Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ СИСТЕМЫ
КРОВООБРАЩЕНИЯ 10
1.1 Принцип действия и устройства двигателя постоянного тока с
возбуждением от постоянных магнитов 10
1.2 Принцип действия, устройство синхронного двигателя с возбуждением от
постоянных магнитов 13
1.3 Сравнительный анализ двигателя постоянного тока и синхронного
двигателя с возбуждением от постоянных магнитов 16
2 НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 21
2.1 Расчёт параметров эквивалентной машины постоянного тока 21
2.2 Расчёт регуляторов контура тока и контура скорости 26
2.3 Настройка системы управления по частотным характеристикам 31
3 ПРОТОТИП ПРОГРАММЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СДПМ В
ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦАХ 37
3.1 Порядок разработки программного кода 37
3.2 Определение паспортных данных частотного преобразователя и двигателя
в программном коде 38
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 42
4.1 Блок питания 42
4.2 Блок управления 45
4.3 SWD - интерфейс прошивки микроконтроллера 49
Блок нормализации сигнала датчиков 51
5 РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 70
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 75
В простейшем понимании электропривод представляет собой электромеханическую систему, предназначенную для приведения в движение рабочих органов различных машин и управления этим движением.
Электропривод нашел широкое распространение не только в промышленном производстве, но и в других сферах, определяющих жизнедеятельность человека, например, медицина.
В кардиохирургии, для работы на открытом сердце и крупных сосудах применяют аппарат искусственного кровообращения, представляющий собой сложный функциональный комплекс. Он предусматривает полную замену насосной функции сердца и газообменной функции легких механическими устройствами на непродолжительное время.
Целью данной работы является разработка электропривода, выполняющего функцию перекачивания крови.
Такой электропривод должен отвечать основным требованиям: обладать меньшим размером, легко управляться и иметь высокий КПД. А система управления данного электропривода должна обладать точностью и низким энергопотреблением.
Предъявляемым требованиям в достаточной мере соответствует выбранный тип электропривода и разработанная система управления.
Актуальность и практический аспект данной выпускной квалификационной работы заключается в разработке электропривода не типичной конструкции.
В соответствии с поставленной целью, необходимо решить следующие задачи:
1. Провести сравнительный анализ двигателя постоянного тока и синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов.
2. Провести расчёт параметров электропривода и настройку его системы
автоматического управления.
3. Разработать прототип программы системы управления для частотного преобразователя, к которому подключен синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов.
4. Произвести разработку принципиальной электрической схемы и трассировку печатной платы электродвигателя.
5. Продемонстрировать готовую печатную плату, управляющую
электроприводом для поддержки системы кровообращения.
В результате выпускной квалификационной работы был разработан электропривод для системы поддержки кровообращения согласно требованиям, предъявляемым к выполнению технологического процесса.
Был осуществлен расчёт параметров эквивалентной машины постоянного тока и расчёт регуляторов контура тока и контура скорости для настройки системы автоматического управления электропривода.
Было проведено математическое моделирование с использованием программного пакета Jigrein.
Была выполнена разработка принципиальной электрической схемы и трассировка печатной платы электропривода для поддержки системы кровообращения в сервисе EASYEda.
Задачи выпускной квалификационной работы решены. Поставленные цели достигнуты.
