制动电机制造项目可行性研究报告

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制动电机制造项目可行性研究报告

制动电机制造项目可行性研究报告

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目录

第一章总论 (1)

一、项目名称及建设主体 (1)

二、项目拟建地址及用地指标 (1)

三、项目建设的理由 (2)

四、项目建设内容 (3)

五、项目产品规划方案 (4)

六、投资估算及资金筹措方案 (5)

七、项目达纲年预期经济效益 (6)

八、项目建设进度规划 (7)

九、报告编制说明 (8)

十、项目综合评价 (11)

第二章项目建设背景及必要性 (14)

一、项目提出的背景 (14)

二、项目建设的必要性 (17)

第三章项目选址科学性分析 (19)

一、项目选址及用地方案 (19)

二、项目节约用地措施 (20)

三、项目选址综合评价 (21)

第四章总图布置 (23)

一、项目总平面布置方案 (23)

二、运输组成 (26)

三、总图主要数据 (28)

第五章工程设计总体方案 (29)

一、工程设计条件 (29)

二、土建工程设计年限及安全等级 (30)

三、建筑设计方案 (31)

四、辅助设计方案 (31)

五、主要材料选用标准要求 (32)

六、建筑物防雷保护 (33)

第六章原辅材料及能源供应情况 (35)

一、原辅材料供应 (35)

第七章工艺技术设计及设备选型方案 (38)

一、工艺技术设计确定的原则 (38)

二、工艺技术方案 (39)

三、设备选型 (44)

第八章环境保护 (46)

一、拟建项目环境污染源的识别 (46)

二、建设期环境影响分析及防治对策 (46)

三、项目运营期废水治理措施 (53)

四、运营期废气治理措施 (55)

五、项目运营期固体废弃物治理措施 (58)

六、项目运营期噪声影响治理措施 (59)

七、环境保护结论 (60)

第九章清洁生产 (62)

一、清洁生产综述 (62)

二、工艺技术的特点与先进性 (62)

三、燃料清洁性及清洁化使用措施 (63)

四、清洁生产水平 (63)

五、清洁生产管理 (63)

六、清洁生产综合评价 (64)

第十章节能分析 (66)

一、节能分析依据 (66)

二、项目所在地能源消费及供应条件 (66)

三、能源消费种类和数量分析 (67)

四、项目节能效果分析 (69)

五、项目节能措施 (69)

六、项目预期节能综合评价 (70)

第十一章投资估算与资金筹措 (72)

一、投资估算的依据和说明 (72)

二、建设投资估算 (73)

三、建设期借款及建设期借款利息估算 (78)

四、固定资产投资估算 (78)

五、流动资金投资估算 (78)

六、项目总投资及其构成分析 (78)

七、投资计划与资金筹措 (79)

八、建设资金运用计划 (80)

九、项目融资方式 (81)

十、项目融资计划 (81)

十一、资金来源及风险分析 (82)

十二、项目建设期借款偿还计划 (83)

第十二章经济评价 (85)

一、基本假设及基础参数选取 (85)

二、营业收入估算 (86)

三、达纲年增值税 (86)

四、综合总成本估算 (86)

五、营业税金及附加 (88)

六、利润总额及所得税 (88)

七、年利润及利润分配 (89)

八、项目盈利能力分析 (90)

九、财务生存能力分析 (92)

十、不确定性分析 (93)

十一、偿债能力分析 (93)

第十三章国民经济评价 (97)

一、分析方法及依据 (97)

二、评价采用的基本参数 (98)

三、费用效益识别与估算 (99)

四、调整要求 (99)

五、效益费用范围调整 (100)

六、效益费用数值调整 (101)

第十四章国民经济评价指标及结论 (104)

第一章总论

一、项目名称及建设主体

(一)项目名称

制动电机制造项目

(二)项目建设单位

某某(股份)有限公司

二、项目拟建地址及用地指标

(一)项目拟建地址

该项目选址在江西省某某工业园区。

(二)项目用地性质及用地规模

1、该项目计划在江西省某某工业园区建设,用地性质为工业用地。

2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区,建设区总用地面积23333.5 平方米(折合约35.0 亩),代征地面积210.0 平方米,净用地面积23123.5 平方米(折合约34.7 亩),土地综合利用率100.0%;项目建设遵循“合理和集约用地”的原则,按照制动电机行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局,符合制动电机制造和经营的规划建设需要。

(三)项目用地控制指标

1、该项目实际用地面积23123.5 平方米,建筑物基底占地面积15862.6 平方米,计容建筑面积26106.3 平方米,其中:规划建设生产车间21227.4 平方米,仓储设施面积2913.5 平方米(其中:原辅材料库房1757.3 平方米,成品仓库1156.2 平方米),办公用房1017.4 平方米,职工宿舍578.1 平方米,其他建筑面积(含部分公用工程和辅助工程)369.9 平方米;绿化面积1526.2 平方米,场区道路及场地占地面积5734.6 平方米,土地综合利用面积23123.4 平方米;土地综合利用率100.0%。

2、该工程规划建筑系数68.6%,建筑容积率1.1 ,绿化覆盖率6.6%,办公及生活用地所占比重5.2%,固定资产投资强度2995.5 万元/公顷,场区土地综合利用率100.0%;根据测算,该项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》(国土资发【2008】24号)文件规定的具体要求。

三、项目建设的理由

英国《金融时报》刊文说,中国企业正开始主导过去30年来一直由韩国和日本制造商引领的锂离子电池行业。随着环保观念深入人心以及汽车制造商加大对电动车的投入,锂离子电池生产

