📄Работа №199483
Тема: Микропроцессорная система управления 5-фазного шагового электродвигателя
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
68 листов
Год:
2023
Просмотров:
35
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 8
2 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ 10
2.1 Устройство лабораторной установки 10
2.2 Выбор шагового электродвигателя и блока управления 11
2.3 Выбор нагрузочной машины и преобразователя 15
2.4 Разработка принципиальной схемы лабораторной установки 21
2.5 Разработка электромашинного агрегата 43
2.6 Общий вид лабораторной установки 43
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 46
3.1 Статические характеристики 46
3.1.1 Зависимость момента от угла поворота ротора 46
3.1.2 Зависимость момента от тока в обмотках фаз 50
3.1.3 Измерение рабочей температуры 51
3.2 Динамические характеристики 52
3.2.1 Режим отработки единичных шагов 52
3.2.2 Механические характеристики 57
3.2.2 Проверка на пропуск шагов 59
3.3 Выводы по проведённым исследованиям 60
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 61
4.1 Алгоритм работы блока управления 61
4.2 Расчёт настроек регистров 62
4.3 Временные диаграммы работы элементов системы 63
4.4 Листинг программы 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЯ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 8
2 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ 10
2.1 Устройство лабораторной установки 10
2.2 Выбор шагового электродвигателя и блока управления 11
2.3 Выбор нагрузочной машины и преобразователя 15
2.4 Разработка принципиальной схемы лабораторной установки 21
2.5 Разработка электромашинного агрегата 43
2.6 Общий вид лабораторной установки 43
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 46
3.1 Статические характеристики 46
3.1.1 Зависимость момента от угла поворота ротора 46
3.1.2 Зависимость момента от тока в обмотках фаз 50
3.1.3 Измерение рабочей температуры 51
3.2 Динамические характеристики 52
3.2.1 Режим отработки единичных шагов 52
3.2.2 Механические характеристики 57
3.2.2 Проверка на пропуск шагов 59
3.3 Выводы по проведённым исследованиям 60
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 61
4.1 Алгоритм работы блока управления 61
4.2 Расчёт настроек регистров 62
4.3 Временные диаграммы работы элементов системы 63
4.4 Листинг программы 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЯ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
📖 Аннотация
В данной работе разрабатывается микропроцессорная система управления для пятифазного шагового электродвигателя и исследуются его эксплуатационные характеристики. Актуальность исследования обусловлена недостаточной изученностью пятифазных шаговых двигателей, которые, несмотря на ограниченное рыночное предложение и сложность управления, обладают значительным потенциалом для высокоточных систем автоматизации благодаря своим конструктивным особенностям. Основным результатом является создание лабораторной установки, включающей оригинальную разработку блока управления и программного обеспечения, а также проведение комплексного экспериментального анализа статических и динамических характеристик выбранного двигателя. Установлено, что по сравнению с распространенными двухфазными аналогами пятифазный двигатель обеспечивает меньший угол шага (0,72°), более широкий диапазон рабочих частот (до 16 кГц), сниженный уровень пульсаций момента и вибраций, что подтверждает его преимущества в задачах, требующих высокой точности и плавности хода. Научная значимость работы заключается в систематизации знаний и восполнении пробелов в исследованиях данной разновидности шаговых приводов, в то время как практическая ценность состоит в предложенной архитектуре системы управления, которая может быть адаптирована для промышленного применения. Теоретической основой послужили труды таких авторов, как Е.В. Арменский и Г.Б. Фалк по электрическим микромашинам, Ф.М. Юферов по машинам автоматических устройств, а также Р.З. Хусаинов и А.В. Качалов по микропроцессорным системам управления электроприводом.
📖 Введение
Шаговые электродвигатели представляют собой бесколлекторные синхронные импульсные двигатели. Шаговые электроприводы применяются в промышленности в качестве исполнительных устройств, в станкостроении, отлично подходят для автоматизации отдельных узлов, не требующих высокой динамики, имеют относительно низкую стоимость, высокую надёжность, большой срок службы и нетребовательны в техобслуживании.
Наибольшее распространение получили двухфазные шаговые электродвигатели гибридного типа. Так как в большинстве случаев использования таких двигателей нет потребности в большом разрешении, пятифазные двигатели крайне редки и широко выпускаются лишь единицами компаний в мире. Ввиду небольшого опыта эксплуатации таких двигателей, проводилось не так много практических исследований их характеристик. Кроме того, имеется очень ограниченный круг подходящих для использования драйверов и блоков управления из-за особенностей управления и большой вариативности включения фаз двигателя.
