關(guān)于電氣實(shí)習(xí)報(bào)告(集合2篇)
隨著個(gè)人的文明素養(yǎng)不斷提升,報(bào)告的使用成為日常生活的常態(tài),報(bào)告根據(jù)用途的不同也有著不同的類型。那么大家知道標(biāo)準(zhǔn)正式的報(bào)告格式嗎?下面是小編整理的關(guān)于電氣實(shí)習(xí)報(bào)告,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
關(guān)于電氣實(shí)習(xí)報(bào)告1
一、前言
20xx年xx月xx日下午1點(diǎn)30分,我們參觀了位于揚(yáng)州的江都五十萬(wàn)變電所,這次參觀學(xué)習(xí),使我了解500kV江都變電所是江蘇省第一座、華東第二座、全國(guó)第八座500kV變電所,1985年6月1日開(kāi)始基建,至1987年12月27日投入運(yùn)行。通過(guò)這次參觀學(xué)習(xí),我了解到電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè),是關(guān)系國(guó)計(jì)民生、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),并使我對(duì)發(fā)電,輸配電,電氣設(shè)備和控制設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)有了一定的初步認(rèn)識(shí)和了解,增加了我們對(duì)本專業(yè)的更深一層的理解,受益匪淺。
二、企業(yè)介紹
500KV江都變電所位于江蘇省江都市北郊,占地160畝,是華東電網(wǎng)重要的樞紐變電所。江都變電所是國(guó)家七五重點(diǎn)工程,始建于1985年,1987年12月27日正式投產(chǎn),1999年二期擴(kuò)建工程順利完成。江都變電所是500KV華東東線電網(wǎng)網(wǎng)架中聯(lián)接長(zhǎng)江南北的重要變電所。江都變電所現(xiàn)江都變電所有三個(gè)電壓等級(jí),500KV采用3/2開(kāi)關(guān)接線方式,220KV采用雙母線單分段帶旁路接線方式,35KV采用單母線接線方式,500KV江都變電所是華東電網(wǎng)北電南送的咽喉要道,在整個(gè)華東地區(qū)扮演著不可或缺的重要角色。
變電所是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全,在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。按用途可分為電力變電所和牽引變電所(電氣鐵路和電車用)。電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。
三、實(shí)習(xí)內(nèi)容
1、電能的產(chǎn)生、傳輸
火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)(以鍋爐為核心)、汽水系統(tǒng)(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(tǒng)(以汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等為主)、控制系統(tǒng)等組成,前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽;電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變;控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用燃料(煤)發(fā)熱,加熱水,形成高溫高壓過(guò)熱蒸汽,推動(dòng)氣輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(電磁場(chǎng))旋轉(zhuǎn),定子線圈切割磁力線,發(fā)出電能,再利用升壓變壓器,升到系統(tǒng)電壓,與系統(tǒng)并網(wǎng),向外輸送電能
2、電氣設(shè)備
(1)高壓開(kāi)關(guān)柜:高壓開(kāi)關(guān)柜是用于電力系統(tǒng)的電氣柜設(shè)備。高壓開(kāi)關(guān)柜的作用是在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,進(jìn)行開(kāi)合、控制和保護(hù)。高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的部件主要有高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓操作機(jī)構(gòu)等。
(2)低壓開(kāi)關(guān)柜:發(fā)電環(huán)節(jié):電壓從低壓變到高壓時(shí),實(shí)現(xiàn)高壓輸電,必須需要用開(kāi)關(guān)柜;配電環(huán)節(jié):電壓從高壓變到低壓,實(shí)現(xiàn)低壓用電,也必須要用開(kāi)關(guān)柜。
(3)變壓器:變壓器利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心(磁芯)。在電器設(shè)備和無(wú)線電路中,常用作升降電壓、匹配阻抗,安全隔離等。
(4)汽輪機(jī):汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械,又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī),也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等,還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。
(5)電壓、電流互感器:電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí),在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。
