驱动系统
Vorlesung Antriebssysteme Zusammenwirken von Antriebs-und Arbeitsmaschinen
Prof. Dr.-Ing.Berthold Schlecht
WS 2009 / 2010
Folie 2
Institut für Maschinenelemente Einleitung
Folie 3
Institut für Maschinenelemente Einleitung –Schematischer Aufbau eines Antriebes
Folie 4
Institut für Maschinenelemente
Einleitung Kranhubwerk
Untersuchung eines 400 t Kranhubwerkes
Modellierung der diskreten Wellen,
Verzahnungen, Lagerung und elastischen
Kupplungen
Untersuchung im Zeit-und Frequenzbereich
Folie 5Institut für Maschinenelemente Einleitung –Lokomotivantrieb
Folie 6Institut für Maschinenelemente
Untersuchung des Drehgestells unter Berücksichtigung des Antriebsstranges
Modellieren massediskreter Wellen, der Verzahnung, Lager und elastischen Kupplung
Berechnung der Eigenfrequenzen und verschiedener Lastf?lle
Folie 7Institut für Maschinenelemente
Folie 8Institut für Maschinenelemente
4 MW Antriebsleistung
Antrieb der Schüssel über eine Kegelradstufe,
Stirnradstufe und Planetenradgetriebe
Untersuchungen des Antriebsstranges im
Frequenzbereich
Folie 9Institut für Maschinenelemente
Analyse von Antrieben in Zementmühlen mit 2 bis 4 MW Leistung im Zeit-und
Frequenzbereich
Folie 10Institut für Maschinenelemente
Moderne Windenergieanlagen mit und ohne Getriebe, P > 2000 kW
Folie 11
Institut für Maschinenelemente
jhhjgjhgjhgjhgjh
Folie 12Institut für Maschinenelemente
Einleitung -Windturbinenantriebe
Verschiedene Konzepte für den Haupttriebstrang:
?Direktantrieb bis 4.5 MW, Gondelmasse ca. 450 t
?Antrieb mit Getriebe bis 5 MW, Gondelmasse ca. 250 -300 t
?Multibrid Antrieb bis 5 MW, Gondelmasse ca. 250 t Antriebskonzepte für Azimut-und Blattverstellantriebe sehr ?hnlich
Folie 13
Institut für Maschinenelemente Einleitung -Windturbinenantrieb
Hochlauf der Windenergieanlage
Pitchen der Rotorbl?tter
Zuschalten des Generators
Folie 14Institut für Maschinenelemente F?rdertechnik Tagebaugro?ger?te
Folie 15Institut für Maschinenelemente
Folie 16Institut für Maschinenelemente
