是一种四相可变磁阻型的步进电机结构示意图。这种电机定子上有八个凸齿,每一
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名:___________________ 单位:___________________ 时间:___________________ PID控制电机实验报告
编号:FS-DY-20618 PID控制电机实验报告 摘要 以电机控制平台为对象,利用51单片机和变频器,控制电机精确的定位和正反转运动,克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。电机实现闭环控制的基本方法是将电机工作于启动停止区,通过改变参考脉冲的频率来调节电机的运行速度和电机的闭环控制系统由速度环和位置环构成。通过PID调节实现稳态精度和动态性能较好的闭环系统。 关键词:变频器PID调节闭环控制 一、实验目的和任务 通过这次课程设计,目的在于掌握如何用DSP控制变频器,再通 过变频器控制异步电动机实现速度的闭环控制。为实现闭环控制,我们需完成相应的任务: 1、通过变频器控制电机的五段调速。
2、通过示波器输出电机速度变化的梯形运行图与s形运行图。 3、通过单片机实现电机转速的开环控制。 4、通过单片机实现电机的闭环控制。 二、实验设备介绍 装有ccs4.2软件的个人计算机,含有ADC模块的51单片机开发板一套,变频器一个,导线若干条。 三、硬件电路 1.变频器的简介 变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,变频器还有很多的保护功能。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。 2.变频器的使用 变频器事物图变频器原理图
电机实训心得体会报告范文3篇 篇一:电机实训心得体会随着科学技术水平的提高,电力工业不断发展,发电机和变压器的电机容量不断增大,中、小型电动机的应用范围也不断扩大,电机性能指标和经济效益不断提高,这是电机工业发展的重要趋势。 电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课,我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系,,所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义,对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习,可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能,为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析,培养了自正己分析问题和解决问题的能力。 通过一个学期的学习,使我对电机及其构成的工作系统等知识有了一个全新的认识。我掌握了交、直流电动机的基本原理、结构和调速方法直流电机的工作原理及结构、变压器的工作原理及结构、异步电机的工作原理及结构、同步电机、控制电机、电力拖动系统基础、直流电机的电力拖动、三相异步电机的机械特性及运转状态、三相异步电机的启动及其调速、电力拖动系统的电机选择。学校开设这门课程的目的,也是为了让我们在自动化领域上有个初级的入门,便于后续知识的学习,为以后的学习打下良好的基础
篇二:电机实训心得体会机电一体化实训,两周,转眼就过了。实训,在我看来是一种练习或者说复习,是为了巩固以前学的知识和增强自己的动手能力,因此,每个实训我都很重视,都全力以赴,都有很大的收获。 这次实训,只要就三步,焊接元件,编写程序,调式。我们的实训训练不仅是锻炼个人技能,同样的还有人与人之间的合作能力,因此,分组,分任务,这是必不可少的。一个团队,分工是否合理直接影响到这个团队的成败,像我们组,有人负责焊接,有人负责查资料,有人负责编写程序,这样的分工对这个实训任务来说不可以说不合理,因此,我们组,无论是在速度、数量还是质量等方面上,应该都是完成的最好的。 对我们组来说这次实训最大的障碍,不是编程,而是焊接。编程,理论上的东西,对我们来说没什么难度,当然如果要考虑它的各方面的话那有另当别论,我们这里完成任务就好,不过有时间的话我们也会去把它完善。这焊接对我们这些没怎么实践过得人来说,是一个不小的挑战,既要避免它虚焊,又要避免把原件给烧坏,这个度需要把握的很好才行,因此,我们是经过一轮大比拼才决定了由谁来负责这一块。在焊接之前,我们还有一个很重要的步骤要做的,那就是布局,因为我们的电路板有限,电路板的面积也有限,所以布局要很讲究,很合理,才行,这布局,我们组是决定了要把它布得合理,步得完美的,所以,在这之前,我们是经过了一番的讨论,并且是把后面几个的任务因素也是考虑了
综合设计报告 单位:自动化学院 学生姓名: 专业:测控技术与仪器 班级:0820801 学号: 指导老师: 成绩: 设计时间:2011 年12 月 重庆邮电大学自动化学院制