電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流,避免直接測(cè)量線路的危險(xiǎn)。電流互感器是升壓(降流)變壓器,它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器,電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流,電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng),二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。
3、控制設(shè)備
(1)DCS控制系統(tǒng)
DCS系統(tǒng)(DIstributed Control System,分散控制系統(tǒng))是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng),它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的,它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能,是完成過(guò)程控制、過(guò)程管理的`現(xiàn)代化設(shè)備,由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì),因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī),從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。其次,DCS采用開(kāi)放式,標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì),系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信,實(shí)現(xiàn)信息傳輸,當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí),可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下,幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。
(2)PLC可編程控制器
PLC主要是指數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器,用于控制機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程,是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。
四、感受和體會(huì)
通過(guò)這次實(shí)習(xí),我了解和掌握了變電所的主要結(jié)構(gòu)、使用的電氣設(shè)備和工作流程,以及產(chǎn)品生產(chǎn)用技術(shù)資料、生產(chǎn)組織管理等內(nèi)容,加深對(duì)變電所的工作原理、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等基本理論的理解,使我們了解和掌握更多與本專業(yè)有關(guān)的知識(shí)。從而認(rèn)識(shí)了自己專業(yè)在社會(huì)中扮演的位置,明確了自己的努力方向,在今后的學(xué)習(xí)我們應(yīng)當(dāng)多接觸電力電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域,努力使自己在畢業(yè)后成為能解決電氣工程技術(shù)分析與控制問(wèn)題基本能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。
五、結(jié)論和建議
在這次實(shí)習(xí)中,我深刻的體會(huì)到了,作為一名電氣專業(yè)的學(xué)生,我們所學(xué)習(xí)的知識(shí),不能僅僅停留在課本上的,而是要在實(shí)習(xí)中不斷增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力和積累經(jīng)驗(yàn),課本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)是要應(yīng)用在實(shí)際工作生產(chǎn)中的,所以我認(rèn)為我們應(yīng)該利用課余時(shí)間多接觸社會(huì),利用所學(xué)知識(shí)于實(shí)踐中求真知。同時(shí)變電所具有的嚴(yán)謹(jǐn),踏實(shí)的工作作風(fēng)值得我們學(xué)習(xí)。
關(guān)于電氣實(shí)習(xí)報(bào)告2
一、實(shí)習(xí)目的
大學(xué)畢業(yè)之際,畢業(yè)實(shí)習(xí)是極為重要的實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),通過(guò)階段性時(shí)間的實(shí)習(xí),為我們之后走向社會(huì),接觸本工作,拓寬知識(shí)面,增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),培養(yǎng)、鍛煉我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí),去獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,能夠?qū)⑺鶎W(xué)的專業(yè)理論知識(shí)運(yùn)用與實(shí)踐,在實(shí)踐中結(jié)合理論加深對(duì)其認(rèn)識(shí)和總結(jié),再次學(xué)習(xí),將專業(yè)知識(shí)與實(shí)際接軌,逐步認(rèn)識(shí)體會(huì),從而更好地將所學(xué)的運(yùn)用到工作中去,接觸社會(huì),認(rèn)識(shí)社會(huì),體驗(yàn)生活,學(xué)會(huì)生活,學(xué)會(huì)生活,學(xué)會(huì)感悟,學(xué)會(huì)做事,學(xué)會(huì)與人相處,學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作,為以后畢業(yè)走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。具體目的如下:
1、在圖書(shū)館查閱關(guān)于無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)方面的資料,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
2、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)所選題目—無(wú)刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)有初步的了解。
3、通過(guò)借鑒和分析關(guān)于無(wú)刷直流電機(jī)控制器方面的設(shè)計(jì)實(shí)例,從中學(xué)到無(wú)刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程及一般步驟。
二、實(shí)習(xí)單位
河南理工大學(xué)
三、實(shí)習(xí)任務(wù)
1、收集資料
在學(xué)校圖書(shū)館查找資料,了解自己所學(xué)專業(yè)的東西,并且確定自己的課題,得到相關(guān)的知識(shí)和能力,思考課題的內(nèi)容與方向,有針對(duì)性的收集資料,包括專業(yè)資料、工具資料和其他相關(guān)的資料。
2、設(shè)計(jì)初步方案
在收集完資料后可以初步確定自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案,并建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行原理分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn),這一項(xiàng)工作是繁瑣而艱巨的,需要不斷的補(bǔ)充知識(shí)修正設(shè)計(jì)結(jié)果。
3、撰寫(xiě)《畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告》
做完上面的工作后,就需要及時(shí)的編寫(xiě)《畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告》。這是對(duì)這段時(shí)間學(xué)習(xí)的全面總結(jié),編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告,我們能夠重現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,重新匯總資料情況,這樣會(huì)給我們帶來(lái)設(shè)計(jì)靈感。認(rèn)認(rèn)真真完成實(shí)習(xí)報(bào)告后,我們就會(huì)對(duì)自己的課題有了全新的理解,后面的實(shí)際設(shè)計(jì)工作就會(huì)變得輕松。
四、實(shí)習(xí)內(nèi)容
1、熟悉無(wú)刷直流電機(jī):
無(wú)刷直流電機(jī)即直流無(wú)刷電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用及其廣泛,它可在家電、汽車、航空、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和儀器等各種各樣的行業(yè)中使用。無(wú)刷直流電機(jī)是指無(wú)電刷和換向器(或集電環(huán))的電機(jī),是不用電刷進(jìn)行換向,而是采用電子器件進(jìn)行換向的。與有刷直流電機(jī)和異步電機(jī)相比,無(wú)刷直流電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn),具體表現(xiàn)如下:
1、更好的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性;
2、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng);
3、高效率;
4、壽命長(zhǎng);
5、工作無(wú)噪聲,性能可靠、永無(wú)磨損、故障率低;6、較高的轉(zhuǎn)速范圍。
1.1工作原理
無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法,同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是:接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng);接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào),用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號(hào),用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等。
直流電機(jī)具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,但直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)也正是它的缺點(diǎn),因?yàn)橹绷麟姍C(jī)要產(chǎn)生額定負(fù)載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能,則電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)須恒維持90°,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會(huì)造成組件損壞之外,使用場(chǎng)合也受到限制。交流電機(jī)沒(méi)有碳刷及整流子,免維護(hù)、堅(jiān)固、應(yīng)用廣,但特性上若要達(dá)到相當(dāng)于直流電機(jī)的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達(dá)到。現(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多,提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。微處理機(jī)速度亦越來(lái)越快,可實(shí)現(xiàn)將交流電機(jī)控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩軸直角坐標(biāo)系統(tǒng)中,適當(dāng)控制交流電機(jī)在兩軸電流分量,達(dá)到類似直流電機(jī)控制并有與直流電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>