至少在未来10年内会是一项重要技术。研究机构基准矿业情报总经理西蒙?穆尔斯在接受新华社记者专访时表示,在全球电动车市场中,从小型电动自行车到大型纯电动汽车都在快速发展,中国锂离子电池行业正在占据世界领先地位。据基准矿业情报测算,2020年中国锂离子电池生产能力将占全球的62%,美国和韩国分别占22%和13%。此外,作为“中国制造2025”重点发展领域之一,在新旧动能转换之际,机器人产业成为新亮点之一。工信部数据显示,2016年中国工业机器人产量已经达到7.24万台,同比增长34.3%。目前已建成和在建的机器人产业园区超过40个,机器人企业数量超过800家。

四、项目建设内容

(一)土建工程

该项目在江西省某某工业园区建设,总用地面积23333.5 平方米(折合约35.0 亩),预计总建筑面积26106.3 平方米,其中:规划建设生产车间21227.4 平方米,仓储设施面积2913.5 平方米(其中:原辅材料库房1757.3 平方米,成品仓库1156.2 平方米),办公用房1017.4 平方米,职工宿舍578.1 平方米,其他建筑面积(含部分公用工程和辅助工程)369.9 平方米,建筑物基底占地面

积15862.6 平方米,场区道路及场地占地面积5734.6 平方米,绿化面积1526.2 平方米,土地综合利用面积23123.4 平方米;该项目工程容积率1.1 ,建筑系数68.6%,建设区域绿化覆盖率6.6%,办公及生活用地所占比重5.2%,场区土地综合利用率100.0%。

(三)公用工程及其他

该项目建设公用工程包括:电气系统、给排水系统、供热系统、办公生活设施、消防系统、污染物处理系统等,提供完善的配套设施及便捷舒适的配套环境。

五、项目产品规划方案

(一)产品规划方案

该项目产品是以市场需求为导向,结合某某(股份)有限公司研发能力与发展规划而确定目标市场;项目投产后选定的生产经营范围是:生产(制造)销售制动电机。

(二)项目效益规划目标

根据预测,该项目达纲年的营业收入18350.3 万元,总成本费用14415.1 万元,营业税金及附加85.3 万元,年新增利税总额4827.8 万元,年利润总额3849.9 万元,年净利润2887.4 万元,年纳税总额1940.4 万元。

六、投资估算及资金筹措方案

(一)项目投资方案

1、根据谨慎财务测算,项目总投资9866.2 万元,其中:固定资产投资6930.2 万元,占项目总投资的70.2%;流动资金2936.0 万元,占项目总投资的29.8%;在固定资产投资中,建设投资6796.4 万元,占项目总投资的68.9%;建设期借款利息133.8 万元,占项目总投资的1.4%。

2、该项目建设投资6796.4 万元,其中:工程建设费用6256.6 万元,占项目总投资的63.4%,包括:建筑工程投资3076.4 万元,占项目总投资的31.2%;设备购置费3087.5 万元,占项目总投资的31.3%;安装工程费92.7 万元,占项目总投资的0.9%;工程建设其他费用439.4 万元,占项目总投资的4.5%,其中:土地使用权费294.0 万元,占项目总投资的3.0%,预备费100.4 万元,占项目总投资的1.0%。

(二)资金筹措方案

1、项目总投资(TI)9866.2 万元,根据资金筹措方案,某某(股份)有限公司计划自筹资金7147.6 万元,占项目总投资的72.4%。

2、根据谨慎财务测算,该项目全部借款总额2718.6 万元,占项目总投资的27.6%,其中:项目建设期申请银行借款2718.6 万元,占项目总投资的27.6%;项目经营期申请流动资金借款0.0 万元,占项目总投资的0.0%。

3、该项目其他资金0.0 万元,占项目总投资的0.0%。

七、项目达纲年预期经济效益

1、项目达纲年预期经营收益:18350.3 万元(含税)。

2、年总成本费用14415.1 万元。

3、营业税金及附加85.3 万元。

4、项目达纲年利润总额:3849.9 万元。

5、项目达纲年净利润:2887.4 万元。

6、项目达纲年纳税总额:1940.4 万元。

7、总投资收益率(ROI):40.3%。

8、资本金净利润率(ROE):53.9%。

9、项目达纲年投资利润率:39.0%。

10、项目达纲年投资利税率:48.9%。

11、项目达纲年投资回报率:29.3%。

12、全部投资回收期(所得税税后):4.6 年(含建设期12 个

月)。

13、全部投资财务内部收益率(FIRR):28.6%(达纲年)。

14、固定资产投资回收期:3.7 年(含建设期12 个月)。

15、项目经营盈亏平衡点:36.4%(达纲年)。

八、项目建设进度规划

“制动电机生产建设项目”按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设,该项目建设期限规划为12 个月,即从2018年6月开始至2017年12月正式投产止,包含项目建设前期准备工作、勘察设计、土建施工、设备采购安装和调试、人员培训及竣工验收等工作阶段;目前,某某(股份)有限公司已经完成前期的各项准备工作,包括市场调研、建设规模确定、项目选址、用地预审、资金筹措等项事宜,现在正在办理项目备案工作。

该项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共需12 个月的时间,自2018年6月开始进行项目备案、环境影响评价、节能评估、安全评价、土建施工、设备安装调试、试生产到竣工验收,至2017年12月正式投产止;项目申报、土建工程等前期筹备工作从2018年6月开始实施,待资金到位后开

