基于永磁同步無齒輪曳引機(jī)的電梯節(jié)能驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：電梯屬于特種設(shè)備,對(duì)其核心部件曳引機(jī)及其控制的安全性與可靠性有著極高的要求,而永磁同步曳引機(jī)以其緊湊的體積、優(yōu)良的控制性能和較高的效率在電梯領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 本文以江蘇省科技支撐計(jì)劃課題“電梯電力驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)的節(jié)能核心技術(shù)研究”為背景,設(shè)計(jì)了以DSP TMS320F2812為控制核心的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)。本文的主要工作有： 根據(jù)電梯工作原理和過程,對(duì)永磁同步曳引機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行理論分析與計(jì)算,并在此基礎(chǔ)上完成了主控制器、曳引機(jī)等核心器件的選型。 通過詳細(xì)計(jì)算與論證,進(jìn)行了控制系統(tǒng)硬件電路的總體方案設(shè)計(jì)。硬件部分主要包括：弱電控制板、強(qiáng)電系統(tǒng)板和霍爾傳感器板。其中,弱電控制板為系統(tǒng)的控制核心,它通過霍爾傳感器板采集電機(jī)的電流、電壓與編碼器信息,經(jīng)過分析處理后通過控制強(qiáng)電系統(tǒng)板來調(diào)節(jié)曳引機(jī)的運(yùn)行。為了便于維護(hù)與升級(jí),采用模塊化設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì),主要包括核心控制電路、電源管理電路、主回路等十二個(gè)模塊電路。對(duì)電磁兼容技術(shù)進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并制作了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的電路板。 開展了控制軟件的設(shè)計(jì),編寫了部分底層驅(qū)動(dòng)代碼。對(duì)各軟件模塊進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)整個(gè)永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試。 最后,完成了硬件電路各功能模塊調(diào)試以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工作,配合能量回收系統(tǒng)進(jìn)行電梯節(jié)能控制與驅(qū)動(dòng)大系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。實(shí)際調(diào)試結(jié)果表明,硬件系統(tǒng)具備優(yōu)良的性能。 【關(guān)鍵詞】：電梯 永磁同步電機(jī) TMS320F2812 驅(qū)動(dòng)與控制 模塊化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 引言7-8
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況8-11
• 1.2.1 國外發(fā)展概況8-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概況10-11
• 1.3 課題簡(jiǎn)介11-13
• 1.3.1 課題背景簡(jiǎn)介11-12
• 1.3.2 課題意義與應(yīng)用前景12-13
• 1.4 本文的主要工作內(nèi)容與章節(jié)安排13-15
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)15-36
• 2.1 電梯系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 電梯的工況運(yùn)行分析16-20
• 2.2.1 永磁同步曳引機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分析16
• 2.2.2 電梯系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)分析16-20
• 2.3 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-21
• 2.4 核心器件的參數(shù)計(jì)算與選型21-36
• 2.4.1 主控芯片21-23
• 2.4.2 永磁同步曳引機(jī)(PMSM)23-24
• 2.4.3 電機(jī)編碼器24-25
• 2.4.4 整流模塊25-27
• 2.4.5 驅(qū)動(dòng)模塊27-28
• 2.4.6 母線電容28-33
• 2.4.7 電流傳感器33-36
• 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)36-59
• 3.1 弱電控制板36-52
• 3.1.1 核心控制電路37-41
• 3.1.2 電源管理電路41-44
• 3.1.3 調(diào)理電路44-49
• 3.1.4 緩沖驅(qū)動(dòng)電路49-50
• 3.1.5 通訊電路50-51
• 3.1.6 IPM故障處理電路51-52
• 3.2 強(qiáng)電回路板52-58
• 3.2.1 主回路53-55
• 3.2.2 弱電信號(hào)接口電路55-56
• 3.2.3 開關(guān)電源56
• 3.2.4 保護(hù)系統(tǒng)56-57
• 3.2.5 能耗電路57-58
• 3.3 霍爾傳感器電路板58-59
• 4 控制算法與軟件設(shè)計(jì)59-68
• 4.1 空間矢量脈寬調(diào)制簡(jiǎn)介59-62
• 4.1.1 坐標(biāo)變換與永磁同步電機(jī)建模59-61
• 4.1.2 空間矢量脈寬調(diào)制的實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)62-68
• 4.2.1 主程序63-64
• 4.2.2 功能模塊程序64-68
• 5 電磁兼容理論分析與PCB設(shè)計(jì)68-71
• 5.1 被動(dòng)組件的高頻特性68
• 5.2 永磁同步電機(jī)硬件控制系統(tǒng)的EMC分析68-71
• 5.2.1 信號(hào)返回路徑理論68-69
• 5.2.2 硬件控制系統(tǒng)中信號(hào)反射的處理69-70
• 5.2.3 硬件控制系統(tǒng)中信號(hào)串?dāng)_的處理70
• 5.2.4 硬件控制系統(tǒng)中軌道塌陷的處理70
• 5.2.5 硬件控制系統(tǒng)中電磁干擾的處理70-71
• 6 電梯節(jié)能控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試71-80
• 6.1 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試71-79
• 6.1.1 電源系統(tǒng)調(diào)試71
• 6.1.2 核心控制電路基本功能調(diào)試71-72
• 6.1.3 通訊調(diào)試72-73
• 6.1.4 霍爾傳感器調(diào)試73-75
• 6.1.5 ADC調(diào)試75-77
• 6.1.6 光電編碼器調(diào)試77-78
• 6.1.7 電機(jī)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)78-79
• 6.2 電梯節(jié)能控制與驅(qū)動(dòng)大系統(tǒng)聯(lián)調(diào)79-80
• 總結(jié)與展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄A86-87
• 附錄B87-88