此外已有很多微處理機(jī)將控制電機(jī)必需的功能做在芯片中,而且體積越來(lái)越。幌衲M/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制等。直流無(wú)刷電機(jī)即是以電子方式控制交流電機(jī)換相,得到類似直流電機(jī)特性又沒(méi)有直流電機(jī)機(jī)構(gòu)上缺失的一種應(yīng)用。
1.2結(jié)構(gòu)
直流無(wú)刷電機(jī)是同步電機(jī)的一種,也就是說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)(p)影響:n=120。f / p。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下,改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無(wú)刷電機(jī)即是將同步電機(jī)加上電子式控制(驅(qū)動(dòng)器),控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正,以期達(dá)到接近直流電機(jī)特性的方式。也就是說(shuō)直流無(wú)刷電機(jī)能夠在額定負(fù)載范圍內(nèi)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)仍可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速。
直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器包括電源部及控制部如圖(1):電源部提供三相電源給電機(jī),控制部則依需求轉(zhuǎn)換輸入電源頻率。
電源部可以直接以直流電輸入(一般為24v)或以交流電輸入(110v/220 v),如果輸入是交流電就得先經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉(zhuǎn)入電機(jī)線圈前須先將直流電壓由換流器轉(zhuǎn)成3相電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。換流器一般由6個(gè)功率晶體管(q1~q6)分為上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)連接電機(jī)作為控制流經(jīng)電機(jī)線圈的開(kāi)關(guān)。控制部則提供pwm(脈沖寬度調(diào)制)決定功率晶體管開(kāi)關(guān)頻度及換流器換相的時(shí)機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)一般希望使用在當(dāng)負(fù)載變動(dòng)時(shí)速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會(huì)變動(dòng)太大的速度控制,所以電機(jī)內(nèi)部裝有能感應(yīng)磁場(chǎng)的霍爾傳感器,做為速度之閉回路控制,同時(shí)也做為相序控制的依據(jù)。但這只是用來(lái)做為速度控制并不能拿來(lái)做為定位控制。
1.3特點(diǎn)
1、可替代直流電機(jī)調(diào)速、變頻器+變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)+減速機(jī)調(diào)速;
2、具有傳統(tǒng)直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu);
3、可以低速大功率運(yùn)行,可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動(dòng)大的負(fù)載;
4、體積小、重量輕、出力大;
5、轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異,中、低速轉(zhuǎn)矩性能好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)電流小;
6、無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速范圍廣,過(guò)載能力強(qiáng);
7、軟啟軟停、制動(dòng)特性好,可省去原有的機(jī)械制動(dòng)或電磁制動(dòng)裝置;8、效率高,電機(jī)本身沒(méi)有勵(lì)磁損耗和碳刷損耗,消除了多級(jí)減速耗,綜合節(jié)電率可達(dá)20%~60%。
9、可靠性高,穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng),維修與保養(yǎng)簡(jiǎn)單;
10、耐顛簸震動(dòng),噪音低,震動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平滑,壽命長(zhǎng);
11、不產(chǎn)生火花,特別適合爆炸性場(chǎng)所,有防爆型;
12、根據(jù)需要可選梯形波磁場(chǎng)電機(jī)和正弦波磁場(chǎng)電機(jī)。
1.4應(yīng)用
