汽車發(fā)電機試驗系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　隨著當今社會科技的發(fā)展，人們對發(fā)電機的各項指標如質量、造價、性能、耐久等越來越關注，于是就成就了電機試驗技術的飛速發(fā)展。</p><p>　　現(xiàn)在對發(fā)電機裝配質量及技術性能綜合評價的重要環(huán)節(jié)之一就有發(fā)電機性能測試，它已經成為了發(fā)電機的制造和生產的重要工序。操作方法過于繁瑣，需要儀器繁多，需要大量人工

2、作業(yè)來對數(shù)據(jù)進行讀取和測試對比，這些都是以前的老舊技術帶來的諸多不便，這些不便極大干擾了發(fā)電機性能測試的準確度與速度。隨著汽車裝備技術越來越精細，汽車對發(fā)電機的要求也一步一步提高了，所以對發(fā)電機測試方法的改進已是迫在眉睫的了。以后社會的趨勢：科學技術發(fā)展速度越來越快，元器件越來越精密化，人力資源日趨緊缺，而由于測試理論的豐富、測試手段的進步、從來設備精度的提高以及自動化測試系統(tǒng)和電子計算機在測試中的廣泛應用，電機的測試技術也確實有了突飛

3、猛進的發(fā)展。</p><p>　　發(fā)電機試驗是利用儀器、儀表及相關設備，按照相關的規(guī)定，對電機制造過程中的半成品和成品，或以電機為主體的配套產品的電氣性能、力學性能、安全性能及可靠性等技術指標進行的檢驗。通過這些檢驗，可以全部或部分的反映被試電機的相關性能數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)，可以判斷被試電機是否符合設計要求、品質的優(yōu)劣以及改進的目標和方向。電機試驗及檢測是電機研究、生產和維修過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。因此，對于從事

4、電機研究、生產或維修的單位來說，具備一套符合要求的電機試驗檢測設備顯得非常有必要。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Scientific and technological development of the generator performance and quality indicators put forward h

5、igher requirements, motor testing technology development and the development of the motor industry are closely related. </p><p>　　Motor test of the motor assembly quality and technical performance of an impo

6、rtant part of comprehensive evaluation is an important motor manufacturing and production processes. Conventional test equipment and method for the long operating time, the apparatus to be observed more artificial read t

7、est data and for data analysis, calculation, to a certain extent, affected the electrical test of the quality and accuracy. With the current motor design level, to further enhance the level of technology</p><p

8、>　　In recent years, with the level of technology progress and improving motor test test efficiency, reduce labor intensity of operators to improve test accuracy and test quality is imperative, and because extensive te

9、sting theory, advances in testing methods, and never improve the accuracy of the device and automated test systems and computer widely used in the test, the motor test technology has indeed been rapid development.</p&

10、gt;<p>　　Generator test is the use of equipment, instruments and related equipment, in accordance with the relevant provisions of the motor manufacturing process of semi-finished and finished products, or ancillar

11、y products as the main motor of the electrical properties, mechanical properties, security, performance and reliability and other technical indicators for the test. Through these tests, you can be whole or in part reflec

12、ts the relative performance of the motor test data, using these data, you ca</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p

13、><b>　　目 錄3</b></p><p><b>　　第一章 緒 論4</b></p><p>　　1.1課題背景及意義4</p><p>　　1.2本課題的目的內容4</p><p>　　1.3汽車交流發(fā)電機的作用4</p><p>　　1.4汽車交

14、流發(fā)電機性能測試的現(xiàn)狀及趨勢5</p><p>　　第二章：汽車發(fā)電機7</p><p>　　2.1汽車發(fā)電機的特點、結構和原理7</p><p>　　2.2汽車發(fā)電機的分類8</p><p>　　第三章：汽車交流發(fā)電機測試臺的基本組成9</p><p><b>　　3.1基本組成9</b&

15、gt;</p><p>　　第四章：汽車交流發(fā)電機的拖動電機的變頻器控制10</p><p>　　第五章：整機電路圖設計13</p><p>　　5.1使用硬件13</p><p>　　5.2使用電氣元器件清單18</p><p>　　5.3控制回路原理圖19</p><p>　　5.

