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范文
STM32的旋转物体转速和位置测量系统设计+电路图+PCB图(2)
6.1整体调试实验 38
6.2实验结果分析 44
6.3实验结论 45
结论 46
致谢 47
参考
文献
48
附录A电路原理图 49
附录BPCB图 50
1 绪论
1.1 课题背景及意义
转速是能源设备以及动力机械测试中的一个重要的特性参量,国内外测量转速的方法有许多种,其中使用的系统以及测量的精度都不太相同。转速测量的应用系统不仅在工业生产还有科技教育方面的应用广泛,不仅如此,它在民用电器等各种领域范围内的应用都非常广泛,而且各种参数在不同的领域范围中的应用都是有所侧重的,因而转速的测量系统作为普遍的应用在国民
经济
的发展中都有着极其重大的作用和意义[1]。
在现代化工业中,基本都是广泛地应用电机来驱动各种生产机械和装备,电机的作用是将电能转换为机械能,衡量机械能的直接物理量就是转速,这就对判断电机的性能有着至关重要的作用,因此,实时测量并显示速是很有必要的。
电机的旋转装置作为机电能量的转换装置,广泛地应用于各种工业企业的机械设备中,比如机床、起重机、轧钢机、风机、纺织机械、水泵等。而且,在交通、国防、航天、医疗、家用电器等各个领域中,电机的应用也十分地广泛。旋转物的体转速是判定其运行状态的关键参数,尤其是在电机的闭环控制系统中,转速的准确性直接影响整个系统的稳态误差及动态响应性能。
目前来说,转速的测量主要就是使用光电编码器作为信号发生器,根据其产生的高速脉冲计算旋转物体的转速,处理核心就采用单片机,然而这种方法多存在着设计繁琐、兼容性差等缺点。因此,本文将采用线性霍尔传感器作为信号感应器,结合以STM32为核心的单片机对转速进行测量,不仅设计简便,而且低成本功能强大。
1.2 国内外现状
1.2.1 发展状态
1.2.2 几种转速测量方案以及测角度方案
(一)直流电机的测速
关于测速发电机(tachogenerator),它是一种检测机械转速的电磁装置。它能把机械转速转变成电压信号,其输出电压与输入的转速是成正比关系,其转速与输出电压关系如图表1测速发电机输出电压与转速关系所示。在自动控制的系统中以及工业上的计算装置中,它通常会当被作为测速元件、校正元件、解算元件以及角加速度信号元件等。
图表1测速发电机输出电压与转速关系
测速发电机按其输出信号的不同形式,可以将其分为交流测速发电机还有直流测速发电机两种,而前者只是作指示元件用;后者就是目前应用较为多的一种测速发电机。直流测速发电机就有电磁式和永磁式两种。但是它们却存在着机械换向的问题,因此会产生火花和无线的电干扰两大类的问题。而其中,交流测速发电机又分为同步测速发电机和异步测速发电机两种。前者的输出电压虽与转速成正比,但是输出电压的频率也随转速的变化而变化。
直流测速发电机根据其原理实际上就是一种微型的直流发电机。我们按励磁方式可将其划分为两种型式
1.电磁式
其表示符号如图表2电磁式直流测速发电机所示。定子常为二极,励磁绕组由外部直流电源来供电,通电时产生磁场。目前,我国生产的CD系列直流测速发电机就为电磁式的。
图表2电磁式直流测速发电机
2.永磁式
其表示符号如图表3永磁式直流测速发电机所示。定子磁极是由永久磁钢做成的,由于没有励磁绕组,因此可省去励磁电源。它具有结构简单,使用方便等特点,近年来发展速度较快。其缺点是永磁
材料
的价格较为贵,受到机械振动容易发生程度不同的退磁。为防止永磁式直流测速发电机的特性变坏,就必须选用矫顽力较高的永磁材料。
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