同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器的研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能是電動(dòng)機(jī)節(jié)能的一個(gè)重要組成部分。同步電動(dòng)機(jī)因其轉(zhuǎn)速恒定，功率因數(shù)可調(diào)被廣泛應(yīng)用。同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一般為開(kāi)環(huán)手動(dòng)調(diào)節(jié)，在負(fù)載變化的情況下，控制器不能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)跟蹤控制，浪費(fèi)大量的電能，因此研究新型同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器十分必要。 首先，本文從同步電動(dòng)機(jī)不同負(fù)載時(shí)效率較低的原因出發(fā)，分析同步電動(dòng)機(jī)的能耗關(guān)系，同時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)功率因數(shù)節(jié)能的可行性和晶閘管觸發(fā)角的變化對(duì)定子電樞電流的影響進(jìn)行了研究。其次，采用PID控制器來(lái)控制晶閘管觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)同步電動(dòng)機(jī)不同負(fù)載時(shí)的節(jié)能自動(dòng)控制。最后，選用DSPTMS320F2812為節(jié)能控制器的控制核心，設(shè)計(jì)同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器的軟硬件，搭建同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器的各模塊及整體進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)不同負(fù)載條件下的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器硬、軟件配合良好，響應(yīng)速度快，控制精度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：同步電動(dòng)機(jī) 節(jié)能控制 DSP 功率因數(shù) 變負(fù)載節(jié)能 可控硅
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 課題研究的意義7-9
• 1.2 同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r9-13
• 1.2.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展9-11
• 1.2.2 勵(lì)磁控制器的發(fā)展11
• 1.2.3 勵(lì)磁控制理論的發(fā)展11-13
• 1.3 本文主要研究工作13-14
• 2 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制原理14-28
• 2.1 同步電動(dòng)機(jī)的概述14-15
• 2.2 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能原理15-24
• 2.2.1 隱極同步電動(dòng)機(jī)的等值電路16-17
• 2.2.2 負(fù)載恒定時(shí)的勵(lì)磁電流選擇17-20
• 2.2.3 變動(dòng)負(fù)載下的勵(lì)磁電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)20-23
• 2.2.4 同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能特性的綜合分析23-24
• 2.3 同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的節(jié)能效果24-27
• 2.3.1 同步電動(dòng)機(jī)的能耗分析24-25
• 2.3.2 同步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系25-26
• 2.3.3 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能的計(jì)算26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 節(jié)能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)28-42
• 3.1 節(jié)能控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)28-30
• 3.2 節(jié)能控制系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì)方案30-32
• 3.2.1 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器的控制核心30-31
• 3.2.2 控制板供電電源電路的設(shè)計(jì)31-32
• 3.3 節(jié)能控制系統(tǒng)主要功能模塊的電路設(shè)計(jì)32-39
• 3.3.1 功率因數(shù)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)32-34
• 3.3.2 電壓電流檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子側(cè)電壓電流檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.4 同步、測(cè)頻電路的設(shè)計(jì)36
• 3.3.5 可控硅觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.6 鍵盤(pán)及顯示電路的設(shè)計(jì)37-38
• 3.3.7 開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路的設(shè)計(jì)38-39
• 3.4 系統(tǒng)的硬件抗干擾措施39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 節(jié)能控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)42-56
• 4.1 軟件的開(kāi)發(fā)工具42-43
• 4.2 系統(tǒng)的總體軟件結(jié)構(gòu)43-44
• 4.3 數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)44-47
• 4.3.1 交流信號(hào)采樣的均方根算法45-46
• 4.3.2 交流信號(hào)采樣的程序流程圖46
• 4.3.3 直流信號(hào)采樣的平均值算法46-47
• 4.3.4 直流信號(hào)采樣的程序流程圖47
• 4.4 同步檢測(cè)與觸發(fā)脈沖的程序設(shè)計(jì)47-49
• 4.5 節(jié)能控制算法的實(shí)現(xiàn)49-54
• 4.5.1 PID 調(diào)節(jié)的作用49-50
• 4.5.2 PID 調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)50-54
• 4.6 鍵盤(pán)及顯示模塊的程序設(shè)計(jì)54
• 4.7 軟件抗干擾的措施54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-56
• 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析56-75
• 5.1 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)56-58
• 5.2 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器各功能模塊的測(cè)試58-62
• 5.2.1 信號(hào)調(diào)理電路的測(cè)試58-60
• 5.2.2 可控硅觸發(fā)脈沖調(diào)理電路的測(cè)試60-62
• 5.2.3 可控硅整流模塊輸出調(diào)試62
• 5.2.4 液晶顯示界面的測(cè)試62
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析62-74
• 5.3.1 同步電動(dòng)機(jī) V 型曲線的測(cè)試62-67
• 5.3.2 同步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果分析67-72
• 5.3.3 不同負(fù)載下節(jié)能控制器的調(diào)節(jié)效果72-73
• 5.3.4 控制器響應(yīng)時(shí)間73-74
• 5.4 同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器的性能指標(biāo)74
• 5.4.1 控制器輸出電壓可調(diào)范圍74
• 5.4.2 控制器輸出能力74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論與展望75-76
• 6.1 本文工作的總結(jié)75
• 6.2 后續(xù)工作及展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 附錄79

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