Регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ с датчиками положения и индикацией

Заказать уникальную курсовую работу
Тип работы: Курсовая работа
Предмет: Электроника
  • 18 18 страниц
  • 16 + 16 источников
  • Добавлена 22.07.2015
1 000 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Введение 2
1. Структурная и функциональная схемы устройства и их описание; 3
2. Анализ и выбор элементной базы 8
3. Описание электрической принципиальной схемы и ее функционирования; 10
4. Описание программного обеспечения; 13
5. Примеры (осциллограммы, результаты моделирования, эмуляции и т.д.), демонстрирующие работоспособность разработанной системы. 16
6. Список использованной литературы 17

Фрагмент для ознакомления

Описание программного обеспечения;Так как схема собирается на платформе микроконтроллеров AVR, то программный код пишется на языке Си в специальном ПО, находящемся в свободном распространении на официальном сайте.Часть 1 управление двигателем:#include //подключаем библиотеку для работы с EEPROMchar k;char val1;char val2;char power;inti;void setup() {Serial.begin(9600); //скорость работы с последовательным поротомpinMode(11, OUTPUT); //выводы устанавливаюся в режим выходаdigitalWrite(11, LOW); //на выходе низкий уровеньpinMode(9, OUTPUT);digitalWrite(9, LOW);power=EEPROM.read(1); //читаем из EEPROM скорость вращения}voidloop() {if (Serial.available() > 0) { //если есть доступные данные k = Serial.read(); //считываем байтif (k=='1') //если на входе символ '1'{ //задаем направление вращения val1=HIGH; //в одну сторону val2=LOW; }elseif (k=='2') //если двойка, то в другую { val1=LOW; val2=HIGH; }elseif (k=='+') //увеличиваем скорость вращения{ //и пишем новую скорость в памятьpower=power+1; //а так же выводим скорсть в портSerial.println(power, DEC);EEPROM.write(1,power);}elseif (k=='-') //аналогично замедляем двигатель{power=power-1;Serial.println(power, DEC);EEPROM.write(1,power); }else //если пришел иной символ,{ //останавливаем двигатель val1=LOW; val2=LOW;} }analogWrite(11, val1*power);analogWrite(9, val2*power);}Часть 2 – вывод значений на экран (используем встроенную в микроконтроллер 8-ми разрядную АЦП)#include /**RS вывод дисплея к 12 выводу arduino*Enable вывод дисплея к 11 выводу arduino*D4 вывод дисплея к 5 выводу arduino*D5 вывод дисплея к 4 выводу arduino*D6 вывод дисплея к 3 выводу arduino*D7 вывод дисплея к 2 выводу arduino*R/W вывод дисплея к земле*Выход потенциометра к VO выводу дисплея*/// Инициализируем дисплей// Перечисляем выводы arduino к которым подключены// RS, E, D4, D5, D6, D7 контакты дисплеяLiquidCrystallcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);int count=0; void setup() {Serial.begin(9600);// Указываем количество столбцов и строк дисплея:lcd.begin(16, 2);// Выводим сообщение на дисплей.pinMode(9,OUTPUT);}voidloop() { //обработка входного сигналаint V0=analogRead(A0);int V1=analogRead(A1);int V2=analogRead(A2);int V=(V0+V1+V2)/3;analogWrite(9,V);////////////////////////////////вывод на экран//V1=V1/3;char c0 = V0%10 + '0';//единицыV0 = V0/10;char c1 = V0%10 + '0';//десяткиV0 = V0/10;char c2 = V0%10 + '0';//сотниlcd.setCursor(0, 0);//lcd.write('c2');//lcd.write('c1');//lcd.write('c0');//Serial.write(10);//delay(700);///////////////////////////////////////// устанавливаем курсор в 0 (нулевой) столбец первой строки// фактически курсор установится во вторую (нижнюю) строку// нумерация строк и столбцов начинается с нуля//lcd.print(count++);//lcd.print(V);delay(750);//Serial.print(V0);Serial.write(c2);Serial.write(",");Serial.write(c1);Serial.write(c0);Serial.write(13);Serial.write(10);//вывод на кран}Примеры (осциллограммы, результаты моделирования, эмуляции и т.д.), демонстрирующие работоспособность разработанной системы.Коммутация ключей по часовой стрелкеЗначение датчиков Холла (Hall_CBA)ФазаКлючи101A-BSW1; SW4001A-CSW1; SW6011B-CSW3; SW6010B-ASW3; SW2110C-ASW5; SW2100C-BSW1; SW4Отладка показаний значений тока на экране дисплея, данные приведены в таблице Excel. (двойной щелчок открывает таблицу с графиком)Список использованной литературы1. http://fb.ru/article/182187/ventilnyiy-dvigatel-printsip-rabotyi-i-shema2. Анхимюк В., Опейко О.Ф. Проектирование систем автоматического управления электроприводами: Учеб. пособие для вузов.: Мн.: Высш. шк., 1986г – 143 с3. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учеб. пособие для вузов.: -Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ие, 1982г – 392 с.4. Туренко Т.В. Применение пакетов SIMULINK И STATEFLOW для моделирования гибридной системы прямого цифрового управления унитарно-кодовым датчиком СПБГУ "ЛЭТИ", г. Санкт-Петербург. –5. Труды Всероссийской научной конференции «Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB» Часть 5. Имитационное моделирование. Simulink и Stateflow под общ.ред. И.В. Черных.6. А.Б. Виноградов, И.Ю. Колодин, А.Н. Сибирцев. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ. – статья. http://www.vectorgroup.ru/articles/article127. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева Е.В. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами// Науковий журнал "Радiоелектронiка. Iнформатика. Управлiння", 2001. - с. 155-159.8. Панкратов В.В. Тенденции развития общепромышленных электроприводов переменного тока на основе современных устройств силовой электроники// Силовая интеллектуальная электроника. Специализированный информационно-аналитический журнал. 2005, №2, с. 27-319. JoachimHoltz. SensorlessControlofInductionMotorDrive. - Fellow, IEEE, Vol .90, No.8, Aug.2002 – Germany.10. KimGauenandJadeAlberkrack. ThreePieceSolutionforBrushlessMotorControllerDesign.July, 2005− Rev. 511. J. P. Johnson, M. Ehsani, and Y. Guzelgunler. "Reviewofsensorlessmethodsforbrushless DC," presentedat 1999 IEEE IndustryApplicationsConference, 1999.12. P. P. Acarnleyand J. F. Watson. "Reviewofposition-sensorlessoperationofbrushlesspermanent-magnetmachines," IEEE TransactionsonIndustrialElectronics, vol. 53, pp. 352-362, Apr. 2006.13. SimPowerSystemsTMReleaseNotes.14. Binns K.J.; Sneyers B.; Maggetto G.; LatairePh. Rotor-position-controlledpermanentmagnetsynchronousmachinesforelectricalvehicles, ICEM ‘80, 1980, pp. 346-357.15. Slemon, G. R.; Xian, L. ModellingandDesignOptimisationofPermanentMagnetMotors, ElectricMachinesandPowerSystems, vol. 20, no. 2, 1992, pp. 71-92.16. Zhong L.; Rahman M.F.; Lim K.W. Modellingandexperimentalstudiesofaninstantaneoustorqueandfieldweakeningcontrolschemeforaninteriorpermanentmagnetsynchronousmotordrive, ELECTRIMACS 1996, pp. 297-302.


