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由于两个电容的分压,每相只得到电源电压的半,每相绕组的通路上只有个开关管和个续流二极管,单相运行导通时,相绕组从吸收电能,关断后相绕组储存的磁能转化为电能通过向充电紧接着值,取剩下的个数的平均值作为速度值计算出开关磁阻电动机当前的转速来控制各相的开通和关断,实现相间换流。
电流斩波运行子程序当依据定时器周期中断的发生,给提供相应的相开通和关断信号,即实现换相。
从而让电机稳定运行。
测速子程序当检测到信号的双沿时进行异或为度时,产生次捕获中断并读取次定时器的数据,根据数据和公式其中为定时器的计数周期算出实际电机转速。
由于各种干扰因数,所以对记数器进行平均值算法进行数字滤波主程序流程图开始调用初始化子程序调用启动运行子程序调用测速子程序是否启动调用中断子程序调用运行子程序开始关总中断清中断标志寄存器事件屏蔽寄存器初始化系统寄存器初始化关门狗并对其进行初始化化化时钟寄存器初始化数字端口控制寄存器初始化通用定时器初始化开全比较寄存器捕获寄存器初始化开总中断返回初始化子程序运行子程序流程图开始开中断测速子程序速度﹥启动速度﹥调用电流斩波运行子程序开始读计数器值选择采样次并排序去掉最大值和最小值计算转换为速度调用电流斩波运行子程序返回测速子程序流程图致谢本文的编写工作是在我的老师崔建锋教授悉心指导下完成的。
在我毕业设计期间,崔老师给予了我严格认真耐心细致的指导,在此首先感谢我的老师崔建锋教授,感谢他对我学业上的指导和关心,使我在专业方面取得了很大的进步。
崔老师广博深厚的知识,严谨求实的治学态度和峰持不懈的钻研精神给了我极大的影响,给我留下了深刻的印象,鞭策我在今后的人生道路上始终以实事求是和兢兢业业的态度对待学习和工作。
在此谨向我的老师崔建锋教授致意最真诚的敬意,此外,在我的学习和生活中还得到了其他很多老师,同学的帮助,在此表示感谢。
最后要特别感谢我的父母,多年来他们无私的奉献与关爱激励我不断进步,参考文献詹琼华开关磁阻电动机武汉华中理工大学出版社,刘迪吉开关磁阻调速电动机北京北京机械工业出版社,张全柱,郝荣泰,邓新华开关磁阻电动机的几种功率变换器拓扑的性能分析电气传动自动化,王宏华开关型磁阻电动机调速控制技术北京机械工业出版社,刘迪吉,张焕春,傅丰礼等开关磁阻调速电动机北京机械工业出版社,曹家勇,陈幼平,詹琼华,等开关磁阻电动机控制技术的研究现状和发展趋势电动机与控制学报,瞿遂春新型小功率三相开关磁阻调速电机的研究陈吴开关磁阻调速电动机系统理论研究与实践南京航空航天大学博士论文,孙建忠,白凤仙特种电机及其控制罗建武,詹琼华,邓琼种新型开关磁阻电机软开关功率变换器的研究中国电机工程学报陈国呈,孙承波,张凌岚种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器的电路分析电工技术学报,孟润全,王振民,许春雨新型开关磁阻电机驱动系统软开关功率变换器原理分析与仿真煤炭学报,导通,放电相导通,放完后,续流,向充电,就这样各绕组随着各个开关管的依次反向门极电流不是件容易的事情,所以选用可关断晶闸管作为功率电路的开关并不理想但其最大连续运行期间的温度为,比的低,其驱动和关断要求高,必须在低电压回路发出突变的触发信号。
对于大功率的开关磁阻发电机具有吸引力。
功率场效应晶体管也称单极型晶体管,是种高性能的自关断器件,与各种双极型器件相比,功率场效应管从原理到性能都有很多独特之处。
它的输入阻抗大栅极电流很小,因此对驱动要求不高,可由集成电路或光耦合器件直接驱动,另外它还具有开关速度快工作频率高等特点,所以功率在线性放大和功率开关等方面的应用向深度和广度迅速发展,各种新颖电路不断问世,价格也大幅度下降,成为其它功率器件的主要竞争者。
它与相比具有速度快安全工作区宽驱动功率小等优点。
其缺点是开关容量小耐压低通态电阻大,宜用于小功率场合。
是近年来才开始应用的,其性能优良。
它综合了和各自的优点,保留了门极输入阻抗高的优点,又有导通关断延迟小工作频率高等系列优点,但价格相对较高,般应用于大功率场合。