16、4檢測回路原理圖19</p><p>　　第六章：PLC編程20</p><p>　　6.1PLC I/O口定義20</p><p>　　6.2PLC程序編寫21</p><p>　　第七章：組態(tài)王軟件設計24</p><p>　　7.1組態(tài)王簡介24</p><p>　　7.2輸入

17、變量24</p><p>　　7.3程序界面26</p><p><b>　　結 論29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題背景及意義&l

18、t;/p><p>　　隨著國民經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車作為一項消費品逐漸走入了人們的家庭，它已成為一門重要的產業(yè)，尤其是一些家用小轎車為人們所關注、喜愛。汽車的性能為人們所看重。汽車上的各種電子設備也隨之而發(fā)展。</p><p>　　汽車交流發(fā)電機是汽車的主要電源之一，交流發(fā)電機問世以來，以其輸出功率大，可靠性好，使用壽命長等優(yōu)點深甓廣大用戶歡迎。近幾十年來，交流發(fā)電機無論是在結構

19、方面。加工工藝方面．還是在原材料使用方面都有了較大的改進。目前國內絕大多數(shù)汽車發(fā)電機生產廠家對汽車發(fā)電機的性能測試都是沿用傳統(tǒng)的測試方法，其測試精度低、誤差大、效率低、數(shù)據(jù)不能存貯。給產品質量追溯帶來很大的不便。而國外發(fā)達國家的汽車發(fā)電機生產廠家已經把微機引入到這一領域。近幾年來國內幾家大型汽車電器企業(yè)也陸續(xù)引進了此類設備，但價格昂貴，因此，在我國研制性能穩(wěn)定、測試精度高的汽車發(fā)電機性能微機測試系統(tǒng)，是一件很有意義而又迫切的工作。<

20、;/p><p>　　1.2本課題的目的內容</p><p>　　本課題設計一套汽車交流發(fā)電機的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)測試汽車發(fā)電機是否能按要求輸出電壓和電流，為蓄電池充電。測試時再轉速范圍內取三個點，每個轉速設定一個負載電流，測試發(fā)電機的輸出電壓和電流，判斷發(fā)電機是否合格。要求設計硬件電路及上位機操作界面，上位機界面用組態(tài)王。</p><p>　　1.3汽車交流發(fā)電機的作用&

21、lt;/p><p>　　汽車用的交流發(fā)電機問世以來，以其獨特的優(yōu)點深受廣大用戶的歡迎。但隨著汽車技術的不斷發(fā)展，車內設備的不斷完善和增加，對交流發(fā)電機的要求也越來越高：輸出功率大、可靠性好、使用壽命長，體積小、重量輕、維護方便。20多年來交流發(fā)電機單位重量的輸出功率增加了近8倍，外徑減小了30％左右，在結構和加工工藝方面，都有了很大的改進。隨著汽車上各種電子設備的增多，特別是照明設備，空調設備、信號系統(tǒng)、閉路電視，音

22、響的引進，要求的電源的功率越來越大，對發(fā)電機的要求也越來越高。發(fā)電機運轉時既對各種用電設備供電，也對蓄電池充電。當發(fā)電機停止運轉發(fā)電時，由蓄電池向各用電設備供電。</p><p>　　1.4汽車交流發(fā)電機性能測試的現(xiàn)狀及趨勢</p><p>　　在電機的生產運行和科研過程中，需要對電機的性能，參數(shù)等進行必要的測試，以檢驗電機是否滿足有關技術要求的規(guī)定，或尋求改進設計工藝的途徑和方法。電機性

23、能測試臺主要是研究電機各種特性及參數(shù)的測試，包括電機的工作特性、機械特性、熱、聲、磁場、電量及電參數(shù)的測試，誤差分析和試驗數(shù)據(jù)處理</p><p>　　汽車交流發(fā)電機性能測試臺的發(fā)展與電機工業(yè)的發(fā)展是密切相關的?？茖W技術的發(fā)展對電機的發(fā)展提出了越來越高的性能和質量指標。由于電機容量的不斷增長以及電機性能指標的要求日益提高，有些常用的測試方法或者受到試驗站電源容量及安裝條件的限制，或因精度及速度不滿足要求．近年來國

24、內外對試驗中非電量傳感器儀器的研制以及新的電機測試方法做了大量工作，使測試的精度和速度有了顯著的提高。</p><p>　　隨著電子技術和計算機的發(fā)展，儀器儀表業(yè)發(fā)生了歷史性的變化．儀器儀表參數(shù)的數(shù)字化和智能化，也使得電機測試技術有了長足的進步。數(shù)字化電壓表，數(shù)字轉矩轉速儀，光電數(shù)字測遮儀，智能型溫控儀，以及數(shù)字存儲示波器等一系列現(xiàn)代測試儀表的出現(xiàn)促進了電機自動測試技術的發(fā)展，解決了過去難以解決的電機測試技術課題