始正式动工建设。

九、报告编制说明

受某某(股份)有限公司的委托,泓域咨询机构负责编制《制动电机生产建设项目可行性研究报告》;泓域咨询机构依据国家有关法律、法规、技术规范和江西省、某某等当地政府的有关政策、规定文件,对本项目的投资建设进行了全面、详细的研究分析论证,结合本项目所在地的自然条件、资源条件、基础设施条件,依据某某(股份)有限公司对本项目总体规划设想方案,认真编制《制动电机生产建设项目可行性研究报告》,达到《建设项目可行性研究报告编制内容深度规定》的要求。

(一)报告编制目的

可行性研究报告是项目建设单位根据经济发展、国家产业政策、国内外市场、项目所在地的内外部条件,提出的针对某一具体项目的建议文件,是对拟建项目提出的框架性的总体设想,主要从宏观上论述项目建设的必要性和可能性,把项目投资的设想变为概略的投资建议。

(二)报告编制范围

本报告的内容和深度依照国家发展和改革委员会《工业建设

项目可行性研究报告编制内容深度规定》的要求进行,依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及某某(股份)有限公司的实际情况,按照项目的建设要求,对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证。本报告通过对“制动电机生产建设项目”进行技术化和经济化比较及分析,阐述投资项目的市场必要性、技术可行性与经济合理性,研究分析和预测国内外市场制动电机供需状况与项目建设规模;本报告编制的主要内容有:对项目的建设背景、条件及必要性进行了论述,对市场的需求进行了分析和预测,对建设规模和内容、建设方案、公用工程、环境保护、消防及安全卫生、节约能源、项目实施进度、招投标方案、投资估算和资金筹措、经济效益和社会效益等方面进行了综合性分析,同时,提出项目的主要技术经济指标,对项目能否实施做出一个比较全面而且科学合理的评价;其主要内容包括以下九个主要方面:

1、项目建设背景和必要性分析:依据国家产业发展政策、制动电机行业“十三五”发展规划、地方经济发展状况和产业发展趋势,同时,根据某某(股份)有限公司已经具体的资源条件、

建设条件并结合企业发展战略,阐述该项目建设的背景及必要性。

2、市场供需分析:根据我国制动电机行业市场需求的变化趋势,分析该项目制动电机的发展前景,论证制动电机的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价格定位,以此分析市场风险,确定风险防范措施等。

3、项目建设方案:根据制动电机市场分析并结合某某(股份)有限公司资金、技术和经济实力确定项目的生产纲领和建设规模;分析选择项目的技术工艺并配置生产设备,同时,分析原辅材料消耗及供应情况是否合理。

4、项目工程方案:初步了解项目建设区域范围、面积、工程地质状况、外围基础设施等条件,对项目建设条件进行分析,提出项目工程建设方案,内容包括:场址选择、总图布置、土建工程、辅助工程、配套公用工程、环保工程及安全卫生、消防工程等。

5、项目节能、环保与安全卫生:针对项目的特点,分析该项目能源消费情况,计算能源消费量并提出节能措施;分析项目的环境污染、安全卫生情况,提出建设与运营过程中拟采取的环境保护和安全防护措施。

6、项目组织管理和实施进度计划:根据项目实际情况,提出项目组织、建设管理、竣工验收、经营管理等初步方案;结合项目特点提出合理的总体及分年度实施进度计划。

7、项目投资估算:根据项目工程量及投资估算指标,按照国家和江西省及某某的有关规定,对拟建工程投资进行初步估算,编制项目总投资(TI)估算表,按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期借款利息等列出投资总额的构成情况,并提出各单项工程投资估算值。

8、资金筹措方案:根据项目建设进度及某某(股份)有限公司能够提供的资本金等情况,提出建设项目资金筹措方案,编制项目建设投资估算筹措表和分年度资金使用计划表。

9、项目经济效益分析:根据项目的经营特点,对项目进行定量的财务分析,测算项目投产期、达纲年营业收入和总成本费用,计算项目财务效益指标,结合融资方案进行偿债能力分析,并开展项目不确定性分析等。

十、项目综合评价

1、该项目符合国家产业发展政策和规划要求,符合江西省及某行业布局和结构调整政策;项目的建设对促进某某制动电机产

业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。

2、《中国制造2025》的发布,不仅有利于促进我国传统制造业转型升级,而且进一步明确了未来我国具有发展潜力、发展空间的战略性新兴产业,为我国未来产业经济发展指明了方向,有利于资源优化配置,提升经济效率和经济质量。对于保障我国经济平稳、健康发展起到关键性作用。

3、某某(股份)有限公司为适应国内外市场需求,拟建“制动电机生产建设项目”,该项目的建设能够有力促进江西省某经济发展,为社会创造158 个就业机会,达纲年纳税总额1940.4 万元,可以促进某某区域经济的繁荣发展和社会稳定,为地方财政收入做出积极的贡献,由此可见,该项目的实施具有显著的社会效益。

4、该项目总投资9866.2 万元,其中:建设投资6796.4 万元,建设期借款利息133.8 万元,流动资金2936.0 万元;经测算分析,项目建成投产后达纲年营业收入18350.3 万元,总成本费用14415.1 万元,年利税总额4827.8 万元,其中:年净利润2887.4 万元,纳税总额1940.4 万元(增值税892.6 万元,营业税金及附加

85.3 万元,年缴纳企业所得税962.5 万元),年利润总额3849.9 万元,税后财务内部收益率(FIRR)28.6%,全部投资回收期4.6 年,固定资产投资回收期3.7 年,该项目可以取得较好的经济效益。

综上所述,通过本章上述所做的技术、经济、环保、安全等方面分析结果表明,“制动电机生产建设项目”技术上可行、经济上合理;本报告认为:该项目所提供的制动电机市场前景良好,投资方向正确,技术方案设计先进合理,经济效益突出,因此,该项目的投资建设并实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的,因此,该项目建设是必要的也是完全可行的。