6. Список использованной литературы
1. http://fb.ru/article/182187/ventilnyiy-dvigatel-printsip-rabotyi-i-shema
2. Анхимюк В., Опейко О.Ф. Проектирование систем автоматического управления электроприводами: Учеб. пособие для вузов.: Мн.: Высш. шк., 1986г – 143 с
3. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учеб. пособие для вузов.: -Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ие, 1982г – 392 с.
4. Туренко Т.В. Применение пакетов SIMULINK И STATEFLOW для моделирования гибридной системы прямого цифрового управления унитарно-кодовым датчиком СПБГУ "ЛЭТИ", г. Санкт-Петербург. –
5. Труды Всероссийской научной конференции «Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB» Часть 5. Имитационное моделирование. Simulink и Stateflow под общ. ред. И.В. Черных.
6. А.Б. Виноградов, И.Ю. Колодин, А.Н. Сибирцев. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ. – статья. http://www.vectorgroup.ru/articles/article12
7. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева Е.В. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами// Науковий журнал "Радiоелектронiка. Iнформатика. Управлiння", 2001. - с. 155-159.
8. Панкратов В.В. Тенденции развития общепромышленных электроприводов переменного тока на основе современных устройств силовой электроники// Силовая интеллектуальная электроника. Специализированный информационно-аналитический журнал. 2005, №2, с. 27-31
9. Joachim Holtz. Sensorless Control of Induction Motor Drive. - Fellow, IEEE, Vol .90, No.8, Aug.2002 – Germany.
10. Kim Gauen and Jade Alberkrack. Three Piece Solution for Brushless Motor Controller Design.July, 2005− Rev. 5
11. J. P. Johnson, M. Ehsani, and Y. Guzelgunler. "Review of sensorless methods for brushless DC," presented at 1999 IEEE Industry Applications Conference, 1999.
12. P. P. Acarnley and J. F. Watson. "Review of position-sensorless operation of brushless permanent-magnet machines," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 53, pp. 352-362, Apr. 2006.
13. SimPowerSystemsTM Release Notes.
14. Binns K.J.; Sneyers B.; Maggetto G.; Lataire Ph. Rotor-position-controlled permanent magnet synchronousmachines for electrical vehicles, ICEM ‘80, 1980, pp. 346-357.
15. Slemon, G. R.; Xian, L. Modelling and Design Optimisation of Permanent Magnet Motors, Electric Machines andPower Systems, vol. 20, no. 2, 1992, pp. 71-92.
16. Zhong L.; Rahman M.F.; Lim K.W. Modelling and experimental studies of an instantaneous torque and fieldweakening control scheme for an interior permanent magnet synchronous motor drive, ELECTRIMACS 1996, pp. 297-302.