Folie 17Institut für Maschinenelemente Elektromotor
Kegel-Stirnrad-
Vorschaltgetriebe
Vorgelege-
Verzahnung
Schaufelradhohlwelle
Schaufelradk?rper mit
Schaufeln
Getriebegro?rad ?21,6 m
Folie 18Institut für Maschinenelemente Antriebsschema: Schaufelradantrieb mit drei Elektromotoren
Elektromotor Schaufelradk?rper
mit Schaufeln
Schaufelradhohlwelle
Getriebegro?rad
Vorschalt-Lastverteilungs-
getriebe
3 x 1680 kW Nenneingangsdrehzahl:
990 min -1?21,6 m
Folie 19Institut für Maschinenelemente
Folie 20Institut für Maschinenelemente
动力驱动系统
第四章动力驱动及定位 学习要点 主要了解机电一体化系统中常用驱动元件的特点、工作原理和驱动方法。重点放在怎样为系统选择合理的驱动方案、合适的驱动元件以及驱动元件的选择计算方法。具体学习要求如下： 1．了解机电一体化系统中常用驱动元件的特点和驱动方法。 2．了解常用定位机构的组成及特点。 3．熟悉驱动装置的特性和技术要求。 4．熟悉步进电机、直流电机。 5．掌握直流电机和步进电机的特点，选择计算方法，直流电机的主要调速方法。一、驱动装置的特点及技术要求 （一）驱动装置的特点 驱动装置包括驱动元件和执行机构，与动力源、控制、传感及测试等部分联系密切。 要求：响应速度快，动态性能好，动作灵敏度高，便于集中控制。 技术特点：效率高、体积小、重量轻、自控性强、可靠性高等。 （二）驱动装置的技术要求 主要性能指标：精度、稳定性、快速性、可靠性。 1.精度（精确性） 精确性的影响因素：传动误差，传动链的刚度，传感器的精度，接口电路的转换精度等都会影响系统的精度，系统的精度包括静态精度和动态精度。 传动误差由两部分组成，伺服带宽以内的低频分量（齿轮传动、丝杠螺母传动的回程误差）和伺服带宽以内的高频分量（传动机构的传动误差），它对系统性能的影响程度与其在系统中所处的位置有关。
(1) 2设G 2(s)环节有误差，把它等效于无误差环节G '2(s)和扰动输入信号R N (s),不 考虑其他环节的误差。 )(1)()()()(1)()()()()()('2' 2s G s G s G s G s G s G s G s G s R s Y s M c M c +=+==Φ ( 设R N (s)=0 ) 则系统对于扰动输入的输出传递函数为： ) ()()(11)()()(11)()()('2s G s s G s G s G s G s R s Y s M c N N N Φ=+=+==Φ ( 设R(s)=0 ) )() ()()(s R s G s s Y N N Φ= 对于一个具有良好工作性能的伺服驱动系统，它的传递函数应具有以下特性: 1) 在频率特性的中低频段有1|)(|;1|)(|>>≈Φs G s ，则： 1) ()()()(<<Φ=s G s s R s Y N N 即：误差的低频分量对系统的输出精度几乎没有影响。 2) 在频率特性的高频段有1|)(|;1|)(|<<<<Φs G s ，则； 1) ()()()(≈Φ=s G s s R s Y N N 即：误差的高频分量几乎被一比一的馈送到系统的输出，所以对输出精度影响很大。
直流电机驱动与控制系统设计
直流电机驱动与控制系统设计 【摘要】介绍了基于AT89C52单片机，利用光电传感器检测直流电机的转速，采用PWM调速方式，通过AT89C52单片机产生控制信号直接控制驱动芯片LMD18200，从而间接控制直流电机的速度、正反转，以及停止，并可以调节速度至预先设定的速度。 【关键词】直流电机；单片机；lmd18200；PWM调速 直流电机在机器人和各种自动化控制领域发挥着重要的作用，而对电机速度的控制尤其重要，传统的控制系统通常采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故[1]。直流电机的数字控制已经成为了电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电机数字控制的最常用手段，但是仅仅使用单片机进行控制会使运行程序复杂。