第二章项目建设背景及必要性

一、项目提出的背景

(一)产业发展政策符合性

英国《金融时报》刊文说,中国企业正开始主导过去30年来一直由韩国和日本制造商引领的锂离子电池行业。随着环保观念深入人心以及汽车制造商加大对电动车的投入,锂离子电池生产至少在未来10年内会是一项重要技术。研究机构基准矿业情报总经理西蒙?穆尔斯在接受新华社记者专访时表示,在全球电动车市场中,从小型电动自行车到大型纯电动汽车都在快速发展,中国锂离子电池行业正在占据世界领先地位。据基准矿业情报测算,2020年中国锂离子电池生产能力将占全球的62%,美国和韩国分别占22%和13%。此外,作为“中国制造2025”重点发展领域之一,在新旧动能转换之际,机器人产业成为新亮点之一。工信部数据显示,2016年中国工业机器人产量已经达到7.24万台,同比增长34.3%。目前已建成和在建的机器人产业园区超过40个,机器人企业数量超过800家。

(二)区位发展背景

全年实现地区生产总值(GDP)20818.5亿元,比上年增长

8.9%。其中,第一产业增加值1953.9亿元,增长4.4%;第二产业增加值9972.1亿元,增长8.3%;第三产业增加值8892.6亿元,增长10.7%。三次产业结构由上年的10.3∶47.7∶42.0调整为9.4∶

47.9∶42.7。三次产业对GDP增长的贡献率分别为5.0%、47.0%、

48.0%。人均生产总值45187元,美元汇率折算6690美元,比上年增长8.2%。全年全部工业增加值8119.2亿元,比上年增长8.8%,规模以上工业增加值增长9.1%,比上年提高0.1个百分点。规模以上工业增加值中,分轻重工业看,轻工业增长10.2%,重工业增长8.5%。分经济类型看,国有企业增长10.1%,集体企业下降7.6%,股份合作企业下降21.6%,股份制企业增长9.5%,外商及港澳台商投资企业增长8.6%,私营企业增长8.9%。分行业看,38个行业大类中,34个实现增长,占比近九成。其中,电子、汽车、电气机械、医药和农副食品五大重点行业表现突出,分别增长19.0%、16.6%、14.2%、10.8%、9.4%,对规上工业增长的贡献率达43.1%。高新技术产业增加值增长11.1%,占规上工业比重30.9%,比上年提高0.8个百分点。战略性新兴产业增加值增长11.6%,占规上工业比重15.1%,比上年提高0.2个百分点。装备制造业增加值增长13.6%,占规上工业比重25.6%,比上年提高0.9个百分点。六大

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直流电机控制系统设计

XX大学 课程设计 (论文) 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院(系)自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求: 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 (1)掌握直流电机的工作原理及编程方法。 (2)掌握直流电机驱动电路的设计方法。 (3)制定设计方案,绘制系统工作框图,给出系统电路原理图。 (4)用汇编或C语言进行程序设计与调试。 (5)完成系统硬件电路的设计。 (6)撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日

学生签字年月日 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)

基于无刷直流电机控制系统设计与实现

基于无刷直流电机控制系统设计与实现 发表时间:2017-10-20T11:19:09.350Z 来源:《防护工程》2017年第15期作者:樊圣至[导读] 为了摆脱此系统对进口技术的依赖性,应深入研究其控制系统,提升设计水平,从而实现煤矿开采的自动化。交通运输部东海第一救助飞行队摘要:无刷直流电机具备体积小、效率高以及控制精度高等优势,且在多个领域得到了广泛使用。但在部分控制系统中,外加干扰以及参数摄动等因素干扰了系统的动静态性,基于此,本文在分析无刷直流电机结构与运行原理的基础上,指出了其软硬件方面的优化控制措施,以期为此后无刷直流电机控制系统的设计工作提供更多的参考依据。 关键词:无刷直流电机;控制系统;设计与实现 1 无刷直流电机结构 电机本体、位置测算结构、电子换相逻辑等均属于无刷直流电机的组成结构,且其与永磁同步电机较为相似。相较直流电机,无刷直流电机旋转的转子为磁极,而直流电机为绕组。且定子主要由电枢绕组、定子铁芯以及其他固定部件组成,电枢绕组一般采用三相Y型绕法,而转子磁极则采用稀土永磁钢片组成,安装在转子表面。 2 无刷直流电机软硬件设计2.1系统硬件部分 2.1.1系统硬件结构 系统硬件主要包括整流电路、开关电源电路、控制芯片、信号隔离电路、调试电路、逆变功率电路以及电流电压检测与保护电路等,其具体结构如下图1所示。 图1 无刷直流电机控制系统硬件结构组成图其中键盘控制系统信息,比如完成启动、停机、速度给定以及系统参数的在线修改等工作。系统交流电源通过整流桥获得直流电源,并供给全桥逆变以及开关电源电路。而开关电源电路则为系统提供24V以及5V的直流电源,电压检测电路通过模数转换获得电压时值,通过母线电压的监控实行过压保护动作,而主控芯片则通过判断输入信息进行控制命令。 2.1.2电源部分分路 整个系统能量的主要来源便是电源,且其呈现出交流、直流以及交流的变化过程,整个电路被分为强电与弱电两个组成部分,且单相220伏的交流电在整合后会形成310伏的直流电,为逆变电路以及开关电路提供能量。首先是整流电路,包括单相全桥不可控整流电路以及电容充电电流限制电路两个组成部分,当电机功率为1.5kW时,控制器的输出能力设定为2.2kW,且上电瞬间直流电源对电容充电,断开继电器,且电流在经过电阻的过程中得到缓冲。其次是电源电路,主要由变压器、IC1以及MC7085等部分组成,其中IC1为电源的专门控制面板。且开关电源处于电压工作模式,IC1通过电压反馈调整PWM的输出功率,从而维持电源电压的稳定运行。最后是芯片电源电路,主要采用主控芯片为3.3伏的工作电平。 2.1.3主控芯片以及周边电路研究中采用适合电机控制领域的32位Cortex -M3核的单片机,可以达到较高的运算效率,且其时钟频率为72赫兹,具备丰富的外设资源。在设计管脚分配以及附属电路时应在参考专业手册的基础上进行,第一,对于引脚60的外接电路,芯片应处于下载设置状态,且系统完成后还应焊接0欧姆的电阻,以保持引脚的低电平状态。第二,对于晶振电路应采用8M外部晶体的振荡器,且电源与大地之间连接电容,以排除电源的耦合干扰。第三,PWM信号输出控制电路,应采用安全性较强的芯片,且在芯片输出后以及光电隔离之前设置74ACT244以有效控制信号的总输出。第四,键盘系统属于独立通信模块,设计时应按照协议要求编写通讯软件即可使用。 2.1.4功率器元件以及驱动电路GTO、MOSFET、GTR、IGBT以及IPM等均属于常用的功率开关元件,且设计期间,应根据元件管件的耐压程度、最大开关频率等因素进行选择。本次研究中,电机控制要求较高的开关频率;较小的导通阻抗以及较小的驱动功率,因此可以选择MOSFET、IPM以及IGBT。比较发现,IGBT具备大电流以及低导通阻抗的特点,可以保持开关频率;而IPM则在内部集成了过高电压、过大电流以及高温的检测系统,且可以在引脚处输出故障信号,降低了系统的损害率。但考虑到此次研究的试验性质,因此应选择IGBT的分立元件组建全桥逆变电路,并确定1200伏的耐压与25安的额定电流,上升时间为50毫秒。 2.1.5模拟量采集与故障电路