25、，測試系統(tǒng)的精度和可靠性也大大提商。</p><p>　　國內外已研發(fā)出～些先進的數(shù)據(jù)采集卡以及數(shù)據(jù)輸入輸出卡，如研華公司的數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG，PCL-8181T。數(shù)據(jù)輸入輸出卡PCL-724等等。利用這些嵌入式卡把采集到的各種傳感器信號輸入到計算機中進行處理。</p><p>　　測試系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)一體化是現(xiàn)代電機測試技術的主要特征之一。近年來，單片微機應用的大量推廣為自動

26、測試系統(tǒng)開拓了發(fā)展的新途徑。單片微機在自動測試系統(tǒng)中的功能：進行程序控制、監(jiān)視測試過程、記錄整理并分析測試結果（即將測得的數(shù)據(jù)進行分析處理），最后以數(shù)字顯示、打印或繪制圖表，也可以信息方式存儲。單片微機在測試系統(tǒng)中以作為測試設備的一部分。充當于一部分電子測量儀器的作用。但單片機也存在一些難以克服的缺點。出于速度慢、內存小，執(zhí)行一些大點的程序就顯得不足了。另外單片機也存在著程序失控的現(xiàn)象。程序失控是指系統(tǒng)受某種干擾后。Pc值偏離了給定的唯

27、一變化歷程，導致程序運行偏離了正常的運行路徑。程序失控因素及后果往往不可預計。程序失控后的非正常運行會造成各種損害。很多情況下都進入死循環(huán)而導致死機。單片機容易受到電磁干擾，抗干擾的能力差。</p><p>　　國外可編程控制器已引入了電機的數(shù)字化測試中。因為可編程控制器具有與計算機、單片機一樣的編程能力，編程語。言簡單、易學、抗干擾能力強．它可將中間繼電器、時間繼電器之間大量的控制邏輯關系變成簡單的程序，輸入給

28、PLC中的CPU進行運算和處理。然后只將結果輸出給執(zhí)行單元，使得控制系統(tǒng)在中間控制邏輯的環(huán)節(jié)中不會出現(xiàn)任何問題，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　在繼電器控制系統(tǒng)中，如果要對一臺已設計好的控制器作一些原理上的變動。那就的變動連線，甚至增加元件。但使用可編程控制囂就方便多了，只要改變一下程序或增加幾條程序就可圓滿解決問題。但如果控制對象的輸入輸出接口數(shù)量和內存容量大，可編程控制器比較昂貴，不易實現(xiàn)對

29、發(fā)電機的參數(shù)模擬量的檢測。</p><p>　　采用通用工業(yè)Pc微機控制系統(tǒng)是一種比較好的控制方法。工控機系統(tǒng)是指對機電設備進行測量和控制的自動化系統(tǒng)，是檢測、判斷、處理、通訊的總稱。通用工業(yè)Pc微機具有良好的開發(fā)性、能降低控制系統(tǒng)的成本，且具備良好的安全性、靈活性和聯(lián)網(wǎng)性，并簡化了維護和培訓。它的外部堅固，耐沖擊能力和震動：具有工業(yè)標準電源。高可靠，高性能，開放式架構，具備升級擴展能力。選用通用工業(yè)Pc微機，再

30、配以有關功能卡。使用相關系統(tǒng)及應用軟件可完成電機的自動測量和控制。</p><p>　　綜上所述，研究開發(fā)和使用PLC加上位機或者使用工業(yè)控制計算機來測量控制電機是當前國內外的主流和發(fā)展方向。</p><p><b>　　第二章：汽車發(fā)電機</b></p><p>　　2.1汽車發(fā)電機的特點、結構和原理</p><p>

31、　　汽車發(fā)電機是用來對蓄電池進行充電和供給汽車上各種用電設備所需的電能，它輸出的必須是直流電。交流發(fā)電機作為汽車的一種電源，是由三相同步發(fā)電機，硅整流器及電壓調節(jié)器三部分組成的。交流發(fā)電機在沒有達到工作電壓時，即在很低速度運轉時．它的磁場是它激的，由蓄電池供給激磁繞組電流．當開始發(fā)電后是自激的。</p><p>　　汽車用的三相交流發(fā)電機的基本原理同三相交流發(fā)電機，它在結構上與一般工業(yè)用凸極式交流發(fā)電機不同．汽車