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變頻器在電梯控制中的應(yīng)用    王翠芝;

2004年湖北省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 電梯控制模型(D題)    徐文君 ,李果 ,梁萱 ,李方敏

樓宇智能管理技術(shù)分析    

2004年湖北賽區(qū)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 電梯控制模型設(shè)計(jì)(D題)    孔凡鐳,柴晉飛,王敦勇

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電梯PLC控制系統(tǒng)的組態(tài)模擬設(shè)計(jì)    金東琦;

電梯模擬仿真試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)    劉向民;

PLC特殊功能模塊在生產(chǎn)線和電梯控制上的應(yīng)用    

基于EX40的交流雙速電梯速度控制系統(tǒng)    關(guān)榆君;

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新時(shí)達(dá)電氣IASTAR電梯專用變頻走向世界    鄭建玲

世界電梯裝上“中國腦”    鄭建玲

實(shí)用性是智能化產(chǎn)品的“試金石”    本報(bào)記者 金真

自主創(chuàng)新破題國產(chǎn)高端電梯變頻器    文利

能量回饋器幫電梯節(jié)能    陳祎淼 李素平

攜手西門子　許繼電梯邁過“千臺(tái)坎”    李代廣 通訊員 朱選杰 丁閆偉

電梯知名廠商逐鹿上海灘    本報(bào)記者 王建新 實(shí)習(xí)記者 龔敬

未來的電梯    恩旺

基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能控制技術(shù)與能效評(píng)價(jià)方法研究    姚澤華

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高層電梯垂直運(yùn)動(dòng)的魯棒控制策略研究    胡慶

電梯能效測(cè)量儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    余師棠

基于單片機(jī)的電梯的控制器的設(shè)計(jì)    施勇

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電梯監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    王建超

機(jī)場(chǎng)電梯聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    鄭恒超

基于嵌入式技術(shù)的電梯測(cè)試臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)    張東東

基于多傳感器信息融合技術(shù)的電梯智能診斷系統(tǒng)的研究    姚發(fā)閃

電梯實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究    金新鋒

電梯遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)故障報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    周俊

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    王斌杰