电动机全波能耗制动控制电路(附图)

电动机全波能耗制动控制电路(附图) 电动机全波能耗制动控制电路原理图 很多生产机械都希望在停车时有适当的制动作用,使运动部件迅速停车。停车制动有机械制动和电气制动等多种方法。能耗制动是一种应用很广泛的一种电气制动方法。 能耗制动就是将运行中的电动机,从交流电源上切除并立即接通直流电源,在定子绕组接通直流电源时,直流电流会在定子内产生一个静止的直流磁场,转子因惯性在磁场内旋转,并在转子导体中产生感应电势有感应电流流过。并与恒定磁场相互作用消耗电动机转子惯性能量产生制动力矩,使电动机迅速减速,最后停止转动。 1、合上空气开关QF接通三电源

2、按下启动按钮SB2,接触器KM1线圈通电并自锁,主触头闭合电动机接入三相电源而启动运行。 3、当需要停止时,按下停止按钮SB1,KM1线圈断电,其主触头全部释放电动机脱离电源。 4、此时,接触器KM2和时间继电器KT线圈通电并自锁,KT开始计时KM2主触点闭合将直流电源接入电动机定子绕组,电动机在能耗制动下迅速停车。 另外,时间继电器KT的常闭触点延时断开时接触器KM2线圈断电,KM2常开触点断开直流电源,脱离电源及脱离定子绕组,能耗制动及时结束,保证了停止准确。 5、该电路的过载保护由热继电器完成 6、互锁环节: ⑴ KM2常闭触点与KM1线圈回路串联,KM1常闭触点与KM2线圈回路串联。保证了KM1与KM2线圈不可能同时通电,也就是在电动机没脱离三相交流电源时,直流电源不可能接入定子绕组。 ⑵按纽SB1的常闭触点接入KM1线圈回路,SB1的常开触点接入KM2线圈回路,这是按纽互锁也保证了KM1、KM2不可能同时通电,与上面的互锁触点起到同样作用。 7、直流电源采用二极管单相桥式整流电路,电阻R用来调节制动电流大小,改变制动力的大小。 电动机全波能耗制动控制接线示意图

无刷直流电机控制系统的设计

1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在,无刷直流电机定义有俩种:一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机,而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”,其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义,把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始,由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展,电机作为设备的重要组成部分,必须具有精度高、速度快、效率高等优点,因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 1.1 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代,第一台直流电动机研制成功,经过70多年不断的发展,直流电机进入成熟阶段,并且运用广泛。 1955年,美国的D.Harrison申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利,形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初,霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现,标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初,德国人Blaschke提出矢量控制理论,无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高,极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年,在北京举办的德国金属加工设备展览会上,西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了我国有关学者的注意,自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前,我国无刷直流电机的系列产品越来越多,形成了生产规模。 无刷直流电动机的发展主要取决于电子电力技术的发展,无刷直流电机发展的初期,由于大功率开关器件的发展处于初级阶段,性能差,价格贵,而且受永磁材料和驱动控制技术的约束,这让无刷直流电动机问世以后的很长一段时间内,都停