32、用三相同步發(fā)電機的磁場是采用鳥嘴形磁極，它的形狀像鳥嘴。這種磁極是可以使定子感應的交流電動勢近似于下弦曲線。每個磁極的磁通經轉子的鐵芯回合．形成發(fā)電機的總磁通?？偞磐ǖ扔谝粋€極性所有磁極的磁通總和。這樣就可以采用一個簡單的激磁繞組。繞在轉子的鐵芯上。所以只消耗少量的銅線。發(fā)電機的轉子是電機的磁場部分。它主要由激磁繞組，磁極和滑環(huán)組成。單個磁極的形狀像鳥嘴形，但它的整體像一個爪子。所以一個極性的整體磁極也稱爪極。</p>&

33、lt;p>　　磁極數(shù)目有4對，5對。6對，7對等，各個工廠設計的不一樣。我國目前生產的汽車交流發(fā)電機大多采用6對磁極，即轉子每旋轉一轉，定子的每相電路上能產生6個周期的交流電動勢。轉予的滑環(huán)也稱集電環(huán)，是由2個彼此絕緣的銅環(huán)組成．中間的絕緣材料一般使用玻璃纖維塑料?；h(huán)可以用銅管加工而成，也可以用銅板拉伸沖制而成，與玻璃纖維塑料或其他有一定機械強度并能耐熱的塑料壓成一體后。再壓裝到軸上。這個滑環(huán)與裝在炭刷端蓋上的2個炭刷接觸，用接

34、線柱引到發(fā)電機外部。</p><p>　　要使交流發(fā)電機定子繞組中產生電動勢，就必須對其磁極進行激磁。激磁的方法，一般分為他激和自激兩種。</p><p>　　一般工業(yè)用的交流發(fā)電機的源磁大都采用他激的，即完全由另外的電源對發(fā)電機的磁級進行激磁；另一種是自激的，即利用本身定子繞組中發(fā)出的電，供給本身的磁極。另外也有一種是永磁式。即磁極是預先充好磁的，這種激磁方法一般用于100瓦以下的小型交

35、流發(fā)電機。例如小型拖拉機采用這種永磁交流發(fā)電機。</p><p>　　汽車用的交流發(fā)電機的激磁方法與一般工業(yè)用交流發(fā)電機不同，它在低速運轉時，即還未達到蓄電池充電電壓時，是他激的，即用蓄電池的電流供給發(fā)電機的激磁繞組；當高速運轉時，即發(fā)電機的轉速已達到蓄電池充電電壓的轉速時，發(fā)電機是自激的，即利用定子繞組本身產生的、經過整流的直流電流．供給發(fā)電機本身的激磁繞組。</p><p>　　汽車交

36、流發(fā)電機的使用條件與一般工業(yè)用的交流發(fā)電機不同。一般工業(yè)用的交流發(fā)電機的使用轉速是固定的，而汽車交流發(fā)電機是安裝在發(fā)動機上，按固定的傳動比(即發(fā)動機曲軸皮帶輪直徑與發(fā)電機皮帶輪直徑之比)由發(fā)動機曲軸帶動。所以，發(fā)電機的轉速在很大的范圍內變化，即在相當于發(fā)動機最低速度(即發(fā)動機怠轉時)到相當于發(fā)動機最高轉速的范圍內變化。對～般現(xiàn)代汽油發(fā)動機來說，它的轉速變化為l:8；對柴油發(fā)動機來說，可以為1:3.5。所以，表示汽車交流發(fā)電機特性的方法也

37、不同，一般以速度變化為基準，表示出各變量之間的關系，并且要求在這么大的轉速范圍內發(fā)電機的電壓保持在一定的數(shù)值，這要通過電壓調節(jié)器來達到。</p><p>　　大多數(shù)的汽車交流發(fā)電機的整流器是由6只硅二極管組成，3只負極管子裝在后端蓋上，另三只正極管子裝在一塊整體的散熱板上，稱為元件板。6只二極管組成三相橋式全波整流線路。</p><p>　　汽車交流發(fā)電機是三相同步電機．轉子的轉速和定子繞

