毕业论文 缝纫机中无刷直流电动机应用与调速系统设计.doc
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毕业论文 缝纫机中无刷直流电动机应用与调速系统设计,摘要传统的工业缝纫机大多使用离合器调速感应电机，系统调速范围窄，位置控制困难，自动化程度低。随着技术的进步，缝纫机的驱动方式从传统的机械类产品向机电一体化产品过度。永磁无刷电机是随着电力电子技术的发展而出现的一种新型电机，它具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便的特点，又具有直流电机的良好的调速特性，现今已广泛应用...
内容介绍
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摘要
传统的工业缝纫机大多使用离合器调速感应电机，系统调速范围窄，位置控制困难，自动化程度低。随着技术的进步，缝纫机的驱动方式从传统的机械类产品向机电一体化产品过度。永磁无刷电机是随着电力电子技术的发展而出现的一种新型电机，它具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便的特点，又具有直流电机的良好的调速特性，现今已广泛应用于各种调速场合。本文针对无刷电机在现在缝纫工业中的应用，介绍了一种无刷电机的控制方法。根据工业缝纫机要求启动快、制动快、工作过程要求转速稳定等特点，设计了带有转速、电流双闭环的调速系统，以PI调节器为转速调节器，电流调节器 也用PI调节器，以TL494为PWM脉冲产生芯片，经过综合逻辑电路加上位置反馈信号，由IR2130驱动电机的功率开关。主要内容包括PWM生成电路和功率开关器件、综合逻辑电路的选择，以及驱动电路保护电路的设计等，还有整个调速系统的MATLAB仿真，仿真波形的分析。通过对不同控制方式的仿真，波形的分析选择较好的控制方式，仿真结果表明系统有较好的可靠性、稳定性和动态性能。
关键词：缝纫机 无刷直流电机 PWM调速 MATLAB仿真
Abstract
The traditional industry sewing machine mostly uses the coupling to modulate velocity the asynchronous motor, the system velocity modulation scope is narrow, the position control difficulty, the automatization degree low. Along with technical progress, sewing machine drive type from traditional machinery class product to integration of machinery product excessively. Permanent magnetism brushless dc motor is one kind of new electrical machinery , which appears along with the electric power electronic technology development, it has the ac motor’s structure simply, the movement reliable, the maintenance convenient characteristic, also has the direct current machine good velocity modulation characteristic, nowadays widely has applied in each kind of velocity modulation situation. This paper aim at the Brushless DC Motor be applied in the sewing industry, introduce a new control method of BLDC. Based on Industry Sartorius’ characteristic, such as start-up rapidness, brake rapidness, work process rotate speed level off and so on, design one system with speed and current adjuster, the speed adjuster is PID and the current adjuster is PI , use the TL494 chip generate PWM pulse , pass the synthesis logic circuit and the feedback of rotor’s location through IR2130 drive the power switch . Mostly content consist of PWM generate circuit , synthesis logic circuit, power switch and drive circuit and so on , also entire system’s MATLAB emulate and the undee analysis . Via imitate of different control manner, the undee analysis, and then choose the best control manner. By the emulation indicate the entire system have preferable reliability, stability and dynamic capability.
Key words: sewing machine brushless DC motor modulate velocity by PWM MATLAB simulation
目录
第一章 绪论 1
第二章 缝纫机及电机的工作特点和调节器的选择 2
2.1缝纫机的工作特点分析及电机选择 2
2.2无刷直流电机的结构及工作原理 2
2.3控制方案 3
2.4调节器选择及动态参数设计 4
2.4.1电流调节器的设计 5
2.4.2转速调节器的设计 7
第三章 控制系统设计 10
3.1位置检测电路 10
3.2转速检测电路 11
3.3转速调节器 13
3.4 PWM生成电路及电流调节器 13
3.5综合逻辑电路 15
3.6驱动电路 16
3.7各相导通信号产生电路 18
3.8系统整体电路图 19
3.9 系统的工作原理 19
第四章 系统仿真及分析 22
4.1采用两相导通方式 23
4.2三相导通方式 25
第五章 结论和展望 29
致谢 30
参考文献 31
传统的工业缝纫机大多使用离合器调速感应电机，系统调速范围窄，位置控制困难，自动化程度低。随着技术的进步，缝纫机的驱动方式从传统的机械类产品向机电一体化产品过度。永磁无刷电机是随着电力电子技术的发展而出现的一种新型电机，它具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便的特点，又具有直流电机的良好的调速特性，现今已广泛应用于各种调速场合。本文针对无刷电机在现在缝纫工业中的应用，介绍了一种无刷电机的控制方法。根据工业缝纫机要求启动快、制动快、工作过程要求转速稳定等特点，设计了带有转速、电流双闭环的调速系统，以PI调节器为转速调节器，电流调节器 也用PI调节器，以TL494为PWM脉冲产生芯片，经过综合逻辑电路加上位置反馈信号，由IR2130驱动电机的功率开关。主要内容包括PWM生成电路和功率开关器件、综合逻辑电路的选择，以及驱动电路保护电路的设计等，还有整个调速系统的MATLAB仿真，仿真波形的分析。通过对不同控制方式的仿真，波形的分析选择较好的控制方式，仿真结果表明系统有较好的可靠性、稳定性和动态性能。
关键词：缝纫机 无刷直流电机 PWM调速 MATLAB仿真
Abstract
The traditional industry sewing machine mostly uses the coupling to modulate velocity the asynchronous motor, the system velocity modulation scope is narrow, the position control difficulty, the automatization degree low. Along with technical progress, sewing machine drive type from traditional machinery class product to integration of machinery product excessively. Permanent magnetism brushless dc motor is one kind of new electrical machinery , which appears along with the electric power electronic technology development, it has the ac motor’s structure simply, the movement reliable, the maintenance convenient characteristic, also has the direct current machine good velocity modulation characteristic, nowadays widely has applied in each kind of velocity modulation situation. This paper aim at the Brushless DC Motor be applied in the sewing industry, introduce a new control method of BLDC. Based on Industry Sartorius’ characteristic, such as start-up rapidness, brake rapidness, work process rotate speed level off and so on, design one system with speed and current adjuster, the speed adjuster is PID and the current adjuster is PI , use the TL494 chip generate PWM pulse , pass the synthesis logic circuit and the feedback of rotor’s location through IR2130 drive the power switch . Mostly content consist of PWM generate circuit , synthesis logic circuit, power switch and drive circuit and so on , also entire system’s MATLAB emulate and the undee analysis . Via imitate of different control manner, the undee analysis, and then choose the best control manner. By the emulation indicate the entire system have preferable reliability, stability and dynamic capability.
Key words: sewing machine brushless DC motor modulate velocity by PWM MATLAB simulation
目录
第一章 绪论 1
第二章 缝纫机及电机的工作特点和调节器的选择 2
2.1缝纫机的工作特点分析及电机选择 2
2.2无刷直流电机的结构及工作原理 2
2.3控制方案 3
2.4调节器选择及动态参数设计 4
2.4.1电流调节器的设计 5
2.4.2转速调节器的设计 7
第三章 控制系统设计 10
3.1位置检测电路 10
3.2转速检测电路 11
3.3转速调节器 13
3.4 PWM生成电路及电流调节器 13
3.5综合逻辑电路 15
3.6驱动电路 16
3.7各相导通信号产生电路 18
3.8系统整体电路图 19
3.9 系统的工作原理 19
第四章 系统仿真及分析 22
4.1采用两相导通方式 23
4.2三相导通方式 25
第五章 结论和展望 29
致谢 30
参考文献 31