無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,如汽車、工具、工業(yè)工控、自動(dòng)化以及航空航天等等?偟膩(lái)說(shuō),無(wú)刷直流電機(jī)可以分為以下三種主要用途:
持續(xù)負(fù)載應(yīng)用:主要是需要一定轉(zhuǎn)速但是對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的領(lǐng)域,比如風(fēng)扇、抽水機(jī)、吹風(fēng)機(jī)等一類的應(yīng)用,這類應(yīng)用成本較低且多為開(kāi)環(huán)控制。
可變負(fù)載應(yīng)用:主要是轉(zhuǎn)速需要在某個(gè)范圍內(nèi)變化的應(yīng)用,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干機(jī)和壓縮機(jī)就是很好的例子,汽車工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制等,這類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對(duì)更高些。
定位應(yīng)用:大多數(shù)工業(yè)控制和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用屬于這個(gè)類別,這類應(yīng)用中往往會(huì)完成能量的輸送,所以對(duì)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩有特別的要求,對(duì)控制器的要求也較高。測(cè)速時(shí)可能會(huì)用上光電和一些同步設(shè)備。過(guò)程控制、機(jī)械控制和運(yùn)輸控制等很多都屬于這類應(yīng)用。
實(shí)用性新型無(wú)刷電機(jī)是與電子技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、自控技術(shù)以及材料科學(xué)等發(fā)展緊密聯(lián)系的。它不僅限于交直流領(lǐng)域,還涉及電動(dòng)、發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳感等領(lǐng)域。在電機(jī)領(lǐng)域中新型無(wú)刷電機(jī)的品種是較多的,但性能優(yōu)良的無(wú)刷電機(jī)因受到價(jià)格的限制,其應(yīng)用還不十分廣泛。下面分別就主要的新型無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行探索與研究。
1.5電機(jī)分類
1.5.1直流電動(dòng)機(jī)
一般直流電動(dòng)機(jī)具有相同的工作原理和應(yīng)用特性,而其組成是不一樣的。除了電機(jī)本身外,前者還多一個(gè)換向電路,電機(jī)本身和換向電路緊密結(jié)合在一起。許多小功率電動(dòng)機(jī)的電機(jī)本身是與換向電路合成一體,從外觀上看直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)完全一樣。
直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的電機(jī)本身是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換部分,它除了電機(jī)電樞、永磁勵(lì)磁兩部分外,還帶有傳感器。電機(jī)本身是直流無(wú)刷電機(jī)的核心,它不僅關(guān)系到性能指標(biāo)、噪聲振動(dòng)、可靠性和使用壽命等,還涉及制造費(fèi)用及產(chǎn)品成本。由于采用永磁磁場(chǎng),使直流無(wú)刷電機(jī)擺脫一般直流電機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu),滿足各種應(yīng)用市場(chǎng)的要求,并向著省銅節(jié)材、制造簡(jiǎn)便的方向發(fā)展。永磁磁場(chǎng)的發(fā)展與永磁材料的應(yīng)用密切相關(guān),第三代永磁材料的應(yīng)用,促使直流無(wú)刷電機(jī)向高效率、小型化、節(jié)能方向邁進(jìn)。
為了實(shí)現(xiàn)電子換向必須有位置信號(hào)來(lái)控制電路。早期用機(jī)電位置傳感器獲得位置信號(hào),現(xiàn)已逐步用電子式位置傳感器或其它方法得到位置信號(hào),最簡(jiǎn)便的方法是利用電樞繞組的電勢(shì)信號(hào)作為位置信號(hào)。
要實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制必須有速度信號(hào)。用獲得位置信號(hào)相近方法取得速度信號(hào),最簡(jiǎn)單的速度傳感器是測(cè)頻式測(cè)速發(fā)電機(jī)與電子線路相結(jié)合。
直流無(wú)刷電機(jī)的換向電路由驅(qū)動(dòng)及控制兩部分組成,這兩部分是不容易分開(kāi)的,尤其小功率用電路往往將兩者集成化成為單一專用集成電路。
在功率較大的電機(jī)中,驅(qū)動(dòng)電路和控制電路可各自成為一體。驅(qū)動(dòng)電路輸出電功率,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電樞繞組,并受控于控制電路。驅(qū)動(dòng)電路已從線性放大狀態(tài)轉(zhuǎn)成脈寬調(diào)制的開(kāi)關(guān)狀態(tài),相應(yīng)電路組成也從晶體管分立電路轉(zhuǎn)成模塊化集成電路。模塊化集成電路有功率雙極晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管和隔離柵場(chǎng)效應(yīng)雙極晶體管等組成形式。雖然,隔離柵場(chǎng)效應(yīng)雙極晶體管價(jià)格較貴,但從可靠安全和性能角度看,選用它還是較合適的。