38、組中產生的感應電動勢的頻率成一定的比例。他們的關系是：</p><p><b>　　f=pn/60</b></p><p>　　式中：f——發(fā)電機的頻率，</p><p>　　P——發(fā)電機磁極對數(shù)</p><p><b>　　n——轉子的轉速，</b></p><p>　　2

39、.2汽車發(fā)電機的分類</p><p>　　汽車用發(fā)電機可分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機，由于交流發(fā)電機在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機，直流發(fā)電機已被淘汰，交流發(fā)電機按照不同的分類方法分為以下幾類：</p><p>　　1.按結總體結構分五類</p><p>　　普通交流發(fā)電機又稱為“硅整流發(fā)電機”(使用時需要配裝電壓調節(jié)器的發(fā)電機)。例JF132（EQ140用）。</p

40、><p>　　整體式交流發(fā)電機(發(fā)電機和調節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機) 例別克轎車的發(fā)動機上裝配的是CS型發(fā)電機（包括CS-121、CS-130和CS-144三種不同的型號）；</p><p>　　帶泵交流發(fā)電機。(帶泵交流發(fā)電機安的泵是真空泵不是真空助力泵，真空助力泵是汽車制動系統(tǒng)上的）；</p><p>　　無刷交流發(fā)電機(不需要電刷的發(fā)電機) 例JFW1913；&l

41、t;/p><p>　　永磁交流發(fā)電機。磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機)。</p><p>　　2.按整流器結構分四類</p><p>　　六管交流發(fā)電機例JF1522（東風汽車用）；</p><p>　　八管交流發(fā)電機例JFZ1542（天津夏利汽車用）；</p><p>　　九管交流發(fā)電機例（日本日立、三凌、馬自達汽車用）

42、；</p><p>　　十一管交流發(fā)電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）。</p><p>　　3.按磁場繞組搭鐵形式兩分類</p><p>　?。?）內搭鐵型交流發(fā)電機磁場繞組的一端（負極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)）。</p><p>　?。?）外搭鐵型交流發(fā)電機磁場繞組的一端（負極）接入調節(jié)器，通過調節(jié)器后再搭鐵</p>

43、<p>　　第三章：汽車交流發(fā)電機測試臺的基本組成</p><p><b>　　3.1基本組成</b></p><p>　　交流發(fā)電機測試臺由機械系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機及變頻調速控制等組成。</p><p><b>　　(1)電氣硬件設計</b></p><p>　　該系統(tǒng)

44、由上位機顯示器、鍵盤、鼠標、操作臺、電器元器件箱等三部分組成。</p><p>　　操作臺高度1.65米，比較人性化的設計。全九折型材和16折型材骨架搭建而成，表面做噴塑處理（國際灰）。配19寸顯示器，及急停按鈕。工控機采用研華品牌，抽屜式。轉速測量傳感器選用軍品傳感器，耐高溫，響應速度快，采樣精確。通過三維建模軟件設計詳細外觀，如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1測試平臺三維效

45、果圖</p><p><b>　　(2)設計軟件</b></p><p>　　研華工控機內預裝微軟公司XP系統(tǒng)、西門子200系列PLC編程軟件：STEP7-MicroWIN V4.0_SP6、組態(tài)王軟件。</p><p>　　第四章：汽車交流發(fā)電機的拖動電機的變頻器控制</p><p>　　本文的交流發(fā)電機的拖動采用交流

46、異步電動機拖動，異步電機的控制采用變頻器來控制。通過改變定子供電頻率來改變同步轉速實現(xiàn)對異步電動機的調試．在調速過程中從高速到低速都可以保持有限的轉差率．因而具有高效率．寬范圍和高精度的調速性能。</p><p>　　從某種意義上說，如果能夠有一個可以任意改變頻率的電源的話，即可以通過改變該電源的頻率來實現(xiàn)對異步電動機的高速控制。但是，由于在實際的調速控制過程中，還必須考慮到有效利用電動機磁場。抑制起動電流和得到

47、理想的轉矩特性等方面的問題，一個普通的頻率可調交流電源并不能滿足對異步電動機進行調速控制的需要。改變定子電源頻率可以改變同步轉速和異步電動機的轉速。異步電動機定子繞組每相感應電動勢為：</p><p>　　式中k——定子繞組等值匝數(shù)，k<1：</p><p>　　w——定子繞組的實際匝數(shù)：</p><p>　　f——定子電源的頻率；</p>&