是以为主导,为驱动元件的达林顿电路结构器件。
沟道的图形符号有两种,如图所示对于沟道的与两图中的箭头方向相反。
的开通和关断是由栅极电压来控制的。
当栅极加正电压时,内形成沟道,并为晶体管提供基极电流,从而使导通。
在门极施加负电压时,内的沟道消失,晶体管的基极电流被切断,即为关断。
由于是种新型的复合器件,基于它诸多的优越性能,功率变换器主电路就采用管作为主开关管。
图的等效电路图功率变换电路的设计根据绕组向电源回馈能量的方法的不同,可将常用的功率变换主电路分为以下六种不对称半桥型如图所示,双开关式功率变换器每相有只主开关和只续流二极管。
当两个主开关和同时导通时,电源向电机向绕组供电当两个主开关和同时关断时,相电流如图中箭头方向经续流二极管和续流,将磁场贮存的能量以电能的形式回馈电源,实现换相。
这种结构的主要优点之是开关器件电压容量要求比较低,特别适合高压和大容量场合二是各项绕组电流可以独立控制,且控制简单,缺点是开关器件数量较多图不对称半桥型功率变换主电路双绕组型图所示为双绕组式功率变换器主电路。
它每相有主副两个线圈,主副线圈双线并绕,同名端反接,其匝数比为。
主开关导通时,电源主绕组供电主开关关断时,靠磁耦合将主绕组的电流转移至副绕组,通过二极管续流,向电源回馈电能,以实现换相。
由于主副绕组之间不可能完全耦合,在关断的瞬间,因漏磁及漏感作用,其上会形成较高的尖峰电压,故关断的瞬间,因漏磁及漏感作用,其上会形成较高的尖峰电压,故需要形成良好的吸收回路。
另外,由于主副两个绕组,因而电机槽及铜导线利用率低。
铜耗增加,体积增大。
这种主电路可适用于任意相数的开关磁阻电机,尤其适用于低压直流电源供电的场合。
图双绕组型功率变换电路电容转储型如下图所示为电容转储式功率变换器主电路。
当主开关导通时,电源对相绕组供电当主开关断开时,相绕组电流经二极管续流,向电能转储电容充电,再适时控制开关的通断,使向转移能量,实现两次馈电。
图电容转储型主电路电容分压导通机的局部接触压力是接触区域无径向弯曲效应情况下的倍以上。
如图早期超声波电机定转子接触及磨损情况湘潭大学兴湘学院由于定转子径向弯曲效应的存在,需要相应改变定转子结构设计,以配合径向弯曲效应,使定转子能够平行接触。
定转子的径向弯曲配合能够增加接触宽度,使接触压力沿齿的整个径向距离均匀分布,极大地降低了局部接触压力,从而显著地减少材料磨损。
另外,在保持周向接触比和压力不变的情况下,增加接触宽度,能够使加到转子上的周向预压力显著增加,因而使径向压力分布均匀,并在不增加局部压力和摩擦层磨损率的情况下提高行波超声波电动机的机械性能。
根据参考文献,考虑定转子径向弯曲配合的定转子结构设计如图所示。
该转子结能使磨损均匀分布在整个接触区域,大大降低了摩擦层磨损,且由于压力降低,摩擦层的损耗随之减小另外,定转子接触表面的加工精度是关系到定子的振动能能否有效地转化为转子转动能的关键,其平面度和粗糙度对电机运行噪声能量转化效率运行平稳性等性能影响很大。
所以,转子与定子接触的表面要进行研磨,保证表面的平面度和粗糙度。
装配时,定转子必须保持面接触,使预压力在整个面上均匀分布。
摩擦层的设计超声波电机的摩擦材料必须满足耐磨耐高温摩擦系数稳定性好等特点。
较大的摩擦系数可以获得较大的输出转矩和较高的能量传递效率,但是如果结构设计或定转子材料选择等环节处理不当的话,则可能发生磨损率高,电机不稳定等特点。
据参考文献摩擦层最佳的参数选择是弹性模量厚度为摩擦系数为。
定转子设计的总结对于超声波电机定转子的校核,不像我们平时学习的电机,有确切的验算数学公式。
目前为止,还没有推导出,比较成熟的公式对其进行校核,对于现阶段,我们般根据经验公式设计出超声波电机的样机结构,在利用仿真软件,对其进行仿真测试,然后判定其是否合格。
因为本人在此次论文中,未涉及软件仿真,故未进行有效地验算,不过,行波型超声波电机是目前所有典型超声波电机中力矩最小的种。
它的力矩比吊床上的小风扇的力矩还小,般连的力矩都不到,故根据经验而言,所设计的定转子的初步结构是基本符合要求的。