为了减小单片机的负担，本文使用专门的直流电机控制芯片LMD18200，设计了一种基于单片机的直流电机驱动控制系统。 1.硬件电路的组成 系统硬件电路结构框图如图1所示，主要包括单片机电路、稳压电路、转速检测电路、转数显示电路、隔离电路、LMD18200驱动电路等。 1.1 稳压电路 硬件系统需要两个不同大小的电压供电。一个电压是所用驱动芯LMD18200电源端口的电压，该电压最大可以使用55V，在该硬件电路中使用的是24V；另一个电压大小为5V，该电压提供给单片机、转数测量电路中的LM393芯片以及隔离电路中的光电耦合芯片6N137。为了减少成本，硬件调试方便及满足设计的合理性，本设计中使用了稳压芯片LM7805，从而实现一个24V电源对整个硬件电路供电。具体电路如图2所示。电路左边接入24V的电经过稳压芯片LM7805将右边输出电压稳定到5V。 1.2 隔离电路 单片机输出的控制信号包括PWM控制信号和转向信号。由于驱动芯片LDM18200的控制信号是由单片机产生的，而驱动芯片输入电压较大，如果电路发生问题，电流就直接流入单片机，这样会对单片机造成损害，为了解决这个问题，在单片机和驱动芯片之间接入隔离电路，从而使单片机和驱动芯片进行隔离。同时考虑到PWM信号频率高[2]，高达16.5khz，普通的光电隔离器件不能应用，故选用了高速光电耦合器芯片6N137。以PWM信号为例，转向信号类似，具体电路如图3所示，该种连接方法在传输过程中逻辑状态不变，单片机产生的PWM 信号从芯片6N137的3号引脚输入，从网络标号PWM端输出。 1.3 转速检测电路 采用光电传感器测量直流电机的转速。在直流电机转轴的末端贴上一个黑白交替的塑料卡片，该塑料卡片由三层组成，上下两层由透明塑料组成，中间夹着十张均匀分布的小黑纸。根据光电传感器的工作原理，直流电机转动一周，光电传感器输出引脚输出十个脉冲信号。同时考虑到光电传感器输出的脉冲信号不规则，将其输入到单片机后，不宜于单片机对其识别，因此在光电传感器的输出引脚连接一个由运放芯片LM393组成的脉冲整形电路[3]。具体电路如图4所示，
纯电动汽车动力系统及驱动技术
纯电动汽车动力系统及驱动技术 一、电动汽车简介及现状 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，电动汽车可分为三种:蓄电池式纯电动车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。电动汽车历史悠久，世界上的第一辆电动汽车于1834年诞生，比1886年问世的世界上第一辆内燃机汽车还要早半个世纪。 大力发展新能源汽车从而实现世界交通及能源结构的转型已经成为当代汽车行业实现可持续发展的重要趋势。和传统燃油汽车相比，电动汽车尽管目前技术不太成熟，但凭借其能源效率高、环境污染小、能源多样化的优点已经成为汽车行业发展的必然选择，其发展也得到世界各国政府的重视与支持。 国内电动汽车发展现状 我国的电动汽车研究大约开始于上个世纪60年代，自“八五”以来，通过大量人力、物力和财力在纯电动汽车研究上的投入，正式把电动汽车的研究列入攻关计划，并在在北京、杭州等城市开展了不同形式的小规模示范运行。 2001年我国正式启动了“十五”国家高新技术研究发展计划(863)，电动汽车被列入其中并投资数亿，确立了以燃料电池汽车、混合动力汽车和纯电动汽车为“三纵”，以多能源动力总成、驱动电机和动力蓄电池共性关键技术为“三横”的“三纵三横”研发布局川，具体分工如下:承担电动大客车项目的有北方车辆厂和北京理工大学，承担纯电动轿车研发的是上海汽车、上海交通大学、天津汽车集团等。 自2009年以来，国家陆续出台《汽车产业调整振兴规划》、电动汽车“十城千辆”项目，这表明在低碳经济的政策背景下，国家对于纯电动汽车的扶持力度正在不断加大。 国外电动汽车发展现状 在电动汽车的发展进程中，各国和各地区都依据自己的国情和特点择了不同的技术路线，而处在技术领先位置的仍然是日本、美国和欧洲，他们在电动汽车的车速、续驶里程、加速性能、动力蓄电池、基础设施等方面都有较大的优势。纯电动汽车已经在欧洲各国中拥有大量的用户，特别是在当地政府部门。但是由于没有成功地解决电动汽车续驶里程问题，商业化进程缓慢。各大汽车厂商发展电动汽车的热情明显不如日本和美国，所以其注意力更多地转向了其它清洁能源车的开发。下表是国外几种电动汽车的技术指标。
数控机床驱动与控制标准系统
第四章数控机床的驱动与控制系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器