控制電路用作控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、電流(或轉(zhuǎn)矩)以及保護(hù)電機(jī)的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等。上述參數(shù)容易轉(zhuǎn)成模擬信號(hào),用此來(lái)控制較簡(jiǎn)單,但從發(fā)展來(lái)看,電機(jī)的參數(shù)應(yīng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,通過(guò)數(shù)字式控制電路來(lái)控制電機(jī)。當(dāng)前,控制電路有專用集成電路、微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器等三種組成方式。在對(duì)電機(jī)控制要求不高的場(chǎng)合,專用集成電路組成控制電路是簡(jiǎn)單實(shí)用的方式。采用數(shù)字信號(hào)處理器組成控制電路是今后發(fā)展方向,有關(guān)數(shù)字信號(hào)處理器將在下面交流同步伺服電動(dòng)機(jī)中介紹。
在微小功率范疇直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是發(fā)展較快的新型電機(jī)。由于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域需要各自獨(dú)特的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī),所以直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的類型較多。大體上有計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器以及VCD、DVD、CD主軸驅(qū)動(dòng)用扁平式無(wú)鐵心電機(jī)結(jié)構(gòu),小型通風(fēng)機(jī)用外轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu),家電用多極磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)及內(nèi)裝式結(jié)構(gòu),電動(dòng)自行車用多極、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等等。上述直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的電機(jī)本身和電路均成一體,使用十分方便,它的產(chǎn)量也非常大。為了滿足大批量、低成本的市場(chǎng)需要,直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)必須要形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。因此,直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是一種高投入、高產(chǎn)出的行業(yè)。同時(shí),我們應(yīng)該考慮到市場(chǎng)也在不斷地發(fā)展,如家用空調(diào)用電機(jī)正由3A轉(zhuǎn)向3D,需要大量的中小功率的直流無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),研究和開(kāi)發(fā)中小功率的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)也成當(dāng)務(wù)之急。
1.5.2無(wú)刷電機(jī)
。˙LDCM)是在有刷直流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的,但它的驅(qū)動(dòng)電流是不折不扣的交流;無(wú)刷直流電機(jī)又可以分為無(wú)刷速率電機(jī)和無(wú)刷力矩電機(jī)。一般地,無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流有兩種,一種是梯形波(一般是“方波”),另一種是正弦波。有時(shí)候把前一種叫直流無(wú)刷電機(jī),后一種叫交流伺服電機(jī),確切地講是交流伺服電動(dòng)機(jī)的一種。
無(wú)刷直流電機(jī)為了減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,通常采用“細(xì)長(zhǎng)”的結(jié)構(gòu)。無(wú)刷直流電機(jī)在重量和體積上要比有刷直流電機(jī)小的多,相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問(wèn)題,致使無(wú)刷直流電機(jī)一般的容量都在100kW以下。
這種電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好,調(diào)速范圍廣,壽命長(zhǎng),維護(hù)方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問(wèn)題,所以這種電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用潛力。
電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法,同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是:接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng);接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào),用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號(hào),用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等。
由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是以自控式運(yùn)行的,所以不會(huì)象變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組,也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。