一、题目 直流电机调速与控制系统设计。 二、技术要求 设计直流电机调速与控制系统,要求如下: 1、学习直流电机调速与控制的基本原理; 2、了解直流电机速度脉冲检测原理; 3、利用51单片机和合适的电机驱动芯片设计控制器及速度检测电路; 4、使用C语言编写控制程序,通过实时串口能够完成和上位机的通信; 5、选择合适控制平台,绘制系统的组建结构图,给出完整的设计流程图。 6、要求电机能实现正反转控制; 7、系统具有实时显示电机速度功能; 8、电机的设定速度由电位器输入; 9、电机的速度调节误差应在允许的误差范围内。 三、给定条件 1、《直流电机驱动原理》,《单片机原理及接口技术》等参考资料; 2、电阻、电容等各种分离元件、IC、直流电机、电源等; 3、STC12C5A60S2单片机、LM298以及PC机; 四、设计 1. 确定总体方案; 2. 画出系统结构图; 3. 选择以电机控制芯片和单片机及速度检测电路,设计硬件电路; 4. 设计串口及通信程序,完成和上位机的通信; 5. 画出程序流程图并编写调试代码,完成报告;
直流电机调速与控制 摘要:当今社会,电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产,交通运输,国防,航空航天,医疗卫生,商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱,空调,DVD等)中,都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示,在所有动力资源中,百分之九十以上来自电动机。同样,我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关,密不可分。电气时代,电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等,对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动,制动,正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器,光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制,是指对电动机的转速,转角,转矩,电压,电流,功率等物理量进行控制。 本电机控制系统基于51内核的单片机设计,采用LM298直流电机驱动器,利用PWM 脉宽调制控制电机,并通过光耦管测速,经单片机I/O口定时采样,最后通过闭环反馈控制系统实现电机转速的精确控制,其中电机的设定速度由电位器经A/D通过输入,系统的状显示与控制由上位机实现。经过设计和调试,本控制系统能实现电机转速较小误差的控制,系统具有上位机显示转速和控制电机开启、停止和正反转等功能。具有一定的实际应用意义。关键字:直流电机、反馈控制、51内核、PWM脉宽调制、LM298 一、系统原理及功能概述 1、系统设计原理 本电机控制系统采用基于51内核的单片机设计,主要用于电机的测速与转速控制,硬件方面设计有可调电源模块,串口电路模块、电机测速模块、速度脉冲信号调理电路模块、直流电机驱动模块等电路;软件方面采用基于C语言的编程语言,能实现系统与上位机的通信,并实时显示电机的转速和控制电机的运行状态,如开启、停止、正反转等。 单片机选用了51升级系列的STC12c5a60s2作为主控制器,该芯片完全兼容之前较低版本的所有51指令,同时它还自带2路PWM控制器、2个定时器、2个串行口支持独立的波特率发生器、3路可编程时钟输出、8路10位AD转换器、一个SPI接口等,
《运动控制系统综合实验》 实验报告 小组成员:
直流无刷电机实验报告 一、实验目的 通过对8257的编程控制,发出可以驱动直流无刷电机的六路PWM 波,实现对电机的控制。 二、实验原理 1.直流无刷电机驱动原理 这部分在PPT里有详细介绍,简单来说就是要根据转子上的三个霍尔传感器的状态发出下一步所需的三相电流。刚开始时我 对这部分原理迟迟不能搞透彻,对着向量图思考了好久,就是不 能把霍尔传感器的状态和所需电流方向对应起来。主要问题是那 个PPT上的向量图没有清楚的思考步骤,导致我把定子的磁场一 直当成转子的看,当然搞不清楚。后来在和身边同学交流后才明 白。然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需的霍尔状态表, 如图1左,经验证此状态表是可以成功驱动电机的。 搞定逆时针转动后我趁热打铁,把顺时针转动的霍尔状态表也写了出来。但是最开始我想当然的以为把逆时针的状态倒过来 对应霍尔传感器的值电机就会反转,经过试验后证明这种思路是 错误的,电机还是逆时针转动。我想了好久没想明白,只好又从 头推了一遍顺时针转动所需的状态表,如图一右。前后对比我们 发现相同霍尔状态时,正反所需的电流恰好相反,也即相差180°。