48、lt;p>　　——氣隙中的磁通量；</p><p><b>　　——電機外加電壓：</b></p><p><b>　　——電機定子電流；</b></p><p><b>　　——電機定予阻抗。</b></p><p>　　如果略去定子阻抗電壓降，則感應電動勢近似等于定子

49、外加電壓</p><p>　　從上式可以看出，若定子端電壓U不變，則隨著；的升高，氣隙磁通將減小，電機轉矩為</p><p><b>　　式中——轉子電流；</b></p><p>　　cos——轉子電路功率因數(shù)：</p><p><b>　　——轉矩常數(shù)。</b></p><p

50、>　　從電機轉矩公式可看出中的減小勢必會導致電機允許輸出轉矩T下降，使電機的利用率降低，同時，電機的最大轉矩也將降低，嚴重時會使電機堵轉。</p><p>　　若維持定子端電壓，不變，而減小，則增加，將造成磁路過飽和，勵磁電流增加，鐵心過熱，這是不允許的。為此在調頻的同時需改變定子電壓，維持氣隙磁通不變。根據(jù)和的不同比例關系，將有不同的變頻調速方式。</p><p>　　基頻以下恒磁

51、通變頻調速：</p><p>　　由于難于直接檢測和直接控制，當和較高時，可略去定子阻抗壓降</p><p><b>　　近似得出</b></p><p>　　為保持電機輸出轉矩T不變以保證電動機的負載能力，就要求氣隙磁通不變，因此耍求定子端電壓與頻率成比例地變化。即/為常數(shù)，這種控制稱為近似的恒磁通變頻調速(因為忽略了定子電壓)，屬于恒轉矩調

52、速方式。</p><p>　　但在低頻時，定子電阻的壓降已不可忽略，隨著定予電壓的增加，最大轉矩減小，起動轉矩也減小。為了能在低速時輸出大的轉矩，應當采用</p><p>　　的協(xié)調控制。此時隨著 的降低，應適當提高，以補償定子電阻壓降的影響，使氣隙磁通基本保持不變。通用變頻器中與之間的函數(shù)關系有很多種(如三菱公司的變頻器616G5可提供15種預先設定好的/,曲線，同時可允許用戶進行任意設

53、定)，使用時可以根據(jù)負載性質和運行狀況加以選擇或設定。</p><p>　　基頻以上的弱磁變頻調速：</p><p>　　當電動機轉速超過額定轉速調速時．即，若維持/=C，加在定子上的電壓必會超過電機的額定電壓．這當然是不允許的。由于在時，往往采用使定子電壓不再升高．保持這樣氣隙磁通就會小于額定磁通，導致轉矩的減小，相當于直流電動機弱磁調速的情況。</p><p>

54、　　從電機學知道，在改變定子供電頻率的同時，按關系式</p><p>　　調整定子電壓，可使電動機功率等于電動機的額定功率．而轉矩隨或的增加而減小，可有如下關系</p><p>　　這是一種近似恒功率調速方式。如果將恒轉矩調速和恒功率調速結合起來，可得到寬的調速范圍。在電機低于額定轉速時，采用恒轉矩變頻調速；高于額定轉速時，采用恒功率調速。</p><p>　　由上

55、面的討論可知，異步電動機的變頻調速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率的可調電源，實現(xiàn)所謂的VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)調速控制，這類實現(xiàn)變頻調速功能的變頻調速裝置被稱為變頻器。</p><p>　　第五章：整機電路圖設計</p><p><b>　　5.1使用硬件</b>&l

56、t;/p><p>　　本次設計應用西門子S7-200 CPU224，S7-200 CPU224本機集成了14點輸入/10點輸出，共有24個數(shù)字量I/O。它可連接7個擴展模塊，最大擴展至168點數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。CPU224有13Ｋ字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存貯空間，６個獨立的30KHz高速計數(shù)器，２路獨立的20KHｚ高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU224配有１個RS-485通訊/編程口，具有PPI通訊、

57、MPI通訊和自由方式通訊能力，是具有較強控制能力的小型控制器。</p><p>　　圖4-1 CPU224接線圖</p><p>　　此外還要用到擴展模塊S7 200-EM235，EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。</p><p>　　上圖演示了模擬量擴展模塊的接線方法，對于電壓信號，按正、負極直接接入X＋和X－；對于電