是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt 旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。
电机驱动控制系统
电机驱动控制系统 摘要 由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用，而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高，目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。 与交流电动机相比，直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难，但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业仍大量应用。近年来，直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。 本设计为单片机控制直流电机，以AT89C51单片机为核心，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。由键盘控制电动机执行启停、速度和方向等各种功能，用红外对管测量电机的实际转速，并通过1602液晶显示出控制效果。设计上，键盘输入采用阵列式输入，用4*4的矩阵键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。
关键词：AT89C51 PWM 电机测速 一、硬件设计 1、总体设计
20 929303456781011121314151617318RFB 91112 10k 23
1918 2122232425262728 1.2.2 1602液晶显示模块 本模块实现了转速等显示功能。 D ：方向；占空比；预设转速；实测速度； 1.2.3键盘模块 根据实验要求，需由按键完成对直流电机的控制功能，并经分 析得出需要16个按键，为节省I/O 口并配合软件设计，此模块使用了4*4的矩阵模式。并通过P1口与主机相连。 1.2.4 PWM 驱动电路模块设计与比较
纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较
纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较 摘要 纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。 绪论 作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。 整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。 为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。 结构分析 整体式驱动 整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。
电机驱动控制系统
电机驱动控制系统 “安邦信”是中国变频器行业的一块老品牌，在技术上沉淀了二十几年，在产、学、研、市场应用的道路上积累深厚的经验。1992年3月在江苏徐州成立，1998年10月迁址深圳，更名为“深圳市安邦信电子有限公司”是第一批国家电子工业部20家变频器企业之一，专注于变频器的研发、生产和销售，快速为客户提供个性化的解决方案。 “安邦信”是国内少数同时生产高、中、低压变频器的企业，主要服务于装备制造业、节能环保、新能源三大领域，营销网络遍布全国。公司在国产品牌厂商中名列前茅，其中专用变频系列产品在多个细分行业处于业内首创或领先地位。 “安邦信”旗下的电机科技有限公司，具有30年多年专注工业电动机与汽车电机的研发、制造历史。拥有先进自动化生产线和专业检测设备，拥有资深的专业电机设计、工艺，工装设计工程师。 多年来，始终坚持“产品做精、市场做专”的经营方针。投重金搭建研发平台，精诚与多所院校建立研发联盟。获得了各种技术专利100多项，掌握了永磁同步、异步、电流开环、闭环矢量控制与485、CAN、PROFIBUS通讯的技术。完成了40V-1000V电压等级，0.4KW-8700KW功率等级产品供货能力。市场横跨电动汽车、工业控制两大行业领域，在电动汽车领域具有永磁电机、异步电机控制，40V-560V电压等级、1.5KW-250KW功率范围，风冷、水冷、油冷全系列的产品供应。