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正文內(nèi)容

工業(yè)電磁制動器控制方法的研究_本科畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧資料

2025-07-08 19:57本頁面
  

【正文】 大區(qū)別。脈沖變壓器用于隔離主回路與觸發(fā)電路, 并把觸發(fā)脈沖加到晶閘管的門極上。在實際應(yīng)用中 ,太大的電壓上升率,對于雙向晶閘管是不允許的,所以在控制功率較大的使用場合,雙向晶閘管需要加電阻電容串聯(lián)的 RC 回路。按照 MOC3041 的技術(shù)指標(biāo),允許最大電壓上升率 dtdv =10V/us。當(dāng)電壓上升率 dtdv 較大時,就會造成MOC3041 的輸出晶閘管誤導(dǎo)通。 當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載時,由于電壓上升率 dtdv 較大,有可能超出 MOC3041 允許的范圍。 MOC3041 是雙向晶閘管輸出型的光耦合器,輸出端的額定電壓為 400V,最大輸出電流為 1A,最大隔離電壓 7500V,輸入端控制電流小于 15mA。常用的觸發(fā)器件有 MOC304 MOC3061 等,但是 MOC3061自帶過零檢測電路,不能實現(xiàn)移相控制, 所以 不能實現(xiàn)對工業(yè)電磁制動器的精確控制。 晶閘管的 觸發(fā) 方案 通常有兩種,一種是 經(jīng)脈沖變壓器 觸發(fā),一種是用光耦合器隔離觸發(fā)。 晶閘管 觸發(fā) 方案的選擇 晶閘管作為一種可靠的控制器件,廣泛地被用作各種控制系統(tǒng)的執(zhí)行器件。 晶閘管型號的選擇 根據(jù)實際測量數(shù)據(jù)得到工業(yè)電磁制動器的阻抗約為 ,其供電電源采用 220V 交流電,因此器件大約要經(jīng)受住 40A 電流。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 6 考慮到模擬和數(shù)字電路各自的優(yōu)缺點, 為了調(diào)試系統(tǒng)方便 ,得到較高的控制精度, 本次 畢業(yè) 設(shè)計決定采用可編程數(shù)字器件組成控制電路,即采用單片機(jī)作為主控芯片,通過調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通時刻的相位來達(dá)到控制 晶閘管 輸出 電流大小 的目的。 2 采用可編程數(shù)字器件組成控制電路 數(shù)字式觸發(fā)電路是通過脈沖定時計數(shù)的方式實現(xiàn)觸發(fā)角的延遲計算。目前的控制方案有兩種:一種是采用模擬器件組成控制電路,另一種是采用可編程數(shù)字器件組成 的控制電路。根據(jù)實際參數(shù)得出工業(yè)電磁制動器在啟動時需要一個大約持續(xù) 的高電壓或大電流,之后只需要一個小的電流維持其運行即可。 為了實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控,系統(tǒng)需要設(shè) 計信息無線傳輸部分。為了方便用戶管理和操作,系統(tǒng)的人機(jī)交互界面要求簡潔實用,可以實時顯示控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。為了實現(xiàn)對工業(yè)電磁制動器的精確控制,需要實現(xiàn)數(shù)字化控制。 介紹了 PCB制作軟件 Altium Designer,用 Altium Designer 軟件繪制出控制電路和信號電路的原理圖、 PCB 圖,并用熱轉(zhuǎn)印的方法制作出了實物硬件電 路,經(jīng)過測試,電路運行狀態(tài)良好。提出了信息無線傳輸?shù)脑O(shè)計方案,利用 無線通信模塊 24L01 將工業(yè)電磁制動器的運行狀態(tài)信息實時反饋到主控室,大大方便了用戶操作。 3 提出了控制系統(tǒng)保護(hù)電路的設(shè)計方案、單片機(jī)抗電磁干擾的電路設(shè)計方案、自動復(fù)位及報警電路的設(shè)計方案,目的是最大限度的保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 本論文的主要內(nèi)容 論文的主要內(nèi)容如下: 1 主要闡述工業(yè)電磁制動器的 運行 規(guī)律, 設(shè)計了 單片機(jī)對于晶閘管的控制方法,其中包括單片機(jī)過零檢測電路的實現(xiàn)、晶閘管的選型和 單片機(jī)控制 程序的編寫 。在某些方面,比如溫度監(jiān)測、無線數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字化控制 自動化技術(shù) 是必不可少的。 4 對于系統(tǒng)自動智能控制方向的研究, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛 [2122]。其優(yōu)點是穩(wěn)定性高,能夠適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境,執(zhí)行速度快;其缺點是電路復(fù)雜,設(shè)計開發(fā)周期長 [1618]。其優(yōu)點是用到的器件較少,一塊單片機(jī)可以代替大量的數(shù)字 和模擬 器件,成本低;其缺點是穩(wěn)定性問題一直讓可編程器件在工業(yè)控制領(lǐng)域止步不前。讓用戶用交流接觸器的輔助觸點是很難勝任的,其后果是燒壞觸點等線路故障經(jīng)常發(fā)生,同時開合時的過電壓也容易擊穿整流元器件和勵磁線圈。為縮短制動時間,有的設(shè)計在回路中串入交流接觸器的常開觸點,即所說的較快制動接 法。這樣在保持吸合狀態(tài)的工作時段,一直持續(xù)大電流,為了避免勵磁線圈發(fā)熱,只能是增加線圈匝數(shù)或鋼材,既浪第 1 章 緒 論 3 費原材料又浪費電能。 電磁制動器主要通過控制器發(fā)出的制動信號以電流的形式通過電磁體,利用改變通入電磁體的電流來改變制動器的制動力。目前,國內(nèi)外制動器處于新老交替的時代,老式制動電磁鐵存在起動及維持電流較大、功率因數(shù)低、體積大、故障率高、高能耗、高噪聲等缺點;而液壓制動器存在漏油的風(fēng)險,輕則污染環(huán)境,造成潤滑油的浪費,重則引起液壓設(shè)備缺油拉缸,造成設(shè)備損壞。這些制動器都是借助與之匹配的制動輪,利用摩擦副相互摩擦,達(dá)到減速、停止、限速下降或保持其靜止不動的效果。因此,研究并設(shè)計先進(jìn)的電磁制動器控制系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意義。因此,在吸持階段也需要對電流的大小進(jìn)行精確的控制。為了確保電磁制動器迅速打開,吸合階段的大電流持續(xù)的時間一定要足夠長;但時間也不能過長,因為在通過大電流的時候電磁線圈的溫度會很快的升高,如果時間過長,電磁線圈很容易燒毀,所以這個時間要精確控制;在吸持階段,電磁線圈只 需要一個比較小的電流就可以維持吸合的狀態(tài),如果維持電流過大,不僅浪費電能,而且電磁鐵的溫度會一直比較高,影響設(shè)備的使用壽命。其 主要作用是產(chǎn)生控制信號,并以電流或者電壓的形式作用的電磁線圈上, 從而實現(xiàn)對電磁制動器的控制。針對 液壓制動器的缺點,目前一些港口的翻車機(jī)系統(tǒng)中采用的是電磁制動器來取代液壓制動器。從國內(nèi)港口了解的情況看,由于定位車、推車機(jī)制動器動作頻繁,平均每個循環(huán)要動作 4 次,因此定位車、推車機(jī)制動器的選型問題一直困擾著各大港口生產(chǎn) [1012]。 翻車機(jī)系統(tǒng)是一種非常專業(yè)化的散狀物料卸料系統(tǒng),是一種翻卸敞車效率最高的專用卸車機(jī)械, 用于火車裝載的散狀物料的翻卸。