直流无刷电机的控制系统设计方案

直流无刷电机的控制系统设计方案1 引言 1.1 题目综述 直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的,它不仅保留了有刷直流电机良好的调试性能,而且还克服了有刷直流电机机械换相带来的火花、噪声、无线电干扰、寿命短及制造成本高和维修困难等等的缺点。与其它种类的电机相比它具有鲜明的特征:低噪声、体积小、散热性能好、调试性能好、控制灵活、高效率、长寿命等一系列优点。基于这么多的优点无刷直流电机有了广泛的应用。比如电动汽车的核心驱动部件、电动车门、汽车空调、雨刮刷、安全气囊;家用电器中的DVD、VCD、空调和冰箱的压缩机、洗衣机;办公领域的传真机、复印机、碎纸机等;工业领域的纺织机械、医疗、印刷机和数控机床等行业;水下机器人等等诸多应用[1]。 1.2 国内外研究状况 目前,国内无刷直流电机的控制技术已经比较成熟,我国已经制定了GJB1863无刷直流电机通用规范。外国的一些技术和中国的一些技术大体相当,美国和日本的相对比较先进。当新型功率半导体器件:GTR、MOSFET、IGBT等的出现,以及钕铁硼、钐鈷等高性能永磁材料的出现,都为直流电机的应用奠定了坚实的基础。近些年来,计算机和控制技术快速发展。单片机、DSP、FPGA、CPLD等控制器被应用到了直流电机控制系统中,一些先进控制技术也同时被应用了到无刷直流电机控制系统中,这些发展都为直流电机的发展奠定了坚实的基础。 经过这么多年的发展,我国对无刷电机的控制已经有了很大的提高,但是与国外的技术相比还是相差很远,需要继续努力。所以对无刷直流电机控制系统的研究学习仍是国内的重要研究内容[2]。 1.3 课题设计的主要内容 本文以永磁方波无刷直流电机为控制对象,主要学习了电机的位置检测技术、电机的启动方法、调速控制策略等。选定合适的方案,设计硬件电路并编写程序调试,最终设计了一套无位置传感器的无刷直流电机调速系统。本课题涉及的技术概括如下:

直流电动机控制系统

煤炭工程学院课程设计 题目:直流电动机转速控制系统 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 日期:

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。 电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要,而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。 随着数字技术的迅速发展,微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用,由于数字系统有着模拟系统所没有的优势,如抗干扰性强、便于和PC机相联、系统易于升级维护。 本设计是以单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计,能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制,以及PWM的占空比在LCD上的实时显示。 关键词:直流电机;AT89S52;PWM调速;L298

关于直流电机及控制系统的基本知识

关于直流电机及控制系统的基本知识 6、直流电机的四象限运行: 直流电机与交流电机一样,也有两种运行方式:电动运行和制动运行。如果再以正、反转来分的话,则分为正转运行、正转制动运行和反转运行、反转制动运行四种运行方式。如果以坐标形式来表示的话,则称为电机的四象限运行坐标,见下图4-5各种运行方式的机械特性曲线。 当电机正向运行时,其机械特性是一条横跨1、2、4象限的直线。其中1象限为电动运行状态,电磁转矩方向与旋转方向相同,第2、4象限为制动运行状态,在此状态内是产生一个与转向方向相反的阻力矩,以使拖动系统迅速停车或限制转速的升高。制动状态下转矩的方向与转速的方向相反,此时电机从轴上吸收机械能并转化为电能消耗于电枢回路电路或回馈于电源。第3象限为反向电动运行。

当电磁转矩T M与转速n同方向,T M是拖动负载运动的,所以电机运行曲线处于1、3象限,1象限为电机正向运行,3象限为电机反向运行;当T M与转速n的方向相反时,表示电机机处于制动运行方式,其机械特性曲线在坐标的2、4象限内,2象限内为电机正向制动,包含能耗制动过程(O A线段)、电源反接制动过程(-T M B线段)和正向回馈制动过程(-n0C)线段;处于第四象限时为电机反向制动,也包含能耗制动过程(O D线段)、倒拉反接制动过程(T M E线段)和反向回馈过程(-n0F线段)。 7、直流电机的启动、停止和制动控制: 直流电机从接入电源开始,电枢由静止开始转动到额定转速的过程,称为启动过程。要求启动时间短、启动转矩大、启动电流小。启动的要求是矛盾的,比如,用逐渐提升供电电压实施软起动,来降低起动电流,但启动时间又会加长;加大启动转矩,又势必增大的启动电流等。因而要根据实际应用和配置情况,对启动问题综合考虑。 1)启动方式: a、直接启动。只适用于小型直流电机。启动方法是先给电机加励磁,并调节励磁电流达到最大,当励磁磁场建立后,再使电枢绕组直接加上额定电压,电机开始启动。在启动过程中,电枢中最大冲击电流,称为启动电流。直流启动,因启动电流大,电气和机械冲击大等缺点,应用较少; b、早期采用变阻器启动,电动机在启动时在电枢回路中串入变阻器,用接触器触点切换电阻只数,限制启动电流。将启动电流限制在2位额定电流以内。后期采用晶闸管电子电力技术,用改变电枢电压的方式实现了软起动。 2)停止方式: a、自由停车。直流电机的电源关断后,电机按运转惯性自由停车; b、施加制动(刹车)措施,如机械抱闸刹车、能耗制动、反接制动等使其快速停车。 3)直流电机的制动方式和方法: 电动机的电磁转矩方向与旋转方向相反时,就称为电动机处于制动状态。 制动的目的:使电动机减速或停车、限制电动机转速的升高(如电车下坡)。 机械抱闸制动也是一种制动(刹车)方式,但不属电机运行特性的范畴。属于电机运行特性的制动方式和方法有以下四种,有时也统称为电磁制动方式。 a、能耗制动。指运行中的直流电机突然断开电枢电源,然后在电枢回路串 入制动电阻,使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上,使电机快速制动。由于电压和输入功率都为0,所以制动平衡,线路简单;