中小容量的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的永磁體,多采用高磁能積的稀土釹鐵硼(Nd—Fe—B)材料。因此,稀土永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的體積比同容量三相異步電動(dòng)機(jī)縮小了一個(gè)機(jī)座號(hào)。
近三十年來(lái)針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的研究,歸根到底是在尋找控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法,稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點(diǎn)在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
無(wú)刷直流電機(jī)因?yàn)榫哂兄绷饔兴㈦姍C(jī)的特性,同時(shí)也是頻率變化的裝置,所以又名直流變頻,國(guó)際通用名詞為BLDC。無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,低速轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好,所以值得業(yè)界關(guān)注。本產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)超過(guò)55kW,可設(shè)計(jì)到400kW,可以解決產(chǎn)業(yè)界節(jié)電與高性能驅(qū)動(dòng)的需求。
2、了解PIC16F72單片機(jī):
2.1 PIC16F72單片機(jī)的主要性能
首先我們對(duì)外部時(shí)鐘輸入:它的頻率是20MHz,其中有2K字14位寬的程序存儲(chǔ)空間,伴隨著128字節(jié)8位寬的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間,另外還有8個(gè)中斷,3個(gè)8位I/O口以及PORTA、PORTB、PORTC。還有三個(gè)定時(shí)器模塊:TIMER0、TIMER1、TIMER2隨帶著一個(gè)CCP模塊;8位5通道的AD轉(zhuǎn)換器。
2.2 PIC16F72單片機(jī)的功能特性
。1)功能部件特性
·帶8位AID轉(zhuǎn)換輸入
·高驅(qū)動(dòng)電流,I/O腳可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管(LED)顯示每個(gè)I/O引腳最大灌電流25mA;每個(gè)I/O引腳最大拉電流25mA
·雙向可獨(dú)立編程設(shè)置I/O引腳
·8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMRO,帶8位預(yù)分頻
·有1路捕捉輸入/比較輸出/PWM輸出(CCP)
·16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR 1,睡眠中仍可計(jì)數(shù)
·8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR2,帶有8位的周期寄存器及預(yù)分頻器和后分頻器
(2)微控制器特性
·內(nèi)置上電復(fù)位電路(POR)
·上電定時(shí)器,保障工作電壓的穩(wěn)定建立
·振蕩定時(shí)器,保障振蕩的.穩(wěn)定建立
·斷電復(fù)位鎖定,即當(dāng)芯片電源電壓下降到某一值以后時(shí),使芯片保持復(fù)位,當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常后恢復(fù)運(yùn)行
·內(nèi)置自振式(RC振蕩)看門狗
·程序保密位,可防程序代碼的非法拷貝
·掉電保護(hù)電路
·在線串行編程
2.3 PIC16F72單片機(jī)的引腳排列
。1)MCLR:清除(復(fù)位)輸入。
其中MCLR為低電平時(shí),對(duì)芯片復(fù)位;該管腳的電壓不能超過(guò)VDD,否則會(huì)進(jìn)入測(cè)試方式。
。2)RA0—RA5:雙向可編程,亦可作為并行口。
電池欠壓信號(hào):電池電壓經(jīng)分壓后接單片機(jī)管腳3。
轉(zhuǎn)把復(fù)位信號(hào):由單片機(jī)的第4腳讀入
剎車信號(hào):剎車信號(hào)由單片機(jī)的第5腳讀入。
。3)OSC1、OSC2:為振蕩器晶振。
。4)RC0—RC7:數(shù)字I/O
(5)RB0—RB7:數(shù)字I/O
。6)VDD:+5V電壓輸入
2.4 PIC16F72單片機(jī)各個(gè)模塊的具體工作任務(wù)
最小系統(tǒng)模塊:引腳1相連的是復(fù)位電路,引腳1也是程序的高壓燒寫(xiě)口;引腳9和引腳10分別是震蕩電路的輸入口和輸出口,連接的是16MHz的晶振;引腳20和引腳8、引腳19是電源電路部分,分別接5V電源和地。
功能模塊:模擬信號(hào)輸入處理模塊:模擬信號(hào)的處理主要是通過(guò)單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)的。引腳2檢測(cè)流過(guò)電機(jī)的電流信號(hào)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,進(jìn)過(guò)運(yùn)算后用于控制PWM占空比,盡可能達(dá)到電機(jī)最合適的工作電流;引腳3檢測(cè)電源電壓,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)過(guò)運(yùn)算判斷電壓是否過(guò)低,以此為依據(jù)保護(hù)電池;引腳4檢測(cè)手柄的輸入電壓,單片機(jī)根據(jù)這個(gè)量調(diào)節(jié)電機(jī)輸出的總功率,從而調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。