再回想推导过程中实际是用下一个状态的电流对应本状态的霍尔 值,我一下豁然开朗。我判断电机在某一位置时允许有60°的误差,逆时针转动时上一个状态加上60°,顺时针转动时则减去60°,所以顺时针逆时针转动正好差了180°。 霍尔传感器的状态和所需电流如下表: 逆时针转动顺时针转动HaHbHc A B C A B C 001 - 0 + + 0 - 101 0 - + 0 + - 100 + - 0 - + 0 110 + 0 - - 0 + 010 0 + - 0 - + 011 - + 0 + - 0 2.相序确定 上述表格中A,B,C其实是我们假定的,与霍尔元件HaHbHc 对应的ABC并不对应,所以我们还要确定一下三相相序。考虑到我们只给三相电机提供A正B负的电流时,电机转子应该停在一个确定的位置,而这个位置对应的霍尔状态值为010。 那么当我们任意通入一正一负的电流时,若霍尔状态值为010,此时正电流即A相,负电流即B相。按此方法即可确定相 序,所用的A正B负程序如下:
报 告 编 号:WNY10-034.2 Reference №: 检验报告 Test Report 产品名称: Name of products : 型 号: Type : 委托方: Client : 检验类别 Kind of test 上海电机系统节能工程技术研究中心 三相异步电动机 YE2-200L1-6 18.5kW 上海电器科学研究所(集团)有限公司
批准审核编制
检验报告 上海电机系统节能工程技术研究中心 检验报告
声明 STATEMENT 1.本报告(包括复制件)未加盖印章一律无效。 The test report (including its copy) without the seal shall be considered as invalid. 2.本报告未经本实验室书面批准,不得部分复制,除非全部复制。 The test report shall not be reproduced except in full, without written approval of the laboratory. 3.本报告无编制、审核、批准人签字无效。 The test report without the signature of the preparing person, review person and approval person shall be considered as invalid. 4.本报告涂改无效。 Any corrections made on any parts of this test report shall be considered as invalid. 5.检测结果只与委托检测的委托方送样样品有关。 This result is only related to the samples delivered. 检验单位:上海电机系统节能工程技术研究中心 地址:上海武宁路505号 邮编:200063 电话: 传真: 银行开户名:招商银行上海分行曹家渡支行 银行帐号: 1.0 目的规范电机检验作业,确保电机各项性能以质量达到标准要求,杜绝不 合格产品进仓、出厂。 1.1 总装好的电动机要进行试验,主要验证电动机性能是否符合有关标准和技术条 件的要求;设计和制造上是否存在影响运行的各种缺陷;另外,通过对试验结 果的分析,从中找出改进设计和工艺、提高产品质量的途径。 2.0 范围适用于公司的电机检验作业。 3.0 定义/参考 3.1 《过程和产品的测量和控制程序》 3.2 《不合格品控制程序》 4.0 作业流程
设计题目:直流电机控制电路设计 一设计目得 1掌握单片机用PWM实现直流电机调整得基本方法,掌握直流电机得驱动原理。 2学习模拟控制直流电机正转、反转、加速、减速得实现方法. 二设计要求 用已学得知识配合51单片机设计一个可以正转、反转或变速运动得直流电机控制电路,并用示波器观察其模拟变化状况。 三设计思路及原理 利用单片机对PWM信号得软件实现方法.MCS一51系列典型产品8051具有两个定时计数器。因为PWM信号软件实现得核心就是单片机内部得定时器,所以通过控制定时计数器初值,从而可以实现从8051得任意输出口输出不同占空比得脉冲波形。从而实现对直流电动机得转速控制。 .AT89C51得P1、0—P1、2控制直流电机得快、慢、转向,低电平有效.P3、0为PWM波输出,P3、1为转向控制输出,P3、2为蜂鸣器。PWM控制DC电机转速,晶振为12M,利用定时器控制产生占空比可变得PWM波,按K1键,PWM值增加,则占空比增加,电机转快,按K2键,PWM值减少,则占空比减小,电机转慢,当PWM值增加到最大值255或者最小值1时,蜂鸣器将报警 四实验器材 DVCC试验箱导线若电源等器件
PROTUES仿真软件KRIL软件 五实验流程与程序 #include 〈 reg51、h > sbitK1 =P1^0;增加键 sbit K2 =P1^1 ; 减少键 sbit K3 =P1^2;转向选择键 sbit PWMUOT =P3^0; PWM波输出?? sbitturn_around =P3^1 ;?转向控制输出 sbit BEEP =P3^2 ;蜂鸣器 unsigned int PWM; void Beep(void); void delay(unsigned int n); void main(void) { TMOD=0x11;//设置T0、T1为方式1,(16位定时器) TH0=0 ; 65536us延时常数{t=(65536—TH)/fose/12} ?TL0=0; TH1=PWM; //脉宽调节,高8位 ? TL1=0; EA=1;? //开总中断 ET0=1; //开T0中断? ET1=1;??//开T1中断
