机电一体化中的电机控制与保护_11

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1、毕业论文机电一体化中的电机控制与保护系别：机电系专业：机电一体化学生姓名：指导教师：入学时间：2008年9月论文完成时间：2011年3月内容摘要依据机电一体化技术的发展前景，提出一种新型电动执行机构的设计方案，详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体，采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制，解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明，该电动执行机构具有动作快、保护完善以

2、及便于和计算机通讯等优点，充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。关键词：电机与电器控制电路电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结目录内容摘要...............................................2引言.....................................................3第1章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理..............41.1系统工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、41.2控制系统各功能原件的选型与设计.........................51.3交流电机正反转控制原理................................71.4交流电机的星一三角形启动...............................9第2章机电一体化中阀位及速度控制原理.........................10第3章机电一体化中继电器保护的现状与发展......................123.1继电保护发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．123.2继电保护的未来发展....................................133.2.1计算机化..........................................143.2.2网络化..........................................153.2.3保护、控制、测量、数据通信一体化.......................173.2.4智能化...........................................17结束语.

5、...................................................18附录Ⅰ：电器控制原理图1......................................19附录Ⅱ：电器控制原理图2......................................20第1章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理作原理电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、

6、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。图1-1电机执行机构控制系统框图1.1系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。1.2控制系统各功能元件的选型与设计1)单片机　选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要

7、通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；2)三相PWM波发生器　PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较

8、大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282