數(shù)字輸入信號(hào)處理模塊:引腳5處理剎車信號(hào),平時(shí)處于高電平狀況,當(dāng)按下剎車開(kāi)關(guān)時(shí),變?yōu)榈碗娖,這時(shí)單片機(jī)輸出剎車命令,只要當(dāng)引腳5恢復(fù)成高電平狀態(tài)時(shí),在停止剎車動(dòng)作;引腳15、引腳16、引腳17分別輸入電機(jī)的霍爾位置信號(hào),通過(guò)這三個(gè)信號(hào)的組合確定電機(jī)此時(shí)的轉(zhuǎn)子位置,并調(diào)整輸出的換相信號(hào)。引腳21為外部中斷引腳,平時(shí)處于高電平狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流時(shí),輸入信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖,中斷?biāo)志位置1,由于PIC16F72只有一級(jí)中斷優(yōu)先級(jí),所以當(dāng)中斷被其他中斷程序占用時(shí),也應(yīng)定時(shí)檢查外部中斷標(biāo)志位,以免因中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而燒毀電機(jī)。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出模塊:引腳13輸出PWM信號(hào),調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和電樞電流;引腳23、引腳24、引腳25輸出逆變橋的下橋驅(qū)動(dòng)信號(hào),引腳26、引腳27、引腳28輸出逆變橋的上橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)。引腳22只在電樞電流比較大的情況下才使用。
以上是我在這次實(shí)習(xí)中著重學(xué)習(xí)的東西,其實(shí)還有很多,這里只是一些內(nèi)容比較重要,而且比較難的東西,自己在這段時(shí)間通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)無(wú)刷直流電機(jī)與PIC16F72單片機(jī),使我重新認(rèn)識(shí)到了無(wú)刷直流電機(jī)與PIC16F72單片機(jī)的重要性,以及無(wú)刷直流電機(jī)在未來(lái)的發(fā)展前景,這更加堅(jiān)定了我學(xué)習(xí)無(wú)刷直流電機(jī)的決心,我相信經(jīng)過(guò)自己的學(xué)習(xí),我會(huì)做出令自己滿意的無(wú)刷直流電機(jī)控制器。
五、實(shí)習(xí)總結(jié)及體會(huì)
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們知道知識(shí)是人類進(jìn)步的階梯,而學(xué)習(xí)知識(shí)不僅僅靠從書(shū)本上獲取,而重要的是在于將所學(xué)用于實(shí)際生活之中。理論知識(shí)往往過(guò)于標(biāo)準(zhǔn)化,僅僅靠掌握理論,一點(diǎn)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)都沒(méi)有的話,事實(shí)上是沒(méi)有實(shí)際效應(yīng)的,現(xiàn)實(shí)中的事情往往是千變?nèi)f化的,運(yùn)用起來(lái)解決具體情況多半是教條的,而且也有很多的不足。無(wú)數(shù)事實(shí)證明:只有將理論知識(shí)與實(shí)踐很好的結(jié)合起來(lái),才能將知識(shí)運(yùn)用到最高境界,為了學(xué)有所長(zhǎng),學(xué)有所用,為了將知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己所真正擁有的能力,以及根據(jù)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題內(nèi)容要求。我在這幾個(gè)星期的實(shí)習(xí)時(shí)間里,通過(guò)實(shí)習(xí),我不僅提升了自己的知識(shí)水平,認(rèn)識(shí)到課堂上學(xué)習(xí)的不足,而且鍛煉了自己獨(dú)立思考和全面思考問(wèn)題的能力:如用PIC16F72單片機(jī)做無(wú)刷直流電機(jī)控制器,要考慮的因素有很多,像PIC16F72芯片的引腳功能,更鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這次實(shí)習(xí)加深了對(duì)以前學(xué)習(xí)知識(shí)的理解,也認(rèn)識(shí)到自己的不足:自己除了具有一定的理論基礎(chǔ)外,還有大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)十分欠缺,實(shí)際動(dòng)手能力也不足,知識(shí)面不夠?qū)挘瑢?duì)一些現(xiàn)在在工程實(shí)際中應(yīng)用的技術(shù)還不太了解,不能及時(shí)與市場(chǎng)需求對(duì)接,這些都需要在以后的實(shí)際工作中摸索和理解。在工作崗位上一定要謙虛謹(jǐn)慎,不斷的虛心學(xué)習(xí),只有這樣,才會(huì)有助于自己未來(lái)在專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和發(fā)展。通過(guò)實(shí)習(xí),不僅讓我收獲到了許多知識(shí),更重要的是認(rèn)識(shí)到了自己的不足,找到了一名學(xué)生與一名職業(yè)人的差距,我會(huì)繼續(xù)努力,重點(diǎn)是彌補(bǔ)自己的不足,不斷提高專業(yè)技能,擴(kuò)寬自己的知識(shí)面,使自己早日成為符合社會(huì)和市場(chǎng)需要的專業(yè)技術(shù)人才。
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