車(chē)輛磨合工作臺(tái)加載部分設(shè)計(jì)

1、2.1 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 采用改變電動(dòng)機(jī)端電壓調(diào)速的方法。當(dāng)額定勵(lì)磁保持不變，理想空載轉(zhuǎn)速隨u減小而減小，各特性線斜率不變，由此可實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速以下大范圍平滑調(diào)速，并且在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)機(jī)械特性硬度不變。變電壓調(diào)速要有可調(diào)的直流電源，根據(jù)供電電源的種類(lèi)分兩種情況：一是采用可控變流裝置，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)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(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)壓調(diào)速由于工礦企業(yè)中大多為交流電源，因此前一種情況應(yīng)用最廣。晶閘管變流裝置輸出的直流脈動(dòng)電壓加在電抗器l和電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)壓調(diào)速。2.2 調(diào)速系統(tǒng)的確定雙閉環(huán)調(diào)速asracrupemg圖1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。如圖2所示。圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器upe。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱(chēng)作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱(chēng)作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。從圖1可以看到在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱(chēng)串級(jí)）聯(lián)接。由此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩

3、種負(fù)反饋分別起作用。2.4 觸發(fā)電路的選擇觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)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(yùn)行，必須正確設(shè)計(jì)與選擇觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)電路。晶閘管的觸發(fā)信號(hào)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(mén)極損耗，確保觸發(fā)時(shí)刻的準(zhǔn)確性，觸發(fā)信號(hào)常采用脈沖形式。晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的基本要求有如下幾條： 1、觸發(fā)信號(hào)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(chǎn)品參數(shù)提供的門(mén)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(shí)現(xiàn)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(guān)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(dǎo)通狀態(tài)，晶閘管的陽(yáng)極電流在觸發(fā)脈沖消失前必須達(dá)到擎住電流，因此，要求觸發(fā)脈沖應(yīng)具有一定的寬度，不能過(guò)窄。4、觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)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(fù)載性質(zhì)及變流裝置的用途有關(guān)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種特定類(lèi)型的同步電動(dòng)機(jī)，調(diào)速時(shí)只在表面上控制了輸入電壓，實(shí)際上也自動(dòng)地控制了頻率，仍屬于同步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速。電動(dòng)勢(shì)與電流波形直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極采用瓦形磁鋼，經(jīng)專(zhuān)門(mén)的磁路設(shè)計(jì)，可獲得梯形波的氣隙磁場(chǎng)，定子采用集中整距繞組，因而感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也是

5、梯形波的。由逆變器提供與電動(dòng)勢(shì)嚴(yán)格同相的方波電流，同一相（例如a相）的電動(dòng)勢(shì) ea和電流波 ia 形圖如下圖所示。eaiaipepiaeaowt梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)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(jìn)行控制，比各種交流pwm控制都要簡(jiǎn)單得多，這是設(shè)計(jì)梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的初衷。然而由于繞組電感的作用，換相時(shí)電流波形不可能突跳，其波形實(shí)際上只能是近似梯形的，因而通過(guò)氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率也是梯形波。梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的等效電路及逆變器主電路原理圖電壓方程：對(duì)于梯形波的電動(dòng)勢(shì)和電流，不能簡(jiǎn)單地用矢量表示，因而旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換也不適用，只好在靜止的abc坐

6、標(biāo)上建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)中點(diǎn)與直流母線負(fù)極共地時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電壓方程可以用下式表示 式中 ua、ub 、uc 三相輸入對(duì)地電壓 ia、ib 、ic 三相電流 ea、eb 、ec 三相電動(dòng)勢(shì) 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(duì)稱(chēng)，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(shè)梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)與電流波形圖中方波電流的峰值為 ip ，梯形波電動(dòng)勢(shì)的峰值為ep，在一般

7、情況下，同時(shí)只有兩相導(dǎo)通，從逆變器直流側(cè)看進(jìn)去，為兩相繞組串聯(lián)，則電磁功率為 pm = 2 ep ip。忽略電流換相過(guò)程的影響，電磁轉(zhuǎn)矩為 式中p 梯形波勵(lì)磁磁鏈的峰值，是恒定值。 由此可見(jiàn)，梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（即無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)矩與電流成正比，和一般的直流電動(dòng)機(jī)相當(dāng)。這樣，其控制系統(tǒng)也和直流調(diào)速系統(tǒng)一樣，要求不高時(shí)，可采用開(kāi)環(huán)調(diào)速，對(duì)于動(dòng)態(tài)性能要求較高的負(fù)載，可采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。 無(wú)論是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)系統(tǒng)，都必須具備轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)、發(fā)出換相信號(hào)、調(diào)速時(shí)對(duì)直流電壓的pwm控制等功能?，F(xiàn)已生產(chǎn)出專(zhuān)用的集成化芯片，比如：mc33033、mc33035等。 不考慮換相過(guò)程及pwm波等因素的影響，當(dāng)主電路原理圖中的vt1和vt6導(dǎo)通時(shí)，a、b兩相導(dǎo)通而c相關(guān)斷，則可得無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)電壓方程為 在上