实训报告 电动机控制线路的连接 一、实训目的 1、了解交流接触器、热继电器、按钮的结构及其在控制电路中的应用。 2、识读简单控制线路图,并能分析其动作原理。 3、掌握控制线路图的装接方法。 二、实训器材 1、交流接触器、热继电器 2、常闭按钮、常开按钮 3、熔断器 4、电动机 5、导线 三.实训原理 电动机的全压起动 对于小容量电动机或变压器容量允许的情况下,电动机可采用全压直接起动。 四.实验内容与步骤 (一)、单向运行控制线路 1、点动控制线路 电动机的单向点动控制线路如图所示。当电动机需要单向点动控制时,先接上电源U、V、W,然后按下起动按钮SB,接触器KM线圈获电吸合,KM常开主触头闭合,电动机M起动运转。当松开按钮SB时,接触器KM线圈断电释放,KM常开主触头断开,电动机M断电停转。
2、连动控制线路 单向连动运行控制线路电动机的单向连动控制线路如图所示。接上电源U、V、W,按下SB2,接触器KM获电闭合,KM常开闭合,电动机起启动,同时使与SB2并联的1常开闭合,这叫自锁开关。松开SB2,控制线路通过KM自锁开关使KM线圈仍保持获电吸合。如需电动机停机,只需按下SB1即可。机,只需按下SB1即可。 3、点动和连动混合控制线路 电动机点动和起动混合控制线路如图所示。先接上电源U、V、W,然后按下起动按钮SB2, 接触器KM线圈获电吸合并自锁,KM常开主触头闭合,电动机M起动运转。 若按下起动按钮SB3,接触器KM线圈获电吸合KM常开主触头闭合,电动机M起动运转。 由于起动按钮SB3的常闭辅助触头断开接触器KM的自锁回路,所以是点动控制。 4、正反转控制线路 正反转控制线路采用两个接触器,即正转的接触器KM1和反转接触器KM2。当接触器KM1
黑龙江科技大学 综合性实践报告 实践项目名称直流他励电动机直流串励电动机所属课程名称电机与拖动 实践日期2016.6.13日——20日 班级自动化13-2班 学号 2013022269(23号) 姓名陈阳 成绩
电气与控制工程学院实践基地 【实践目的】 1、了解和分析他励直流电动机在各种运行状态下的能量转换情况 2、分析测定和绘制他励直流电动机在电动、回馈制动、能耗制动及电动势反接制动状态下的机械特性曲线 【实践要求】 1、遵守实验室的各项规章制度 2、认真记录实验数据 3、注意实验安全,务必按照教材上关于实验室安全的内容操作 4、实验结束后关好电源 【实践原理】 机械特性:n = f (T)是指在一定的条件下,电磁转矩和转速两个机械量之间的函数关系。 1.固有机械特性: 三个量U 、φ、Ra 可以改变机械特性, U = Un(额定电压),φ =φn (额 定磁通),Ra= 0 时的机械特性称为固有机械特性。其方程为:由于 R a很小,转矩T 增大时, n 下降很小,他励电动机的固有机械特性是一条比较平的下降曲线。 2.回馈,反接,能耗机械特性: 根据公式可得到以下三种机械特性: (1)电动及回馈制动机械特性:转速高于理想空载转速,电动机进入回馈制动。(2) R2=400欧时的反接制动机械特性:电动机的转矩小于负载转矩,电动机反向起动,负载倒拉电动机。 (3)R2=180欧和90欧时的能耗制动机械特性:断开电枢电源,接入制动电阻,此时电枢电流与电动状态时的正方向相反。 【实践设备】 (1)DJ15直流并砺电动机 (2)DJ23校正直流测功机 (3)D31直流电压、毫安、安培表 (4)D41三相可调电阻器 (5)D42三相可调电阻器 (6)D44可调电阻器 (7)D51开关挂箱 (8)励磁、电枢电源及导线若干 (9)DDSZ-1型电机及电气技术实验装置
1、变压器空载: 变压器空载运行仿真电路图 2、变压器负载: SN=10e3;U1N=380;U2N=220;r1=0.14;r2=0. 035;x1=0.22;x2=0.055;rm=30;xm=310;ZL= 4+j*3; I1N=SN/U1N; I2N=SN/U2N;k=U1N/U2N; Z1=r1+j*x1; rr2=k^2*r2;xx2=k^2*x2; ZZ2=rr2+j*xx2; ZZL=k^2*ZL; Zm=rm+j*xm; Zd=Z1+1/(1/Zm+1/(ZZ2+ZZL)); U1I=U1N; I1I=U1I/Zd; E1I=(U1I-I1I*Z1); I22I=E1I/(ZZ2+ZZL); I2I=k*I22I; U22I=I22I*ZZL; U2I=U22I/k; % 功率因数,功率和效率 % cospsi1输入侧功率因数, cospsi2负载功率因数, p1输入有功功率, p2输出有功功率 cospsi1=cos(angle(Zd)); cospsi2=cos(angle(Z1)); p1=abs(U1I)*abs(I1I)*cospsi1; p2=abs(U2I)*abs(I2I)*cospsi2; eat=p2/p1; % 