尤其是煤炭的運輸,我國煤炭資源豐富,儲量居世界之首,主要分布在華北和東北地區(qū),每年都有上億噸的煤需要進(jìn)行 “ 北煤南運 ”。 能夠適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展對生產(chǎn)制造過程的平穩(wěn)性、 安全 性、 可靠性等方面提出的要求,廣泛應(yīng)用 于 定位及要求急停的場合。 wireless munication 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) IV 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................I Abstract ................................................................................................................ II 第 1章 緒 論 ..................................................................................................... 1 課題背景及意義 .................................................................................... 1 目前的研究現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 本論文的主要內(nèi)容 ................................................................................ 4 第 2章 系統(tǒng)方案的選擇與論證 ......................................................................... 5 設(shè)計要求 ................................................................................................ 5 工業(yè)電磁制動器控制方案的選擇 ........................................................ 5 晶閘 管型號的選擇 ................................................................................ 6 晶閘管觸發(fā)方案的選擇 ........................................................................ 6 電力公害的產(chǎn)生原因及其抑制方法 .................................................... 8 電力公害的產(chǎn)生原因及 其分類 ..................................................... 8 諧波的產(chǎn)生機(jī)理 ............................................................................. 8 諧波的抑制對策 ............................................................................. 9 本章小結(jié) .............................................................................................. 10 第 3章 系統(tǒng)電路的設(shè)計 ................................................................................... 11 處理器電路的設(shè)計 .............................................................................. 11 電源電路的設(shè)計 .................................................................................. 12 過零檢測電路的設(shè)計 .......................................................................... 13 光耦合器觸發(fā)晶閘管電路的設(shè)計 ...................................................... 13 系統(tǒng)監(jiān)控電路及其信號部分的設(shè)計 .................................................. 14 監(jiān)控及其信號部分微處理器電路的設(shè)計 ................................... 14 單片機(jī)自動復(fù)位電路的設(shè)計 ....................................................... 16 晶閘管溫度監(jiān)測電路的設(shè)計 ....................................................... 17 人機(jī)交互界面的設(shè)計 ................................................................... 18 無線通信模塊的電路設(shè)計 ........................................................... 20 單片機(jī)與 PC 機(jī)通信電路 ............................................................. 21 本章小結(jié) .............................................................................................. 22 第 4章 系統(tǒng)程序的設(shè)計 ................................................................................... 23 程序語言的選擇 .................................................................................. 23 V 單片機(jī)編譯環(huán)境的介紹 ......................................................................23 程序的設(shè)計思路 ..................................................................................25 主函數(shù)程序 ..........................................................................................26 本章 小結(jié) ....................................................................
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