車輛磨合工作臺加載部分設計

1、2.1 直流電動機的調速方法 采用改變電動機端電壓調速的方法。當額定勵磁保持不變，理想空載轉速隨u減小而減小，各特性線斜率不變，由此可實現額定轉速以下大范圍平滑調速，并且在整個調速范圍內機械特性硬度不變。變電壓調速要有可調的直流電源，根據供電電源的種類分兩種情況：一是采用可控變流裝置，將交流電轉變?yōu)榭烧{的直流電。二是采用直流斬波器，在具有恒定直流供電電源的地方，實現脈沖調壓調速由于工礦企業(yè)中大多為交流電源，因此前一種情況應用最廣。晶閘管變流裝置輸出的直流脈動電壓加在電抗器l和電動機電樞兩端，l起濾波作用以及保持電流連續(xù)。改變晶閘管觸發(fā)電路的移相控制電壓，就可改變觸發(fā)脈沖的控制角。，從而改變輸出

2、平均電壓的大小，實現平滑的調壓調速。2.2 調速系統(tǒng)的確定雙閉環(huán)調速asracrupemg圖1 轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)結構為了實現轉速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設置兩個調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。如圖2所示。圖中，把轉速調節(jié)器的輸出當作電流調節(jié)器的輸入，再用電流調節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器upe。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內環(huán)；轉速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。從圖1可以看到在系統(tǒng)中設置兩個調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套（或稱串級）聯接。由此實現轉速和電流兩

3、種負反饋分別起作用。2.4 觸發(fā)電路的選擇觸發(fā)電路與驅動電路是電力電子裝置的重要組成部分。為了充分發(fā)揮電力電子器件的潛力、保證裝置的正常運行，必須正確設計與選擇觸發(fā)電路與驅動電路。晶閘管的觸發(fā)信號可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖。為了減少門極損耗，確保觸發(fā)時刻的準確性，觸發(fā)信號常采用脈沖形式。晶閘管對觸發(fā)電路的基本要求有如下幾條： 1、觸發(fā)信號要有足夠的功率 為使晶閘管可靠觸發(fā)，觸發(fā)電路提供的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流必須大于晶閘管產品參數提供的門極觸發(fā)電壓與觸發(fā)電流值，即必須保證具有足夠的觸發(fā)功率。2、觸發(fā)脈沖必須與主回路電源電壓保持同步。實現同步的辦法通常是選擇觸發(fā)電路的同

4、步電壓，使其與晶閘管主電壓之間滿足一定的相位關系。3、觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，前沿要陡。為使被觸發(fā)的晶閘管能保持住導通狀態(tài)，晶閘管的陽極電流在觸發(fā)脈沖消失前必須達到擎住電流，因此，要求觸發(fā)脈沖應具有一定的寬度，不能過窄。4、觸發(fā)脈沖的移相范圍應能滿足主電路的要求。觸發(fā)脈沖的移相范圍與主電路的型式、負載性質及變流裝置的用途有關。無刷直流電動機實質上是一種特定類型的同步電動機，調速時只在表面上控制了輸入電壓，實際上也自動地控制了頻率，仍屬于同步電動機的變壓變頻調速。電動勢與電流波形直流電動機的轉子磁極采用瓦形磁鋼，經專門的磁路設計，可獲得梯形波的氣隙磁場，定子采用集中整距繞組，因而感應的電動勢也是

5、梯形波的。由逆變器提供與電動勢嚴格同相的方波電流，同一相（例如a相）的電動勢 ea和電流波 ia 形圖如下圖所示。eaiaipepiaeaowt梯形波永磁同步電動機的電動勢與電流波形圖 由于各相電流都是方波，逆變器的電壓只須按直流pwm的方法進行控制，比各種交流pwm控制都要簡單得多，這是設計梯形波永磁同步電動機的初衷。然而由于繞組電感的作用，換相時電流波形不可能突跳，其波形實際上只能是近似梯形的，因而通過氣隙傳送到轉子的電磁功率也是梯形波。梯形波永磁同步電動機的等效電路及逆變器主電路原理圖電壓方程：對于梯形波的電動勢和電流，不能簡單地用矢量表示，因而旋轉坐標變換也不適用，只好在靜止的abc坐

6、標上建立電機的數學模型。 當電動機中點與直流母線負極共地時，電動機的電壓方程可以用下式表示 式中 ua、ub 、uc 三相輸入對地電壓 ia、ib 、ic 三相電流 ea、eb 、ec 三相電動勢 rs定子每相電阻 ls定子每相繞組的自感 lm定子任意兩相繞組間的互感由于三相定子繞組對稱，故有 ia + ib + ic = 0則 lm ib + lm ic = - lm ia lm ic + lm ia = - lm ib lm ia + lm ib = - lm ic 代入上式，并整理后得 設梯形波永磁同步電動機的電動勢與電流波形圖中方波電流的峰值為 ip ，梯形波電動勢的峰值為ep，在一般

7、情況下，同時只有兩相導通，從逆變器直流側看進去，為兩相繞組串聯，則電磁功率為 pm = 2 ep ip。忽略電流換相過程的影響，電磁轉矩為 式中p 梯形波勵磁磁鏈的峰值，是恒定值。 由此可見，梯形波永磁同步電動機（即無刷直流電動機）的轉矩與電流成正比，和一般的直流電動機相當。這樣，其控制系統(tǒng)也和直流調速系統(tǒng)一樣，要求不高時，可采用開環(huán)調速，對于動態(tài)性能要求較高的負載，可采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。 無論是開環(huán)還是閉環(huán)系統(tǒng)，都必須具備轉子位置檢測、發(fā)出換相信號、調速時對直流電壓的pwm控制等功能?，F已生產出專用的集成化芯片，比如：mc33033、mc33035等。 不考慮換相過程及pwm波等因素的影響，當主電路原理圖中的vt1和vt6導通時，a、b兩相導通而c相關斷，則可得無刷直流電動機的動態(tài)電壓方程為 在上