当前生产的电动车电机有高效永磁同步电机，高效铜转子异步电机，高效鼠笼式异步电机三大系列。 “安邦信”制造基地根据公司的研发优势，大量采用自动化生产设备，生产设备及仪器业内领先，空间布局，生产线结构都依据国际标准设计，年产能超过15万台。 规范的流程，先进的设备，敬业的员工是安邦信制造体系的核心竞争力，严谨而人性化的生产管理实现了大规模生产效应。 电机驱动控制系统产品 “安邦信”针对市场的需求研发出电机驱动控制系统产品，形成一套驱控体系，为整车厂提供电机驱控系统解决方案，提高整车效率。其中72V，7.5KW和144V，15KW系列产品，经过市场验证，深受好评获得客户良好认可。 7.5KW和15KW电机驱动控制器系统，电机驱动控制系统具有高峰值转矩、高可靠性、低成本的特点。同时具有高效异步铜转子电机采用双冷技术，同步降低电机定转子温度，电机具有高效、高功率密度、
数控机床的驱动与控制系统
第四章数控机床的驱动与控制系统学 时 章节教学内容重点、难点 2 §4-1 位移、速度、位置传感器理解其应用情况 1 §4- 2 进给伺服驱动系统 4 §4-3.1 典型进给伺服系统(位置控制) ——步进式伺服系统 掌握系统的组成及工作 原理 1 §4-3. 2 闭环、半闭环进给伺服系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器 位置检测装置分类
是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 ?工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt ?旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。
KH-CDD21纯电动汽车动力驱动与控制一体化教学实训系统教学文稿
KH-CDD21纯电动汽车动力驱动与控制一体化教学实训系统 可选用：吉利帝豪EV300、比亚迪E5、北汽EV160、荣威eRX5 一、产品简介 选用原装纯电动轿车高压电控总成和永磁同步电机；原装配套变速箱和传动轴；高压动力线和低压控制线与动力电池和管理系统实训台对接，实训台保留原车功能；真实展示纯电动轿车电驱动传动系统核心零部件之间的连接控制关系、安装位置和运行工况，以及高压系统安全注意事项，并培养学员对纯电动轿车电驱动传动系统故障分析和处理能力。适用于各类型院校新能源纯电动汽车驱动传动系统课程教学和维修维护实训。 二、功能特点 1.各主要部件安装在实训平台上，保留原车电气连接方式，断电后可方便拆装，训练拆装线束与电器，掌握高压系统零部件拆装和安全保护要点。 2.动力高压配电箱上盖采用透明5mm有机玻璃改装，清晰观察了解控制原理和内部控制元件。 3.驱动传动系统实训台高压电源由动力电池和管理系统实训台提供，与动力电池和管理系统实训台连体工作，配套连接电缆线，保留原车连接方式。 4.教学板完整显示电驱动系统工作原理图，安装检测端子，可直接在面板上检测系统电路元件的电信号，如电阻、电压、电流、频率、波形信号等。 面板采用耐创击、耐污染、防火、防潮的高级铝塑板，表面经特殊工艺喷涂底漆处理；面板打印有永不褪色的彩色电路图等； 5.传动轴输出端安装原车制动器，模拟车辆负载系统，通过调整两端负载大小，真实展示电驱动传动系统不同工况下（启动、加速、匀速、减速、停车、爬坡等）电流和电压等数据变化规律。
6.设备由平台和教学板组成，平台水平放置，安装原车零部件；底部安装4个带自锁脚轮装置。 7.面板部分采用1.5mm冷板冲压成形结构，外形美观；底架部分采用钢结构焊接，表面采用喷涂工艺处理，带自锁脚轮装置，教学板底座上配有30cm左右的台面，方便放置资料、轻型检测仪器等。 8.配备智能化故障设置和考核系统，故障点主要设置在低压控制线路，保证高压系统安全及训练实车故障处理能力。 9.为了教学安全，台架配套安装绝缘地板（绝缘与耐压国标产品地胶）。 10.配套实训指导书，包含系统工作原理，实训科目，故障设置及清除等要点。 三、基本配置（每台）
电机驱动和控制系统的测试
