恒壓吸塵器控制器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 16:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 采樣/ 保持器是系統(tǒng)的核心部分,采樣/ 保持器和比較器組合是峰值檢測電路的典型結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)中采樣/ 保持器選用通用型LF398 單片采樣/ 保持芯片,其動態(tài)和保持性能可通過合的外接電容得到,如選用1 000 pF 的保持電容,則具有6μs 的采樣時間,可達(dá)到12 bit 精度。LF398 第8腳是采樣/ 保持器的邏輯控制端,輸入為高電平時LF398 采樣,輸入為低電平時保持。如圖2 (a)所示,當(dāng)輸入Si 大于輸出So 時,LF398 處于采樣狀態(tài)。當(dāng)輸入Si 小于輸出So 時,LF398 處于保持狀態(tài),輸出保持定值,可檢測出峰值。將比較器的另兩個輸入端反接,如圖2 (b) 所示,可構(gòu)成谷值檢測電路。圖2 輪胎氣壓峰值和谷值檢測電路原理 為實現(xiàn)多通道峰值和谷值的數(shù)據(jù)采集,同時保證各通道數(shù)據(jù)互不影響,多采用軟硬件相結(jié)合的控制方案,即在采樣/ 保持器的控制端與比較器的輸出端之間加一邏輯控制,通過程序選擇其連接方式,實現(xiàn)多通道峰值和谷值檢測及采樣/ 保持功能。圖3 所示為氣壓值檢測電路。圖3 吸塵器氣壓信號值檢測電路 A/ D 轉(zhuǎn)換為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),A/ D 轉(zhuǎn)換選用ADC0809 轉(zhuǎn)。換芯片(具有8 路鎖存的模擬開關(guān)) ,并通過程序?qū)? 路0～5 V 的輸入模擬電壓信號進(jìn)行分時轉(zhuǎn)換。四、 電機(jī)的設(shè)計 電機(jī)的選擇單相串勵電動機(jī)設(shè)計主要包括：工藝結(jié)構(gòu)尺寸的確定，沖片的磁路及尺寸的設(shè)計，換向器電刷的匹配，電樞繞組和激勵繞組的計算，功效性能的設(shè)定。單相串勵電動機(jī)的性能和使用壽命與換向情況有很大的關(guān)系。我們家用的真空吸塵器電機(jī)的轉(zhuǎn)速往往在30 000 r/min 左右，并且電機(jī)的換向是在不同的電流瞬時值下進(jìn)行的，在交流電的一個周期T內(nèi)進(jìn)行多次換向，使得換向周期T 1極短，這樣就增加了換向元件的感應(yīng)電勢，惡化換向，增加火花。此外，高速使得電刷和換向器間的磨損，振動，沖擊，轉(zhuǎn)子不平衡等問題增加，使得換向更加惡化。所以，家用吸塵器使用的單相串勵電機(jī)應(yīng)該尤其注意換向問題。 定轉(zhuǎn)子沖片的選定單相串勵電動機(jī)沖片的設(shè)計分為五大部分磁路的設(shè)計計算，分別為：氣隙磁壓降，電樞齒磁壓降，電樞齒高、寬、軛高等以及磁極高h(yuǎn)，極身寬，極弧寬、定子鐵芯軛高等尺寸的確定，并且需要結(jié)合結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行實際的校驗和糾正，最終才能確定一款合適的定轉(zhuǎn)子沖片尺寸。我們選擇的這款電機(jī)定子沖片長*寬為78*83平方毫米， 毫米,轉(zhuǎn)子直徑為46 毫米,。根據(jù)電機(jī)設(shè)計理論:極弧系數(shù)越大,電機(jī)材料利用率越高愈大,一個極下氣隙磁通愈大,電磁轉(zhuǎn)矩大。