直流电机控制系统设计范本

直流电机控制系统 设计

XX大学 课程设计 (论文)题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院(系)自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求: 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 (1)掌握直流电机的工作原理及编程方法。 (2)掌握直流电机驱动电路的设计方法。 (3)制定设计方案,绘制系统工作框图,给出系统电路原理图。 (4)用汇编或C语言进行程序设计与调试。 (5)完成系统硬件电路的设计。 (6)撰写一篇7000字左右的课程设计报告。

指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。

无刷直流电机控制系统的Proteus仿真

无刷直流电机控制系统的Proteus仿真-机械制造论文 无刷直流电机控制系统的Proteus仿真 王家豪潘玉民 (华北科技学院电子信息工程学院,河北三河101601) 【摘要】基于Proteus软件仿真平台,提出了一种对无刷直流电机(BLDCM)控制系统实现了转速闭环控制的方案。该系统以AT89S52单片机为核心,采用IR2101芯片驱动及AD1674实现速度,并利用数码动态显示转速,通过增量式PID调节对无刷直流电机实现转速闭环稳定控制。仿真结果表明该系统具有可控调速、显示直观等特点。 关键词无刷直流电机(BLDCM);Proteus;增量式PID;闭环控制 0引言 无刷直流电机(BLDCM)既有直流有刷电机的特性,又有交流电机无刷的优点,在快速性、可控性、可靠性、输出转矩、结构、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势,近年来得到迅速推广[1]。BLDCM是一种用电子换向取代机械换向的新一代电动机,与传统的直流电动机相比,它具有过载能力强,低电压特性好,启动电流小等优点。近年来在工业运用方面大有取代传统直流电动机的趋势,所以研究无刷直流电机的驱动控制技术具有重要的实际应用价值。 本设计采用增量式PID控制策略控制无刷电动机,并在Proteus平台上进行转速闭环系统仿真。搭建了无刷直流电动机转速控制系统的仿真模型,基于80C51控制核心,采用keil C51软件编写C程序。 1系统硬件组成 控制系统的硬件组成如图1所示。采用Atmel公司的AT89S52单片机为系统

控制核心、IR2101驱动的MOSFET三相桥式逆变器、无刷直流电机、A/D转换转速检测、闭环PID控制、按键检测、档位和转速显示等部分组成。 2控制系统核心及外围电路 系统核心AT89S52单片机最小系统及按键电路如图2所示。 AT89S52芯片是8位单片机,具有廉价、实用及运算快等优点,它有两个定时器,两个外部中断接口,24个I/O口,一个串行口。 单片机首先进行初始化,将显示部分(转速显示、档位显示)送显“0”然后通过中断对按键进行检测当检测到启动键按下时,系统启动,控制核心输出初始控制码,与此同时通过AD转换器读取当前的实时转速,一方面用于显示,另一方面将当前转速与设定转速送入PID控制环节然后输出下一时刻的控制码。 在本次设计中使用80C51的外部中断接口0(INT0)作按键检测(见图3),通过四个与门,当有任何一个按键按下去时tap端都会出现低电平引发中断。

直流电机控制系统设计(1)

湖南工程学院课程设计《DSP原理及应用》 题目:直流电机控制系统设计 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2015年5 月19 日

摘要 直流电动机具有优良的调速特性,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;能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制,是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后,整个调速系统体积小,结构简单、可靠性高、操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。 本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法,直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。 关键词:单片机最小系统;PWM ;直流电机调速,TMS320LF2407;

前言 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,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。然而近年来,随着技术的发展和进步,以及市场对产品功能和性能的要求不断提高,直流电动机的应用更加广泛,尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要,为了能够适应发展的要求,单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机,正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高,功能的不断完善,单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面,特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点:体积小,功能全,抗干扰能力强,可靠性高,结构合理,指令丰富,控制功能强,造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以

开题报告无刷直流电机的控制系统

合肥师范学院本科生毕业论文(设计)开题报告 (学生用表) 装 订 线

第l章主要叙述了无刷直流电机的发展趋势、无刷直流电机的控制技术、研究背景及意义。 第2章首先介绍了无刷直流电机的基本结构和工作原理,然后给出了常见的无刷直流电机的数学模型及其推导过程,在此基础上对无刷直流电机的稳态特性进行了详细分析。 第3章对本控制系统的总体结构和设计进行介绍。主要包括控制系统的整体方案,控制芯片,控制技术以及控制策略的选择。 第4章对控制系统的硬件电路进行设计,包括DSP最小系统、功率驱动电路、采样检测电路、保护电路等的设计,并对各个部分进行了详细的分析。 第5章以TI公司的CCS开发环境为开发工具,对整个控制系统的软件部分进行了设计。 第6章总结与展望,总结了本文的主要工作,展望了以后工作的研究方向。 五、可行性分析 此次研究是在指导老师的指导下搜集,查阅相关资料,确定能够通过应用DSP 芯片进行控制是最优方案,采用TI公司的TMS320F2812作为控制器。根据现在无刷直流电机的控制技术的发展水平和未来的发展趋势及可操作性进行分析,该课题能够顺利进行。 六、设计方案 6.1无刷直流电机的基本结构 无刷直流电机的设计思想来源于利用电子开关电路代替有刷直流电机的机械换向器。普通有刷直流电机由于电刷的换向作用,使得电枢磁场和主磁场的方向在电机运行的过程中始终保持相互垂直,这样能够产生最大的转矩,从而驱动电机不停地运转下去。无刷直流电机取消电刷实现了无机械接触换相,做成“倒装式直流电机"的结构,将电枢绕组和永磁磁钢分别放在定子和转子侧。无刷直流电机必须具有由控制电路、功率逆变桥和转子位置传感器共同组成的换相装置以实现电机速度和方向的控制[5]。因此,可以认为无刷直流电机是典型的机电一体化器件,其基本结构由电动机本体、驱动控制电路及转子位置传感器三部分组成,如图所示。 无刷直流电机的构成 6.2无刷直流电机的工作原理 普通直流电机的电枢在转子上,而定子产生固定不变的磁场。为了使直流电机旋转,需要通过换相器和电刷不断地改变电枢绕组中电流的方向,使两个磁场的方向始终保持相互垂直,从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转[6]。 无刷直流电动机为了去掉电刷,将电枢放到定子上,而转子做成永磁体,这样的结构正好与普通直流电动机相反。然而即便是这样的改变仍然不够,因为直流电通入定子上的电枢以后,产生的不变磁场还是不能使电动机转动起来。为了达到使电动机