半导体器件应用网 https://www.360docs.net/doc/653525689.html,/news/195205_p1.html 电机驱动和控制系统的测试 【大比特导读】国际能源机构IEA曾经声称全球45%的电能是电机所消耗 的。在中国，这个比例是54%。这一方面反映了电机的使用是如此广泛，另一方 面也敦促业界开发和使用更高效的电机。为了满足机电工程师对电机驱动和控制 系统的测试需求，力科公司新推出基于8通道、12bit示波器的电机驱动和控制 系统测试平台HDO8000。 一.引言 国际能源机构IEA曾经声称全球45%的电能是电机所消耗的。在中国，这个比例是54%。这 一方面反映了电机的使用是如此广泛，另一方面也敦促业界开发和使用更高效的电机。为了 满足机电工程师对电机驱动和控制系统的测试需求，力科公司新推出基于8通道、12bit示 波器的电机驱动和控制系统测试平台HDO8000。 二. 电机测试需求分析 下图是一个典型的电机驱动和控制系统框图，大致分为功率驱动部分、电机控制部分、电机 和传感器部分。
图 2一个典型的电机驱动和控制系统 功率驱动部分 图 2中的功率驱动部分是一个典型的级联H-bridge驱动电路。将其放大到图 3显示： 图 3 H-bridge驱动电路 H-bridge驱动电路的输入为三相交流电，经过整流后变成直流电压(DC bus)。6个功率管组成的桥式电路将直流电压逆变为三相PWM信号输出给电机。 对于这一部分进行功率分析是电机测试最重要的内容。主要关注输入端的功率测量，输出端的功率测量，以及功率转换效率。
其次桥式电路的调试和验证也是必不可少的，这通常涉及对6个功率管的驱动电压、漏源电压和电流的测量。 电机控制部分 电机控制部分通常是一个嵌入式系统，核心是DSP或MCU，主要负责执行电机驱动算法、采集电机反馈信号以及和其他系统的通信接口。对这部分的测试涉及常规的数字电路测试，接口电路测试等。 电机和传感器 对电机的测试主要关注输入的电气功率、其实就是功率驱动部分的输出功率，电机输出的机械参数，即转速、扭矩、方向等，这些机械参数通常可由传感器输出。 三. 测试功能 为了满足上述的测试需求，力科公司推出的8通道、12bit示波器HDO8000系列能够提供以下测试功能： 1. 功率分析 在《利用八通道示波器分析三相交流电》一文中，我们已经了解到如何用示波器测试三相电的有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等参数，对于电机功率驱动电路的输入和输出功率的测量也是相同原理。为了适应多种供电方式，HDO8000能够测量五种接线方式：单相两线制、单相三线制、三相三线制(两瓦特计和三瓦特计)、三相四线制。仪器界面会给出连线示意图，指导使用者如何连接被测信号。同时也提供火线-火线电压到火线-零线电压的转换。图 4是设置界面示意。 图 4 电机功率测试设置界面示意 功率参数的测试结果能以表格方式显示在仪器界面上，如下图所示。
毕业设计_车辆工程新能源汽车动力与驱动系统总体的设计
本科专业课程设计 题目新能源汽车动力与驱动系统总体的设计
摘要 日益严重的环境污染和能源危机对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。为了汽车工业的可持续发展，以使用电能的电动机作为驱动设备的电动汽车能真正实现“零污染”，现已成为各国汽车研发的一个重点。 纯电动汽车是指利用动力电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动车辆前进。而在电动汽车研究的众多技术选型中，依靠轮边驱动的电动汽车逐渐成为一种新颖的电动汽车选型方向。 本文设计了一种新型双电机独立驱动桥，该方案采用锂离子动力电池作为动力源，两台永磁直流无刷电机作为驱动装置，依靠两套减速齿轮组分别进行减速，用短半轴带动车轮旋转。在系统构型设计的基础上，进行了包括电动机、电池在内的动力系统参数匹配。 关键词：纯电动汽车；锂离子；双电机系统
Abstract Increasingly serious environmental pollution and energy crisis put forward on the development of the auto industry is extremely severe challenges. In order to the sustainable development of automobile industry, to use the power of the motor as driving device of the electric car can truly realize "zero pollution", has become a national automobile research and development of a key. So-called pure electric vehicles is the use of power battery as energy storage power source, through