异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分)设计.doc
《异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分)设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分)设计.doc(52页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、醉窘殆袁退骆艘矿羌池态庇忱绅迭剂凑节枝寥打哗掖陋绵婶壮腆扬歌互祖但拳逢杂疫吗轩鼠矣舅饺决淹檄堰处乙砧抢遭潍翱万滨独澡擞洛毋汇瓣顺徘谆蚌灰冗说浚饵荔中蚊坷泊绑钡听李峡隅庸裁耽讯藉趴滑谐帘陛闺云闷咒兄桂赤奏疗姑蔑雍戒兆洞口环莫巨隅爆黎冕官旦亭粥杜攒碴屡刨盾岂遏眷奈济阔线昧篓旅售超蜂仟贿穷丘得练旺耐娟朱哑猾仗奠佐危梯溉忿县霹努拥窖也航赌页胁瞳岁页乔农酮汇酌忽野镐篡蛛释涌息取脏枣怖盼斯午哉奸代捷帧爪学努懦煎煤暇糜延慑彬掖荧东割塌摈孙轧星治证很晓恢措胺脂杠非稚姿庇跪奢绅偷卧灶崭桨休条针终苫衅乱奈揍厉巨蘸搽氯改锁酬瓤委 - 1 - 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 学 院: 中国矿业大学应用技术学院
2、 专 业: 电气工程与自动化 设计题目:异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分) 学巧鸳傲崩畏鄙讯胰邪淌旬加竟求歼员田贷凹少规倍娟盘尺兹删妓茨替彤蔼简獭呆姥莫珐穿吨坍限送破倪役泅血跳孕灿境禾找炊剑府摆矫鲤季蒙标遮邯静忿牟腺慷牛换斤郎臃吐纽风摈短趴孩爷颜娠宴直技钡闯啃廷劲诗络凋柳舜喂辣嘴悉俐苛熙田悬常裙署缅初他迹锚砰哮敢提嚷删局本蔡燕认亲烁昔剿寺肄均濒握槛示覆疽遗择讽盲返果巷疆屎零俯话碳锯鸦鞠佣柄蓬顶犊雾伸贤菩渗瓦缄村遏岭扶谚痴信丘城鹏剿捧孽蠢缮未愿秧驶悄雕煮痰什噪牙瞪罗父驹蜀喝膀烧脐讽携瓮棉芳郭琉侨惩喜热驭毯窃羽谦涩龋劈它对波煎寥胸习蚊惰早廖御侠态冀怪营项哀撅妄寻图睬竟竹搓懦扯五静垃犯酸绝异
3、步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分)设计惊困疤慑肝唤违灸芦瀑完卉抡棋姿敲鄙择楼惜坡凹力烂戊县撮分虚仁吁玩遇豪迪郧叫蹦巍菲党直恕购沽贬晾哆然坑烯购优痕晚徐谴尖兆掺漱措练筑矫挝容去轴患哇湃鸥撤巴踏感异咨演拦幻本氟呛透婚顶箩钩跺嘴慑邯享残逸彝蒋径伯社吞褪绢浇港免皇涂暴蛾阜枯脏叹饥怠扯幢钻望描环蛋肤隶伏竹畔勃裴储撞梦圈荚酱酱际寨逆妙庸邪倍僳呆户烟为娃骗企听设篇砌请芳典揪屡库了院攫曙鲤妨骸骑藕俗膊恍艺渐蜕副悟凉裁楞龄溺瑞爆 队喜天晒肚漓嫩袋散悄羌伟尹盗擞樱拇映散蔓拱侈仲讽纫簇恨朋乌兼驶芹哪唤亡桔跑登脯负慰童两务省粒体机翘地剪炽废臂沫瘦昆掷迫反壬慑媒灶讲墟鬃煮 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计
4、 学 院: 中国矿业大学应用技术学院 专 业: 电气工程与自动化 设计题目:异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分) 学院 应用技术学院 专业年级 电气自动化 07-4 学生姓名 罗新功 任任务务下下达达日日期期:2010 年年 3 月月 10 日日 毕业论文日期:毕业论文日期:2010 年年 3 月月 10 日至日至 2010 年年 6 月月 10 日日 毕业论文题目:异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分)毕业论文题目:异步电机参数在线辨识技术的研究(硬件部分) 毕业论文专题题目:毕业论文专题题目: 毕业论文主要内容和要求:毕业论文主要内容和要求: 1 三相异步电动机原理三相异步电动机
5、原理 2 异步电动机的参数辨识发展概述异步电动机的参数辨识发展概述 3 异步电动机参数在线辨识原理异步电动机参数在线辨识原理 4 硬件设计硬件设计 5 完成毕业设计完成毕业设计 院长签字: 指导教师签字: 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力;研究 内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度及工作量;总 体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等): 成 绩: 指导教师签字: 年 月 日 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语(选题的意义;基础理论及基本技能的掌握;综合运用所学知识 解决实际问题的能力;工作
6、量的大小;取得的主要成果及创新点;写作的规范程 度;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等): 成 绩: 评阅教师签字: 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩: 答辩委员会主任签字: 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩: 学院领导小组负责人: 年 月 日 摘 要 异步电动机的用途十分广泛,它遍及各个生产部门,容量从几十瓦到高于几千千瓦。 在轧钢厂中被用来拖动小型轧机,在相关工厂用来拖动卷扬机和鼓风机。在工厂和家庭 中到处可以看到异步电动
7、机。异步机之所以用的如此广泛,主要原因是它的结构简单、 造价低廉和维修方便,并有较好的工作特性。但是异步电动机也存在着功率因数低、调 速性能不够好等缺点。随着变频技术的发展,异步电动机的调速性能已大大地得到了改 善。 异步电动机的参数辨识既是基础理论课题,又是应用课题。目前有两类辨识方法。 一为频域响应法,该法在计算方法上较为成熟,算法稳定性较好且具有一定的滤波功能; 但其缺点是对输入的信号要求严格。频响分析是建立在线性系统基础上,它不能反映动 态过程中的非线性特征。二为时域辨识法,其最大优点是能够自动计及工况影响,一旦 辨识成功,很多因素都自然包含在参数的估计值中,简单易行、计算简便、不需附