#交流异步电动机制动的几种方式附原理案例

交流异步电动机制动的几种方式附原理案列 工业变频2009-06-16 16:00:42 阅读4628 评论1 字号:大中小订阅 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下,转子转速超过同步转速,电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同,再生回馈制动不能制动到停止状态。 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动,或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向,而产生制动。 三、能耗制动 电机在正常运行中,为了迅速停车,在电机定子线圈中接入直流电源,在定子线圈中通入直流电流,形成磁场,转子由于惯性继续旋转切割磁场,而在转子中形成感应电势和电流,产生的转矩方向与电机的转速方向相反,产生制动作用,最终使电机停止。于惯性继续旋转切割磁场,而在转子中形成感应电势和电流,产生的转矩方向与电机的转速方向相反,产生制动作用,最终使电机停止。 1.能耗制动的原理 如果三相异步电动机定子绕组断开三相电源后,则电机内无磁通势。从而电磁转矩=0, 电动机在负载转矩作用下,自然停车,这是自然制动过程。 能耗制动的电路原理图如图5.22所示,三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后(1K 断开),同时,在定子绕组任意两相上接入直流电流( 也称直流励磁电流),即接通开 关2K,从而在电机内形成一个不旋转的空间位置固定的磁通势,最大幅值为。在三相交流电源切断后的瞬间,电动机转子由于机械惯性其转速不能突变,而继续维持原 逆时针方向旋转。此时,直流电流产生的空间固定不转的磁通势相对于旋转的转子是一个旋转磁通势;旋转方向为顺时针,转速大小为。这种相对运动导致了转子绕组有 感应电动势,并产生电流和电磁转矩,根据左手定则可知,的方向与磁通势 相对于转子的旋转方向是一样的,但与转速的方向相反,电动机处于制动运行状态, 电机转速迅速下降,直到转速时,磁通势与转子相对静止,=0, =0, , 减速过程结束,电动机将停转,实现了快速制动停车。如果负载是反抗性负载,则 电机转速将停车。如果负载是位能性负载,则电机转速时必须立即用机械抱

直流电动机控制系统设计

X X X X X学院 题目:直流电动机控制系统 学 院 XXXXXX学院 专 业 自动化 班 级 XX班 姓 名 XXX 学 号 XXXXX 指导老师 XXX 2012年 12 月 25 日 1、 设计题目:直流电动机控制系统 1、前言 近年来,随着科技的进步,电力电子技术得到了迅速的发展,直流电机得到了越来越广泛的应用。直流它具有优良的调速特性,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;需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求,从而对直流电机的调速提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速,改变电枢电压调速等技术已远远不能满足要求,这时通过PWM方式控制直流电机调速的方法应运而生。 采用传统的调速系统主要有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移,会产生一些不必要的热损耗,以及对噪声敏感等。而在用了PWM技术后,避免了以上的缺陷,实现了用数字方式来控制模拟信号,可以大幅度降低成本和功耗。另外,由于PWM 调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好;同样,由于开

关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。PWM 具有很强的抗噪性,且有节约空间、比较经济等特点。 2、系统设计原理 脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术,尤其是在对电机的转速控制方面,可大大节省能量,PWM控制技术的理论基础为:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需 要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。 直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为 (1) 式中 Ua——电枢供电电压(V); Ia ——电枢电流(A); Ф——励磁磁通(Wb); Ra——电枢回路总电阻(Ω); CE——电势系数, ,p为电磁对数,a为电枢并联支路数,N为导体数。 由式(1)可以看出,式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量,只要改变其中一个参量,就可以改变电动机的转速,所以直流电动机有三种基本调速方法:(1)改变电枢回路总电阻Ra;;(2)改变电枢供电电压Ua;(3)改变励磁磁通Ф。 3、方案选择及论证 3.1、方案选择 3.1.1、改变电枢回路电阻调速 可以通过改变电枢回路电阻来调速,此时转速特性公式为 n=U-【I(R+Rw)】/KeФ (2)式中Rw为电枢回路中的外接电阻(Ω)。 当负载一定时,随着串入的外接电阻Rw的增大,电枢回路总电阻R= (Ra+Rw)增大,电动机转速就降低。Rw的改变可用接触器或主令开关切换来实现。 这种调速方法为有级调速,转速变化率大,轻载下很难得到低速,

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

学号:1008421057 本科毕业论文(设计) (2014届) 直流无刷电机控制系统的设计 院系电子信息工程学院 专业电子信息工程 姓名胡杰 指导教师陆俊峰陈兵兵 高工助教 2014年4月

摘要 无刷直流电机的基础是有刷直流电机,无刷直流电机是在其基础上发展起来的。现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位,但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。 自上世纪以来,人们的生活水平在不断地提高,人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化,而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展,人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等,由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。 本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机,主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片,通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。 关键词:控制系统;DSPIC30F2010芯片;无刷直流电机

Abstract Brushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention. Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth. The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop. Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor

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