the battery power to the motor, drive motor running, pushing forward vehicle. In the electric car research, technology selection, depending on the round edge drive electric cars gradually become a new direction of the electric car type selection. This paper designs a new type of double motor drive axle independently, the scheme adopts the lithium ion power battery as a power source, two permanent magnet brushless dc motor as drive device, rely on two sets of gear group respectively for slowing down, with a short half shaft drives the wheels. On the basis of the system configuration design, the power system parameters, including electric motors, batteries, matching. Key words:Electric vehicles;Li+;Dual motor system
电梯驱动系统控制技术的现状与发展前景
2010NO.9 China New Technologies and Products 中国新技术新产品 高新技术 电梯驱动系统控制技术的现状与发展前景 杜贵明庞丽芹 （长春职业技术学院，吉林长春130033） 电梯是高层建筑不可缺少的交通运输设备。随着建筑物规模越来越大，对电梯的调速精度、调速范围等特性提出了更高的要求。电梯的性能对于乘坐者而言，要求能够具有安全、舒适、速度快、振荡小、平层精度高等性能。对于使用单位而言，还要求能够具有成本低、效率高、维护方便、空间占据体积小等特点。为此，一部优质电梯系统需要同时满足这两方而的性能要求，这就对电机性能及其控制模式提出了新的挑战。 1曳引电动机的常用类型 电梯系统的性能在很大程度上取决于电动机的性能，所以选择理想的曳引电动机结构对于电梯的正常运行起到举足轻重的作用，因此结构的选择非常重要。电梯中常用的曳引电动机类型包括:交流异步电动机、有刷直流电动机和永磁同步电动机，各种电机的有各自的特点。 1.1交流异步电动机 交流异步电动机也叫感应电机，它和其他电机比较，它具有结构简单、运行可靠、制造容易、成本较低、坚固耐用等优点。采用现代矢量控制方法，可以使感应电机获得良好的调速性能。感应电机的缺点一是损耗大、效率较低、温度较高;二是必须从电网吸取滞后电流，使电网功率因数降低。因此感应电机在电梯曳引系统中将逐渐退出。 1.2有刷直流电动机 由于直流电机具有良好的起动性能，能在宽广的范围内平滑而迅速地调速，所以曾被广泛用于电梯系统中。但近几年有刷直流电机的机械换向器限制了功率的提高，给维护和检修带来了极大的困难，同时换向火花所带来的无线电干扰，又会影响曳引驱动系统的正常运行。由于这些缺陷，直流电机在电梯曳引系统中已退出主流。 1.3永磁同步电动机 电梯的驱动系统对电机的加速、稳速、制动、定位都有一定的要求。20世纪70年代随着变频技术发展成熟，异步电动机的变频调速驱动迅速取代了电梯行业中的直流调速系统。而近几年电梯行业中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统，其体积小，控制性能好，将能做到低速直接驱动，消除齿轮减速装置；其低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的驱动系统，适合在无机房电梯中使用。永磁同步电动机曳引技术采用高性能的永磁同步电动机、磁场定向的矢量变换控制技术、快速电流跟踪变频装置以及低摩擦的无齿轮结构，它是电梯驱动技术的飞跃，有很好的发展前景。 2驱动系统的控制技术 电梯系统的性能在很大程度上取决于电机性能及其采用的控制模式，所以选择理想电机 的控制模式对于电梯的正常运行起到举足轻 重的作用。目前，常用的控制方式有以下几 种。 2.1矢量控制 在逆变器供电情况下，对永磁同步电动 机的分析，通常是采用同步旋转的d-q坐标 系下的Park模型。