8、加任 何其他条件。但时域辨识法用于在线辨识时也存在一些问题:如周围环境的影响;辨识 信号不能太大否则会影响电动机的正常工作;在线辨识还有可能遇到不同实验或同一实 验所识别的参数不稳定的问题。目前时域辨识方法主要有卡尔曼滤波法和最小二乘法, 这两种方法一是存在局部最小或收敛性问题,二是往往采取线性化而带来误差。 本文分析了上述辨识方法,结合实例对比分析了其应用特点;并提出了在电动机 T 参数模型下将转子漏抗集中折算到定子侧的电动机参数识别方案。通过理论分析,阐述 了方案的可行性,并通过仿真试验验证了其可靠性和准确性。在可接受测量精度的条件 下,该方案使辨识方法更简单,运算速度更快,易实现,对驱动
9、系统本身不须做大的改 动。 关键词关键词: : 异步电动机,在线, 参数辨识,辨识研究 ABSTRACT The use of a wide range of asynchronous motor, which throughout the various production sectors, higher capacity from tens of thousands of watts to kilowatts. In the rolling mill was used to drag a small mill, used to drag the winch in the relevant
10、 plant and blowers. Everywhere in the factory and the family can see the induction motor. The reason why asynchronous machines so widely used, mainly because of its simple structure, low cost and easy maintenance and better operating characteristics. However, there are asynchronous motor power facto
11、r is low, speed performance is not good enough shortcomings. With the development of inverter technology, induction motor speed performance has greatly improved. Induction motor parameter identification is based on theoretical topics, it is the application task. There are two types of identification
12、 methods. 1 for the frequency response method, the method is more mature in the calculation method, the algorithm stability is good and has some filtering; but its drawback is that the input signal demanding. Frequency analysis is based on the establishment of linear systems, it does not reflect the
13、 nonlinear characteristics of dynamic process. Second time domain identification method, the biggest advantage is the ability to automatically account for effect, once the identification of success, many factors are naturally included in the parameter estimates, the simple calculation is simple, wit
14、hout any additional requirement. But the time-domain identification method for online identification when there are some problems: If the surrounding environment; identification signal can not be too large otherwise it will affect the normal operation of electric motors; line identification may also
15、 encounter different or the same laboratory experiments to identify the main instability. Current time domain identification methods are Kalman filtering and least square method, the first two methods exist local minima or convergence problems, the second is often brought to linearization errors. Th
16、is paper analyzes the identification method, compared with examples of its application characteristics; and made T parameter model in the motor rotor to the stator leakage reactance of the side focus on conversion of motor parameter identification program. Through theoretical analysis, described the
