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数字化 闭环 可逆 直流 pwm 调速 系统 研究 钻研 论文 dwg 图纸

资源描述：

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内容简介：

文献综述 控制论、信息论、计算机、相对论和量子论等都是 20 世纪取得的重大科学成就，它们成为推动社会进步和科学技术发展起到了举足轻重的作用。 所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或被控过程能自动地按照预定地规律运行。例如 ：导弹 能够准确命中 目标；人造卫星能够按预定的轨道运行 并返回地面；宇宙飞船能够在月球着陆然后返回地球；电网电压和频率自动地维持不变等。这些 其实 都是自动控制技术高速发展地结果。 自动控制技术在各个领域地广泛应用，不仅使生产设备和过程实现了自动化，极大地提高了劳动生产率和产 品质量，改善了劳动条件，而且在人类征服 自然、探索新能源、发展空间技术等方面都起着极其重要的作用。（以上摘自自动控制系统） 电气传动技术以电动机控制为控制对象，以微电子装置为核心，以电力电 子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下组成电气传动控制系统。因电机种类的不同分为直流电动机传动（简称直流传动）、交流电动机传动（简称交流传动）、步进电机传动（简称步进传动）、伺服电动机传动（简称伺服传动）等等。众所周知，与交流调速系统相比，由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，变流装置控制简单，长期以来在调 速传动中占统治地位。在要求调速性能较高的场合，一般都采用直流电气传动。目前，通过对电动机的控制，将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久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成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、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，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。 由于直流电气传动技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，应用相当普遍，尤其是全数字直流系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以，今后一个阶段在调速要求较高的场合，如轧钢厂、海上钻井平台等，直流调速仍然处于主要地位。早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控 制技术的发展，直流传动系统已经广泛使用微机，实现了全数字化控制。由于微机以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高。而且通过系统总线全数字化控制系统，能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行交换，实现生产过程的自动化分级控制。所以，直流传动控制采用微机实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。 微机，出现于 20 世纪 70 年代，随着大规模及超大规模集成电路制造工艺 的迅速发展，微机的性能越来越高，价格越来越便宜。此外，电力电子 的发展使得大功率电子器件的性能迅速提高。因此就有可能比较普遍地应用微机来控制电机，完成各种新颖的、高性能的控制策略，使电机的各种潜在能力得到充分的发挥，使电机的性能更符合使用要求，还可以制造出各种便于控制的新型电机，使电机出现新的面貌。 比较简单的电机微机控制，只要用微机控制继电器或电子开关元件使电路 开通或关断就可以了。在各种机床设备及生产流水线中，现在已普遍采用带微 机的可编程控制器，按一定的规律控制各类电机的动作。对于复杂的电机控制 ,则要用微机控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等等 ,使电机按给定的指令准确工作。通过微机控制，可使电机的性能有很大的提高。传统的直流电机和交流电机各有优缺点，直流电机调速性能好，但带有机械换向器，有机械磨损及换向火花等问题；交流电机，不论是异步电机是同步电机，结构都比直流电机简单，工作也比直流电机可靠，但在频率恒定的电网上运行时，它们的速度不能方便而经济地调节。目前，广泛应用于数控机床等自动化设备的数控位置伺服系统 在先进 的数控交流伺服系统中 ,已采用高速数字化处理芯片(称 其指令执行速度达到每秒数百兆以上 ,且具有适合于矩阵运算的指令 . 电机调速系统采用微机实现数字化控制 ,是电气传动发展的主要方向之一 . 从 80 年代中后期起，世界各大电气公司都在竞相开发数字式调速传动装置，当 前直流调速已发展到一个很高的技术水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安装技术；控制方式采用电源换相、相位控制。特别是采用了微机及其他先进技术，使数字式直流调速装置具有很高的精度、优良的控 制性能和强大的抗干扰能力，在国内外得到广泛的应用。全数字化直流调速装置作为最新控制水平的传动方式更显示了强大优势。全数字化直流调速系统不断推出，为工程应用提供了优越的条件。 采用微机控制后 ,整个调速系统实现全数字化 ,结构简单 ,可靠性高 ,操作维护方便 ,电机稳态运行时转速精度可达到较高水平 调速平滑 ,方便 ,调速范围广 ;过载能力大 ,能承受频繁的冲击负载 ,可实现频繁的无级快速起动 ,制动和反转 ;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求 所以微机在工业过 程及设备控制中得到日益广泛的应用 尽管交流调速系统发展很快 ,但是直流电机良好的启动、制动性能 ,在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要广泛范围内平滑调速的高性能可控电力拖动领域中得到了广泛的应用 . 直流电机脉冲宽度调制 (速系统产生于70 年代中期 功率驱动 ,例如自动跟踪天文望远镜、自动记录仪表等 。近十多年来 ,由于晶体管器件水平的提高及电路 技术的发展 ,同时又因出现了宽调速永磁直流电机 , 它们之间的结合促使 术的高速发展 ,并使电气驱动技术推进到一个新的高度 . 在国外 ,早是在军事工业以及空间技术中应用。它以优越的性能 ,满足那些高速度、高精度随动跟踪系统的需求。近八、九年来 ,进一步扩散到民用工业 ,特别是在机床行业、自动生产线及机器人等领域中广泛应用。 可以这样说 ,六十年代中期发展起来的晶体管 路、 路 ,特别是桥型无变压器输出的 路 ,为 统的