但過高的極弧系數(shù),會導(dǎo)致極向距離減小,增加主磁極的漏磁,還會使換向區(qū)間減小,主磁通進(jìn)入換向區(qū)域的可能性增加,導(dǎo)致火花增大,換向惡化。此款沖片的極弧系數(shù)選在實踐經(jīng)驗范圍的較小值,有利于換向。,放置定子激磁繞組線窗大,利于嵌線。電磁負(fù)荷小,發(fā)熱因子小,換向元件感應(yīng)電勢小,也有利于換向。另外,增大氣隙有利換向,并能減小電機(jī)磁極表面損耗和附加轉(zhuǎn)矩等,但氣隙過大反而使電機(jī)激磁磁勢增加,增加用銅量,引起功率因數(shù)和效率的下降以及溫升的增高。在實際測試中發(fā)現(xiàn)用于2 kW吸塵器電機(jī)時,效率在36%左右,正常負(fù)載溫升超過50 K。根據(jù)上述分析,原因在于其過分注重電機(jī)換向困難問題，導(dǎo)致氣隙設(shè)計過大。從而，作一下對比試驗可以知道，當(dāng)沖片氣隙減小, mm時(其余不變),測試結(jié)果證實效率比原機(jī)高2%,正常負(fù)載溫升也降低3 K,而且換向火花狀況依然良好,這就證明了上述分析結(jié)果的正確性。如不改變沖片尺寸,要降低溫升,可采取減少繞組線負(fù)載加粗漆包線線徑,減小電磁負(fù)荷、增加疊厚或使用鐵損小、級別高的矽鋼片,這樣不但使電機(jī)成本上升,疊厚增加還會加大轉(zhuǎn)子撓度引起電樞脈振,產(chǎn)生異常噪聲和振動。因此,不改進(jìn)氣隙對2 kW電機(jī)性價比來說是不利的。2 kW吸塵器用電機(jī)結(jié)構(gòu)是無機(jī)殼的開放型設(shè)計,其優(yōu)點是節(jié)省了裝配工藝,有效地散熱和快速適應(yīng)功率款式的變化,但由此帶來不利因素是噪聲的增大和牢固性的下降,還有為經(jīng)濟(jì)考慮而使用現(xiàn)吸塵器通用軸承608z,很大程度上抑制了2kW電機(jī)轉(zhuǎn)子對撓度的要求。轉(zhuǎn)軸中段采用Φ10 mm或Φ11mm,雖能加強轉(zhuǎn)軸的剛性,但轉(zhuǎn)軸兩端軸承段磨外圓而設(shè)置的砂輪越程槽使兩端支點過細(xì),即使在動平衡測試機(jī)(一般測試轉(zhuǎn)速只有2 000 r/min左右)上平衡量很好,但大直徑大慣量轉(zhuǎn)子在3 000 r/min的高速運轉(zhuǎn)中避免不了撓度和振動的產(chǎn)生。對此現(xiàn)改進(jìn)如下:(1)加強兩端支點強度,取消軸承段轉(zhuǎn)軸砂輪越程槽,軸加工時做到圓角過度。(2)加大軸承端直徑,采用629z軸承。(3)提高轉(zhuǎn)軸的硬度和直線度。(4)使用高精度的動平衡機(jī)和控制轉(zhuǎn)子的切削量,盡量做到少切削并控制動平衡量在20 mg以下。以上措施能有效降低噪聲2~3 dB,還能減小定轉(zhuǎn)子氣隙,可靠提高電機(jī)效率和壽命。三相異步電機(jī)啟動方式由其功率決定，一般規(guī)定，電動機(jī)功率在10KW以下，可直接啟動（即電機(jī)全壓啟動，直接開啟開關(guān)，將三相接入電源）。10KW以上，要根據(jù)電動機(jī)容量和電源變壓器容量比值來確定，對于給定電動機(jī)功率，一般最大功率不大于變壓器容量的20%30%則可以直接啟動，否則需降壓啟動以防止過大的起動電流會在線路上產(chǎn)生較大的壓降，使電網(wǎng)電壓波動很大，影響并聯(lián)在電網(wǎng)上的其它設(shè)備的正常運行。針對小功率三相異步電機(jī)的啟停，當(dāng)前國內(nèi)外還較多地采用繼電器、接觸器等控制電器來
外語相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1