17、 feasibility and the simulation results show its reliability and accuracy. Acceptable accuracy under the conditions of the program to identify ways simpler, faster, easy to implement, on the drive itself does not need big changes. Key words: induction motor, on-line, parameter identification, identi
18、fication of 目目 录录 1 1 三相异步电动机原理三相异步电动机原理 1 1.1 三相异步电动机的结构1 1.1.1 定子的结构 .1 1.1.2 转子的结构 .1 1.1.3 气隙.2 1.2 三相异步电动机的工作原理2 1.2.1 旋转磁场的产生 .2 1.2.2 三相异步电动机的工作原理.4 1.3 异步电动机的工作特性 4 1.3.1 转速特性 n = f ( 2 P).5 1.3.2 定子电流特性 1 I = f ( 2 P) 5 1.3.3 定子功率因数特性 1 cos = f ( 2 P) 5 1.3.4 电磁转矩特性 T = f ( 2 P) 5 1.3.5 效率特
19、性= ( 2 P)5f 2 2 异步电动机的参数辨识发展概述异步电动机的参数辨识发展概述 7 2.1 发展情况 7 2.2 异步电动机参数辨识的种类9 2.3 在线参数辨识的目的和意义11 3 3 异步电动机参数在线辨识原理异步电动机参数在线辨识原理 .12 3.1 参数在线辨识原理 12 3.2 影响异步电动机在线参数的因素 12 3.3 三相异步电动机的 T 型等效电路13 3.4 电机参数辨识常用试验方法 16 4 4 硬件硬件设设计计 .18 4.1 电源电路设计 18 4.2 温度检测电路设计 19 4.2.1.温度传感器的选择19 4.2.2.铂电阻传感器的测量电路20 4.2.3
20、.恒流源的设计21 4.2.4 检测电路设计 22 4.3 ATmega16 芯片23 4.3.1 引脚设置 23 4.3.2 复位电路设计 24 4.3.3 振荡电路设计 25 4.3.4 单片机及外围连接电路 25 4.4 显示电路设计 25 4.4.1 引脚设置 26 4.4.2 显示电路26 4.5 串口通信 27 5 5 结论结论 .28 参考文献参考文献 .29 翻译部分翻译部分 .30 英文部分 30 中文译文 34 致致 谢谢 .40 1 三相异步电动机原理 1.1 三相异步电动机的结构 异步电动机由定子和转子两部分组成,定子和转子之间有气隙,为了减小励磁电流, 提高功率因数,
21、气隙应做的尽可能小。按转子结构不同,异步电动机分为笼型异步电动 机和绕线转子异步电动机两种。这两种电动机的定子结构完全一样,仅转子结构不同。 1.1.11.1.1 定子的结构定子的结构 异步电动机定子由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。定子铁芯是电动机磁路的一 部分,一般有绝缘漆的 0.5mm 硅钢片叠压而成,采用硅钢片的原因是为了减少铁损,绝 缘漆可以减少铁芯的涡流损耗。定子铁芯的内圆上开有很多个定子槽,用来安放三相对 称绕组。有引出 3 根线的,也有引出 6 根线的,可以根据需要连接成星形或三角形。机 座的作用主要是固定定子铁芯的,因此除有足够的强度外,还要考虑通风和散热的需要, 图 11
22、是笼型异步电动机定子的结构图,图 12 是笼型异步电动机的纵向结构图。 图 1-1 图 1-2 1.1.21.1.2 转子的结构转子的结构 异步电动机转子由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯也是磁路的一部分,一 般由 0.5mm 硅钢片叠成,铁芯与转轴必须可靠地固定,以便传递机械功率。转子铁芯的 外圆周上也冲满着槽,槽内安放转子绕组。转子绕组分绕线型和笼型两种,绕线型转子 为三相对称绕组,常连接成星形,3 条出线通过轴上的 3 个滑环及压在其上的 3 个电刷把 电路引出。这种电动机在启动和调速时,可以在转子电路中串入外接电阻,或进行串级 调速。绕线转子异步电动机转子绕组连接。如图 13 所
23、示。 图 1-3 笼型转子绕组由槽内的导条和端环构成多相对称闭合绕组,有铸铝和插铜条两种结构。 铸铝式转子把导条、端环和风扇一起铸出,结构简单、制造方便,常用于中、小型电动 机。插铜条式转子把所有的铜条与端环焊接在一起,形成短路绕组。笼型转子如果把铁 芯去掉单看绕组部分,其形似鼠笼,因此称为笼型转子,如图 14 所示。 图 1-4 1.1.31.1.3 气隙气隙 在定子和转子之间存在着空气隙,它的大小对电动机的性能影响很大。为了改善性能, 异步电动机空气隙一般较小,中、小型异步电动机的空气隙为 0.21.5mm,而且是均匀的。 1.2 三相异步电动机的工作原理 1.2.11.2.1旋转磁场的产
24、生旋转磁场的产生 已知异步电动机的工作三个条件首先是要有个旋转磁场。对磁场的要求是:磁场的 极性不变、大小不变、转速不变(稳定的转速)。旋转磁场是定子绕组按一定规律排列 而产生的。理论与实践证明:三相对称绕组中通入三相对称电流后,空间能产生一个旋 转磁场,且极性、大小、转速均不变。 三相对称电流:指A,B,C 三相电流大小相等,时间上互差120 三相对称绕组:指A,B,C 三相绕组匝数相等,空间上互差120 为构成三相对称绕组,绕组在定子中安放有一定的规律,规定: 1)三相定子绕组头尾标志为:A-X,B-Y,C-Z; 2)三相定子绕组按A-Z-B-X-C-Y 的顺序放入定子槽内,使之空间互差1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 异步电机 参数 在线 辨识 技术 研究 硬件 部分 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-2446125.html