红外遥控电机调速控制器设计文献综述

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1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 文 献 综 述文 献 综 述 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 红外遥控电机调速控制器设计红外遥控电机调速控制器设计 文献综述题目文献综述题目 交流电机调速综述交流电机调速综述 学学 院院 电子信息学院电子信息学院 专专 业业 电子信息工程电子信息工程 姓姓 名名 班班 级级 学学 号号 指导教师指导教师 交流电机调速综述 前言 自 19 世纪 80 年代起至 19 世纪末以前,工业上传动用的电动机一直被直流电动机所 垄断。 到了 19 世纪末， 出现了三相电源和结构简单、 坚固耐用的交

2、流笼型电动机以后, 交 流电动机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。 随着生产的不断发展,速度可调 成了传动装置的一项基本要求, 并且, 除了满足一定的调速范围和连续可调的同时, 还 必须具有持续的稳定性和良好的瞬态性能。直流电机虽然可以满足这些要求, 但它在容 量、体积、制造、成本、运行和维护方面都不及交流电机，所以长期以来人们一直希望 能开发出交流调速电动机以代替直流电动机。从 60 年代起，国外开始重视交流电机调 速。随着电力电子学与电子技术的发展，使得采用半导体变流调速系统得以实现。尤其 是 70 年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用， 为交流电

3、机拖动系统的发展创造了有利条件, 促进了各种类型的交流电机调速系统,如 串极调速系统、变频调速系统、无换相器电动机调速系统以及矢量控制调速系统等的飞 速发展。国外从 90 年代起，新上项目基本上全采用交流调速。目前在调速传动领域交 流电机已有取代直流电机的趋势，国内对交流调速系统的研究也非常活跃。 主题 1.交流电机调速系统的主要构成要素 一个完整的交流调速系统主要包括电力变换装置、控制部分、检测部分、电机等。 这几种基本构成要素必须有机地联系起来，进行最佳匹配才能实现预定的目的。 2交流电机调速系统类型 交流电机调速系统的发展经历了几个阶段，带有方向性的典型现代交流电机调 速系统如下： （1

4、）调压调速系统 调压调速过去常用的方法是在定子回路串入饱和电抗器， 或在定子侧加自耦调压器， 存在的问题是调速不灵活，效率低。晶闸管元件出现后，由于它几乎不消耗铜铁材料， 体积小，控制方便, 用晶闸管功率变换器来完成馈送任务，这就构成了由绕线异步电动 机与晶闸管变换器共同组成的晶闸管调压器，通过控制触发脉冲的相位角，便可控制加 在负载上的电压大小，很快成为交流调压器的主要形式。但由于相位控制时，晶闸管导 通后负载上获得的电压波形不是电网提供的完整的工频电压波形，因此产生了成分复杂 的谐波。 （2）串级调速系统 串级调速是在绕线式异步电动机转子回路中串入与定子电势相同频率的附加电势， 通过改变附

5、加电势幅值的大小和相位来实现调速，这是一种比较经济实用的调速方法， 有次同步及超同步两种串调方式，可以四象限运行，调速性能较好，多用在较大容量拖 动系统中。 （3）变频调速系统 变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是运用最广、最有发展前途的调速 方式。交流电机变频调速系统的种类很多，从 60 年代提出的电压源型变频器开始，相 继发展了电流源型、脉宽调制型等各种变频器。目前变频调速的主要方案有：交-交变频 调速、交-直-交变频调速、同步电动机自控式变频调速、正弦波脉宽调制(SPWM)变频调 速、矢量控制变频调速等。这些变频调速技术的发展很大程度上依赖于大功率半导体器 件的制造水平。随着电力

6、电子技术的发展, 特别是可关断晶闸管 GTO、电力晶体管 GTR、 绝缘门极晶体管 IGBT 及 MOS 晶闸管 MTC 等具有自关断能力全控功率元件的发展，再加 上控制单元也从分离元件发展到大规模数字集成电路及采用微机控制，从而使变频装置 的快速性、可靠性及经济性不断提高。 3交流调速系统的发展及应用 （1）全数字化的控制系统 随着计算机技术的发展，人们对数字化信息的依赖程度越来越高。计算机、网络和 电机传动系统的完美结合是现代产业的发展方向。为了使交流调速系统与信息系统紧密 结合， 同时为了提高交流调速系统自身的性能， 必须使交流调速系统实现全数字化控制。 单片机已经在交流调速系统中得到了广泛应用。 由于交流电机的控制理论不断发展，控制策略和控制算法也日益复杂。扩展卡尔曼 滤波、FFT、状态观测器、自适应控制、人工神经网络等在交流电机的矢量控制或直接转 矩控制中得到了应用。因此, DSP芯片在全数字化的高性能交流调速系统中找 到了施展 身手的舞台。如 TI 公司的 MCS320F240 DSP 芯片，以其较高