Исходя из этого, можно сказать, что область 5-фазных шаговых двигателей малоисследована и может иметь большой потенциал как для использования в промышленности, так и для развития этой отрасли в целом.
В данной работе предполагается ознакомиться с 5-фазными шаговыми двигателями, их производителями и рынком в нашей стране, далее немного восполнить пробел в исследованиях 5-фазных ШД и, вероятно сделать собственную систему управления таким двигателем, используя полученные в ходе обучения и данной работы знания и навыки.
Наибольшее распространение получили двухфазные шаговые электродвигатели гибридного типа. Так как в большинстве случаев использования таких двигателей нет потребности в большом разрешении, пятифазные двигатели крайне редки и широко выпускаются лишь единицами компаний в мире. Ввиду небольшого опыта эксплуатации таких двигателей, проводилось не так много практических исследований их характеристик. Кроме того, имеется очень ограниченный круг подходящих для использования драйверов и блоков управления из-за особенностей управления и большой вариативности включения фаз двигателя.
Исходя из этого, можно сказать, что область 5-фазных шаговых двигателей малоисследована и может иметь большой потенциал как для использования в промышленности, так и для развития этой отрасли в целом.
В данной работе предполагается ознакомиться с 5-фазными шаговыми двигателями, их производителями и рынком в нашей стране, далее немного восполнить пробел в исследованиях 5-фазных ШД и, вероятно сделать собственную систему управления таким двигателем, используя полученные в ходе обучения и данной работы знания и навыки.
✅ Заключение
В данной работе была разработана лабораторная установка для исследования 5-фазного шагового двигателя . Были выбраны двигатель , нагрузочная машина, выбраны и разработаны системы управления ими, разработан собственный блок управления выбранным шаговым двигателем. Был определён оптимальный способ управления двигателем и в соответствии с ним разработано программное обеспечение для блока управления шаговым двигателем. К сожалению, в ограниченных рамках работы не представляется возможным реализовать разработанный блок управления ШД, поэтому исследования проводились на БУ от производителя ШД. В дальнейшем при его реализации возможны некоторые доработки, такие как полушаговый или микрошаговый режимы работы.
Кроме того, были проведены опыты по исследованию основных характеристик выбранного шагового двигателя. По сравнению с 2-фазными шаговыми двигателями данный 5-фазный двигатель:
1) имеет большую точность, так как обеспечивает меньший угол шага, равный 0,72°, вместо 1,8°;
2) имеет намного большую область разгона, так как предельная механическая характеристика достигает частот в 16 кГц. У 2-фазных двигателей предельная механическая характеристика и характеристика приемистости обычно расположены достаточно близко, а максимальные частоты не превышают 2 кГц;
3) ввиду меньшего угла шага обеспечивает более плавный момент с меньшими пульсациями и, как следствие, уменьшаются вибрации двигателя;
4) имеет более высокую сложность конструкции, логики управления и стоимость блоков управления.
Такие двигатели имеют большой потенциал, но для дальнейшего развития этой отрасли необходимо уделить больше внимания исследованиям и разработкам.
Подводя итог, можно сказать, что все поставленные в данной работе цели и задачи были достигнуты.
Кроме того, были проведены опыты по исследованию основных характеристик выбранного шагового двигателя. По сравнению с 2-фазными шаговыми двигателями данный 5-фазный двигатель:
1) имеет большую точность, так как обеспечивает меньший угол шага, равный 0,72°, вместо 1,8°;
2) имеет намного большую область разгона, так как предельная механическая характеристика достигает частот в 16 кГц. У 2-фазных двигателей предельная механическая характеристика и характеристика приемистости обычно расположены достаточно близко, а максимальные частоты не превышают 2 кГц;
3) ввиду меньшего угла шага обеспечивает более плавный момент с меньшими пульсациями и, как следствие, уменьшаются вибрации двигателя;
4) имеет более высокую сложность конструкции, логики управления и стоимость блоков управления.
Такие двигатели имеют большой потенциал, но для дальнейшего развития этой отрасли необходимо уделить больше внимания исследованиям и разработкам.
Подводя итог, можно сказать, что все поставленные в данной работе цели и задачи были достигнуты.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Робототехника
Электротехника
Информатика и вычислительная техника
Машиностроение
Технология строительных процессов