Вопрос-ответ:

Как работает регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ основан на использовании датчиков положения и имеет функцию индикации. Он контролирует скорость вращения двигателя, регулируя подачу электрического тока и контролируя момент двигателя.

Какова структурная и функциональная схемы устройства регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Структурная схема устройства включает в себя датчики положения, контроллер, преобразователь частоты, индикатор и исполнительное устройство. Функциональная схема представляет процесс регулирования скорости вращения двигателя на основе информации от датчиков положения, которая передается контроллеру и преобразователю.

Как выбирается элементная база для регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Выбор элементной базы для регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ осуществляется на основе требований к точности, надежности и функциональности устройства. Важными компонентами являются датчики положения, контроллер, преобразователь частоты и индикатор. Они должны быть совместимы и обеспечивать необходимую функциональность.

Как работает электрическая принципиальная схема и функционирование регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Электрическая принципиальная схема включает в себя датчики положения, контроллер, преобразователь частоты, индикатор и исполнительное устройство. Датчики положения передают информацию о положении ротора двигателя контроллеру, который обрабатывает сигнал и регулирует подачу электрического тока. Преобразователь частоты регулирует частоту и напряжение электрического тока, а индикатор позволяет отслеживать текущую скорость вращения. Исполнительное устройство передает управляющий сигнал на двигатель, регулируя его скорость.

Как демонстрируется работоспособность разработанной системы регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Работоспособность разработанной системы регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ демонстрируется с помощью примеров осциллограмм и результатов моделирования эмуляции. Они показывают, что система успешно контролирует скорость вращения двигателя и поддерживает желаемую скорость.

Как работает регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ с датчиками положения и индикацией?

Регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ с датчиками положения и индикацией основан на использовании датчиков положения ротора для обратной связи и управления мощностью, подаваемой на двигатель. Он также обеспечивает индикацию текущей скорости вращения. Датчики положения ротора определяют положение ротора в каждый момент времени и передают информацию контроллеру, который осуществляет регулировку скорости с помощью изменения подаваемой мощности.

Как выбиралась элементная база для регулятора скорости вращения?

Выбор элементной базы для регулятора скорости вращения включал оценку требуемых характеристик и спецификаций, а также анализ рыночного предложения. Важными критериями при выборе элементов были надежность, стабильность работы, доступность на рынке, соответствие требуемым параметрам и стоимость. Исходя из этих критериев были выбраны конкретные модели ДПТ, датчиков положения, контроллера, транзисторов и других элементов системы.

Как работает регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

Регулятор скорости вращения бесколлекторного ДПТ основан на использовании датчиков положения и индикации. Датчики положения позволяют определить текущее положение ротора, а индикация отображает информацию о скорости вращения. Путем анализа данных с датчиков и индикации, регулятор управляет подачей питания на мотор, регулируя скорость его вращения.

Какая структурная и функциональная схемы устройства регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ с датчиками положения и индикацией?

Структурная схема устройства включает в себя датчики положения, индикацию, регулятор, источник питания и мотор. Датчики положения определяют положение ротора и передают данные на регулятор. Регулятор анализирует данные и управляет подачей питания на мотор. Индикация отображает информацию о скорости вращения. Функционально устройство работает следующим образом: датчики положения передают данные на регулятор, регулятор анализирует данные и управляет подачей питания на мотор, индикация отображает информацию о скорости.

Какой элементной базы был использован при анализе и выборе регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ?

При анализе и выборе регулятора скорости вращения бесколлекторного ДПТ была использована следующая элементная база: микроконтроллер для обработки данных с датчиков и управления подачей питания на мотор, датчики положения для определения положения ротора, индикатор для отображения информации о скорости вращения, источник питания для питания устройства и мотор для вращения. Были выбраны элементы, обеспечивающие требуемую производительность и надежность системы.