图定转子的弯曲配合设计图需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩第章样机整体结构设计底座压电陶瓷片定子压盖转子上轴套碟簧轴承开槽螺钉下轴套调整垫圈图超声波电机的的二维结构图应用本文有关设计参数和指标,设计的行波型超声波电机的实际样机结构如图所示。
主要由压电陶瓷激振部分定子转子等构成。
定子和转子之间需要有加压装置,主要通过蝶簧来施加,并保证定子与转子在接触面上,预压力能均匀分布。
在前面讨论了行波型超声波电机的定子和转子的设计。
下面需要对超声波电机输出轴进行设计分析。
超声波电机输出轴的特点是低转速大力矩轴。
在轴上分布有定子转子碟簧平面轴承,轴两端有滑动轴承。
超声波电机的输出轴主要起到三个作用首先是要通过超声波电机的输出轴传递定子和转子之间的预压力通过输出轴传递运动和动力的作用通过轴起到装配定位的作用。
因此,对轴的有较型图所示的是采用分压型直流电源的功率变换电路结构。
由于两个电容的分压,每相只得到电源电压的半,每相绕组的通路上只有个开关管和个续流二极管,单相运行导通时,相绕组从吸收电能,关断后相绕组储存的磁能转化为电能通过向充电紧接着值,取剩下的个数的平均值作为速度值计算出开关磁阻电动机当前的转速来控制各相的开通和关断,实现相间换流。
电流斩波运行子程序当依据定时器周期中断的发生,给提供相应的相开通和关断信号,即实现换相。
从而让电机稳定运行。
测速子程序当检测到信号的双沿时进行异或为度时,产生次捕获中断并读取次定时器的数据,根据数据和公式其中为定时器的计数周期算出实际电机转速。
由于各种干扰因数,所以对记数器进行平均值算法进行数字滤波主程序流程图开始调用初始化子程序调用启动运行子程序调用测速子程序是否启动调用中断子程序调用运行子程序开始关总中断清中断标志寄存器事件屏蔽寄存器初始化系统寄存器初始化关门狗并对其进行初始化化化时钟寄存器初始化数字端口控制寄存器初始化通用定时器初始化开全比较寄存器捕获寄存器初始化开总中断返回初始化子程序运行子程序流程图开始开中断测速子程序速度﹥启动速度﹥调用电流斩波运行子程序开始读计数器值选择采样次并排序去掉最大值和最小值计算转换为速度调用电流斩波运行子程序返回测速子程序流程图致谢本文的编写工作是在我的老师崔建锋教授悉心指导下完成的。
在我毕业设计期间,崔老师给予了我严格认真耐心细致的指导,在此首先感谢我的老师崔建锋教授,感谢他对我学业上的指导和关心,使我在专业方面取得了很大的进步。
崔老师广博深厚的知识,严谨求实的治学态度和峰持不懈的钻研精神给了我极大的影响,给我留下了深刻的印象,鞭策我在今后的人生道路上始终以实事求是和兢兢业业的态度对待学习和工作。
在此谨向我的老师崔建锋教授致意最真诚的敬意,此外,在我的学习和生活中还得到了其他很多老师,同学的帮助,在此表示感谢。
最后要特别感谢我的父母,多年来他们无私的奉献与关爱激励我不断进步,参考文献詹琼华开关磁阻电动机武汉华中理工大学出版社,刘迪吉开关磁阻调速电动机北京北京机械工业出版社,张全柱,郝荣泰,邓新华开关磁阻电动机的几种功率变换器拓扑的性能分析电气传动自动化,王宏华开关型磁阻电动机调速控制技术北京机械工业出版社,刘迪吉,张焕春,傅丰礼等开关磁阻调速电动机北京机械工业出版社,曹家勇,陈幼平,詹琼华,等开关磁阻电动机控制技术的研究现状和发展趋势电动机与控制学报,瞿遂春新型小功率三相开关磁阻调速电机的研究陈吴开关磁阻调速电动机系统理论研究与实践南京航空航天大学博士论文,孙建忠,白凤仙特种电机及其控制罗建武,詹琼华,邓琼种新型开关磁阻电机软开关功率变换器的研究中国电机工程学报陈国呈,孙承波,张凌岚种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器的电路分析电工技术学报,孟润全,王振民,许春雨新型开关磁阻电机驱动系统软开关功率变换器原理分析与仿真煤炭学报,导通,放电相导通,放完后,续流,向充电,就这样各绕组随着各个开关管的依次