损耗 % lml励磁电流, pfe铁损耗, pcu1原边铜损耗, pcu2副边铜损耗 ImI=E1I/Zm; pFe=abs(ImI)^2*rm; pcu1=abs(I1I)^2*r1; pcu2=abs(I2I)^2*r2; % 数据输出 disp('原边电流='),disp(abs(I1I)); disp('副边电流='),disp(abs(I2I)); disp('副边电压='),disp(abs(U2I)); disp('原边功率因数='),disp(cospsi1); disp('原边电流='),disp(p1); disp('副边功率因数='),disp(cospsi2); disp('副边功率='),disp(p2); disp('效率='),disp(eat); disp('励磁电流='),disp(abs(ImI)); disp('铁损耗='),disp(pFe); disp('原边铁损耗='),disp(pcu1); disp('副边铜损耗='),disp(pcu2); 3、他励直流电动机转矩特性: % 直流电机转矩特性分析 % 将该函数定义为dc_mo_tor(dc_motoe_torque) %.................................... ....... % 下面输入电机基本数据 Cm=10;Ra=1.8;k=.1;k1=.2; % 下面输入750r/min时的空载特性实验数据(Ifdata-是励磁电流,Eadata-是感应电动势) Ia=0:.01:15; %.................................... ...... % 计算他励电机外特性 Temt=Cm*k*Ia; plot(Ia,Temt,'r') xlabel('Ia[A]') ylabel('Tem[N*m]')
实验一直流他励电动机机械特性 一.实验目的 了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性 二.预习要点 1.改变他励直流电动机械特性有哪些方法?2.他励直流电动机在什么情况下,从电动机运行状态进入回馈制动状态?他励直流电动机回馈制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况? 3.他励直流电动机反接制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性。 三.实验项目 1.直流他励电动机机械特性。 2.回馈制动特性 3. 自由停车及能耗制动。 4.反接制动。 四.实验设备及仪器 1.NMEL 系列电机系统教学实验台主控制屏。2.电机导轨及转速表( MMEL-13 ) 3?三相可调电阻900Q ( NMEL-03 ) 4?三相可调电阻90Q (NMEL-04 ) 5. 波形测试及开关板(NMEL-05B ) 6. 直流电压、电流、毫安表( N MEL-06 ) 7. 电机起动箱(NMEL-09 ) 五?实验方法及步骤 1 .直流他励电动机机械特性及回馈制动特性 接线图如图1-1 图中直流电压表V1 为220V 可调直流稳压电源(电枢电源)自带,V2 为MEL-06 上直 流电压表,量程为300V; 直流电流表mA i、A i分别为直流励磁及220V可调直流稳压电源自带毫安表、安培表;mA2、A2 分别选用量程为200mA、5A 的毫安表、安培表( NMEL-06 ) R i选用1800 Q欧姆电阻(NMEL-03两只900 Q电阻相串联) R2选用180欧姆电阻(NMEL-04中两90欧姆电阻相串联) R3选用3000 Q磁场调节电阻(NMEL-09 )
R 4选用2250 Q 电阻(用NMEL-03中两只900Q 电阻相并联再加上两只 900 Q 电阻相串 联) 开关S i 、S 2选用NMEL-05中的双刀双掷开关。 M 为直流他励电动机 M03,请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中: U N I N n N P N 220 V 1.1 A 1600 r/min 185 W G 为直流发电机 M 12,请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中: 表1-2 U N I N n N P N 220 V 0.55 A 1500 r/min 80 W 按图1-1接线,在开启电源前,检查开关、电阻的设置; (1) 开关S 1合向“ 1”端,S 2合向“ 2”端。 (2) 电阻R 1至最小值,R 2、R 3、R 4阻值最大位置。 (3) 直流励磁电源船形开关和 220V 可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。 实验步骤。 a. 按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和 220V 电源船形开 直流电机励磁电源 可调宜流稳压电源