58、流信號，將RX和X＋短接后接入電流輸入信號的“＋”端；未連接傳感器的通道要將X＋和X－短接。</p><p>　　對于某一模塊，只能將輸入端同時設置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。</p><p>　　EM235模塊的常用技術參數(shù)：</p><p>　　5.2使用電氣元器件清單</p><p>　　5.3控制回路原理圖</p

59、><p>　　5.4檢測回路原理圖</p><p><b>　　第六章：PLC編程</b></p><p>　　6.1PLC I/O口定義</p><p>　　6.2PLC程序編寫</p><p>　　第七章：組態(tài)王軟件設計</p><p><b>　　7.1組態(tài)王簡

60、介</b></p><p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。</p><p>　　通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控

61、制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。</p>

62、;<p><b>　　7.2輸入變量</b></p><p><b>　　7.3程序界面</b></p><p><b>　　程序首頁</b></p><p><b>　　監(jiān)控畫面</b></p><p><b>　　實時數(shù)據(jù)報表&

63、lt;/b></p><p><b>　　參數(shù)實時曲線</b></p><p><b>　　實時報警</b></p><p><b>　　歷史曲線</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　為期

64、一學期的畢業(yè)設計結束了，在這短短的幾個月當中，我不僅鞏固了以前學到的專業(yè)知識，更重要的是我學到了許多新知識，學會了設計一個系統(tǒng)的步驟、方法和設計思想，還學到了作為一個設計人員應該具備的素質。</p><p>　　在畢業(yè)設計之初，我首先拿到了畢業(yè)設計的題目《汽車發(fā)電機測試系統(tǒng)設計》，從中我們知道了這次設計的目的、要求以及要完成的工作。設計總是在不斷的改進和完善中完成的，每一個器件的選擇都要有很多的考慮。我在設計中不

65、斷的更換新的器件和設計方法，完善軟件設計，最后做成了本次設計，基本實現(xiàn)了畢業(yè)設計任務書中的要求。尤其是到現(xiàn)場調試時，面臨著諸如符合生產工藝流程、便于文化層次低的人員操作、故障情況下的處理、便于維修和施工、可移植性強等很多問題，這些都要一一解決。在這次畢業(yè)設計中還存在很多不能令人滿意的地方，這些地方也暴露了我在以前學習過程中的疏漏之處，我一定會在以后的學習和工作中逐步改正。</p><p>　　綜上所述，本系統(tǒng)具有

66、以下的特點：</p><p>　?。?）采用了編程靈活的PLC作為主要控制設備，PCL-247，PCL-812PG作為數(shù)據(jù)輸入輸出的傳感器，使得整個系統(tǒng)可靠性高、使用簡單、自動化程度高。</p><p>　?。?）采用PLC+PC+組態(tài)王軟件實現(xiàn)操作控制和顯示，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。</p><p>　　（3）系統(tǒng)具有完備的故障處理能力

67、，具有實時的故障現(xiàn)場報警和指示功能。</p><p>　　由于篇幅和作者水平有限，難免會有不完善的地方，希望各位老師給予批評指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　劉金琨.先進PID控制及其MATLAB實現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)版社, 2003.</p><p>　　李向東主編，電器控制

68、與PLC應用技術[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.1.</p><p>　　陳立定，吳玉香，等. 電氣控制與可編程控制器. 廣州：華南理工大學出版社，2008.</p><p>　　王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC應用. 北京：北京航空航天出版社，2003.</p><p>　　薛迎成. PLC與觸摸屏控制技術. 北京：中國電力出版社，2008. </p&

69、gt;<p>　　賈伯年，俞樸. 傳感器技術. 南京：東南大學出版社，1992.</p><p>　　王淑旺,郗世洪,孫純哲,周政,桂星星,. 電動汽車用電機控制器過電流保護方法[J]. 微特電機,2011,(8). </p><p>　　童永,陳順東,. 純電動大客車遠程監(jiān)控終端設計[J]. 安徽科技,2011,(6). </p><p>　　楊發(fā)順

70、,林潔馨,馬奎,丁召,傅興華,. 汽車電壓調節(jié)器集成電路芯片版圖設計[J]. 半導體技術,2009,(9). </p><p>　　全廷立,陽春華,. 汽車發(fā)電機出廠性能自動測試裝置[J]. 電機與控制應用,2007,(6). </p><p>　　陳磊,章瑋,方攸同,. 汽車交流發(fā)電機的穩(wěn)壓電路設計[J]. 微電機,2007,(3). </p><p>　　岳大軍