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電氣工程及其自動化專業畢業實習報告

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 一、實習目的

電氣工程及其自動化專業畢業實習報告

大學畢業之際,畢業實習是極爲重要的實踐性學習環節,透過階段性時間的實習,爲我們之後走向社會,接觸本工作,拓寬知識面,增強感性認識,培養、鍛鍊我們綜合運用所學的基礎理論、基本技能和專業知識,去獨立分析和解決實際問題的能力,能夠將所學的專業理論知識運用與實踐,在實踐中結合理論加深對其認識和總結,再次學習,將專業知識與實際接軌,逐步認識體會,從而更好地將所學的運用到工作中去,接觸社會,認識社會,體驗生活,學會生活,學會生活,學會感悟,學會做事,學會與人相處,學會團結協作,爲以後畢業走上工作崗位打下一定的基礎。具體目的如下:

1.在圖書館查閱關於無刷直流電機設計方面的資料,爲畢業設計打下基礎。

2.對畢業設計所選題目—無刷直流電機控制器的設計有初步的瞭解。

3.透過借鑑和分析關於無刷直流電機控制器方面的設計實例,從中學到無刷直流電機控制器的設計過程及一般步驟。

二、實習單位

河南理工大學

三、實習任務

1、收集資料

在學校圖書館查找資料,瞭解自己所學專業的東西,並且確定自己的課題,得到相關的知識和能力,思考課題的內容與方向,有針對性的收集資料,包括專業資料、工具資料和其他相關的資料。

2、設計初步方案

在收集完資料後可以初步確定自己的畢業設計方案,並建立相關的數學模型,進行原理分析、計算和實驗,這一項工作是繁瑣而艱鉅的,需要不斷的補充知識修正設計結果。

3、撰寫《畢業實習報告

做完上面的工作後,就需要及時的編寫《畢業實習報告》。這是對這段時間學習的全面總結,編寫實習報告,我們能夠重現自己學習的經歷,重新彙總資料情況,這樣會給我們帶來設計靈感。認認真真完成實習報告後,我們就會對自己的課題有了全新的理解,後面的實際設計工作就會變得輕鬆。

 四、實習內容

1、熟悉無刷直流電機:

無刷直流電機即直流無刷電機。無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。 無刷直流電機應用及其廣泛,它可在家電、汽車、航空、醫療、工業自動化設備和儀器等各種各樣的行業中使用。無刷直流電機是指無電刷和換向器(或集電環)的電機,是不用電刷進行換向,而是採用電子器件進行換向的。與有刷直流電機和異步電機相比,無刷直流電機有很多優點,具體表現如下:

1、更好的轉矩、轉速特性;2、快速的動態響應;3、高效率;4、壽命長;5、工作無噪聲,性能可靠、永無磨損、故障率低;6、較高的轉速範圍。

1.1 工作原理

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體 ,爲了檢測電動機轉子的極性,在電動機內裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成,其功能是:接受電動機的啓動、停止、制動信號,以控制電動機的啓動、停止和制動;接受位置傳感器信號和正反轉信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩;接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等等。

直流電機具有響應快速、較大的起動轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能,但直流電機的優點也正是它的缺點,因爲直流電機要產生額定負載下恆定轉矩的性能,則電樞磁場與轉子磁場須恆維持90°,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉動時會產生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外,使用場合也受到限制。交流電機沒有碳刷及整流子,免維護、堅固、應用廣,但特性上若要達到相當於直流電機的性能須用複雜控制技術才能達到。現今半導體發展迅速功率組件切換頻率加快許多,提升驅動電機的性能。微處理機速度亦越來越快,可實現將交流電機控制置於一旋轉的兩軸直角座標系統中,適當控制交流電機在兩軸電流分量,達到類似直流電機控制並有與直流電機相當的性能。

此外已有很多微處理機將控制電機必需的功能做在芯片中,而且體積越來越小;像模擬/數字轉換器、脈衝寬度調製等。直流無刷電機即是以電子方式控制交流電機換相,得到類似直流電機特性又沒有直流電機機構上缺失的一種應用。

1.2 結構

直流無刷電機是同步電機的一種,也就是說電機轉子的轉速受電機定子旋轉磁場的速度及轉子極數(p)影響:n=120.f / p。在轉子極數固定情況下,改變定子旋轉磁場的頻率就可以改變轉子的轉速。直流無刷電機即是將同步電機加上電子式控制(驅動器),控制定子旋轉磁場的頻率並將電機轉子的轉速回授至控制中心反覆校正,以期達到接近直流電機特性的方式。也就是說直流無刷電機能夠在額定負載範圍內當負載變化時仍可以控制電機轉子維持一定的轉速。

直流無刷驅動器包括電源部及控制部如圖 (1) :電源部提供三相電源給電機,控制部則依需求轉換輸入電源頻率。

電源部可以直接以直流電輸入(一般爲24v)或以交流電輸入(110v/220 v),如果輸入是交流電就得先經轉換器轉成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉入電機線圈前須先將直流電壓由換流器轉成3相電壓來驅動電機。換流器一般由6個功率晶體管(q1~q6)分爲上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)連接電機作爲控制流經電機線圈的開關。控制部則提供pwm(脈衝寬度調製)決定功率晶體管開關頻度及換流器換相的時機。直流無刷電機一般希望使用在當負載變動時速度可以穩定於設定值而不會變動太大的速度控制,所以電機內部裝有能感應磁場的霍爾傳感器,做爲速度之閉迴路控制,同時也做爲相序控制的依據。但這只是用來做爲速度控制並不能拿來做爲定位控制。

1.3 特點

1、可替代直流電機調速、變頻器+變頻電機調速、異步電機+減速機調速;

2、具有傳統直流電機的優點,同時又取消了碳刷、滑環結構;

3、可以低速大功率執行,可以省去減速機直接驅動大的負載;

4、體積小、重量輕、出力大;