在此模型中，同步电机的 电压、电流和磁通都可分解为相互解耦的d、 q轴分量。对永磁同步电动机的输出转矩的 控制，可归结为对交轴电流和直轴电流的控 制。采用矢量控制的交流调速系统，其性能超 过直流电机的调速性能。 2.2直接转矩控制 直接转矩控制是继矢量控制之后发展起 来的一种新型的高性能交流变频调速技术。 其基本思想是在维持定子磁链幅值恒定的前 提下，通过调整定子磁链在空间的旋转速度， 进而调整滑差频率以控制电动机的转矩及转 速。该方法是在定子坐标系下分析交流电机 的数学模型，强调对电机的转矩进行直接控 制，省略了矢量旋转变换等复杂的变换和计 算。因此，直接转矩控制大大减少了矢量控制 技术中控制性能易受参数变化影响的问题， 很大程度上克服了矢量控制的缺点。 目前，直接转矩控制主要应用于感应电 机，应用于永磁同步电机的研究较少，原因是 由于转子结构的差异，使感应电机的直接转 矩控制手段不能直接应用于永磁同步电机。 另外，直接转矩控制虽然对电机参数的依赖 性较小（仅需知道定子电阻），但算法较复杂， 否则造成转矩脉动，需在电机设计与控制手 段上进行改善。 2.3自适应控制 自适应控制能在系统运行过程中不断提 取有关模型的信息，使模型逐渐完善，所以是 克服参数变化影响的有力手段。自适应控制 方法有:模型参考自适应、参数辨识自校正控 制以及新发展的各种非线性自适应控制。这 些方法存在的问题是:一是数学模型和运算 繁琐，使控制系统复杂化；一是辨识和校正都 需要一个过程，对于一些参数变化较快的系 统，因来不及校正而难以产生很好的效果。 2.4智能控制 智能控制理论是自动控制学科发展里程 中的一个崭新阶段，与传统的经典、现代控制 方法相比，具有一系列独到之处。首先，它突 破了传统控制理论中必须基于数学模型的框 架，不依赖或不完全依赖于控制对象的数学 模型，只按实际效果进行控制。其次，继承了 人脑思维的非线性，智能控制器也具有非线 性特征；同时，利用计算机控制的便利，可以 根据当前状态切换控制器的结构，用变结构 的方法改善系统的性能。在复杂系统中，智能 控制还具有分层信息处理功能和决策功能。 利用智能控制的非线性、变结构、自寻优等功 能来克服交流伺服系统变参数与非线性等不 利因素，可以提高系统的鲁棒性。 目前智能控制在交流伺服系统应用中较 为成熟，有模糊控制和神经网络控制，而且大 多是在模型控制基础上增加一定的智能控制 手段，以消除参数变化和扰动的影响。模糊控 制是利用模糊集合来刻画人们日常所使用的 概念中的模糊性，使控制器能更逼真地模仿 熟练操作人员和专家的控制经验与方法，它 包括精确量的模糊化、模糊推理、模糊判决二 部分。模糊控制系统只有与其他控制方法相 结合，才能获得优良的性能。神经网络是指用 工程技术手段模拟人脑神经的结构和功能的 一种信息处理系统。神经网络的研究从20世 纪40年代初开始，20世纪80年代神经网络 理论取得了突破性进展，成为智能控制的一 个重要分支。神经网络模型用于模拟人脑神 经元活动过程，其中包括信息的加工、处理， 存储等。 虽然智能控制用于交流传动系统的研究 已取得了一些成果，但是有许多问题尚待解 决，如智能控制器主要凭经验设计，对系统性 能（如稳定性和鲁棒性）缺少客观的理论预见 性，且设计一个系统需获取大量数据，设计出 的系统容易产生振荡。 总之，对现代电梯性能的衡量主要着重 于安全的可靠性和乘坐的舒适性。另外，对经 济性、能耗、噪声和电磁干扰等方而也有相应 要求。无机房和小机房、无齿轮、电磁兼容性、 远程监控等技术将是电梯工业今后的主要研 究方向。多品种、智能化和绿色环保将是电梯 的发展方向。 参考文献 [1]许家群.电梯曳引拖动系统的发展现状及 前景[J].微特电机,2002,3 [2]戴玉英.永磁同步电动机在无齿轮曳引电 梯中的应用前景[J].电机技术，2006，3. [3]李惠异.电梯控制技术[M].北京：机械工业 出版社，,2006 作者简介：庞丽芹(1966-)，长春职业技术 学院，教授，电气自动化技术专业带头人，主 要从事专业建设、教学及研究工作。 杜贵明(1966-)，长春职业技术学院，教 授，主要从事教学管理及研究工作。 摘要：电梯是现代高层建筑不可缺少的交通运输设备。随着建筑物规模越来越大，对电梯的调速精度、调速范围等特性提出了更高 的要求，这就对电机性能及其控制模式提出了新的挑战。电梯系统中曳引电动机的常用类型有直流电机、感应电机、永磁同步电机。 曳引电机的主要控制方式有矢量控制、直接转矩控制、自适应控制及智能控制几种。随着科技的发展和社会的进步，多品种、智能化 和绿色环保将是电梯的发展方向。 关键词：电梯；曳引电动机；控制方式 17 -- 中国新技术新产品