《控制電機(jī)》論文

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1、 《控制電機(jī)》論文 學(xué)生姓名： 任課教師： 張冬梅 學(xué)生學(xué)號(hào)： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 信息技術(shù)學(xué)院 2012 年 4 月 控制電機(jī)綜述 一、控制電機(jī)的種類與特點(diǎn)： 1.控制電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用可以分為以下兩大類： (1) 執(zhí)行元件 (2) 測量元件 2.控制電機(jī)的特點(diǎn) 運(yùn)行平穩(wěn)、響應(yīng)迅速、準(zhǔn)確可靠；體積小、重量輕。 二、控制電機(jī)的發(fā)展歷程和趨勢 1. 控制電機(jī)的發(fā)展歷程 控制電機(jī)的基礎(chǔ)理論主要源于電磁感應(yīng)等基本定律，因此它與普通電機(jī)一樣，具有較為悠久

2、的發(fā)展歷史。 目前，世界上控制電機(jī)的生產(chǎn)基地以美國、英國、法國、日本、德國、俄羅斯等為多。 我國控制電機(jī)工業(yè)是在第一個(gè)五年計(jì)劃期間逐步建立并完善起來的。 2. 控制電機(jī)的發(fā)展趨勢 (1) 微型化 (2) 大型化 (3) 新型化 1.旋轉(zhuǎn)變壓器 旋轉(zhuǎn)變壓器（resolver/transformer）是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動(dòng)機(jī)，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。 旋轉(zhuǎn)變壓器主要有： 1. 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 2. 線性旋轉(zhuǎn)變壓器 3. 特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器 1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的用途 主要用途就是進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算、坐標(biāo)變換和角度

3、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。永磁交流電?dòng)機(jī)的位置傳感器，原來是以光學(xué)編碼器居多，現(xiàn)在迅速地被旋轉(zhuǎn)變壓器代替。 (1) 在家電中，不論是冰箱、空調(diào)、還是洗衣機(jī)，目前都是向變頻變速發(fā)展，采用的是正弦波控制的永磁交流電動(dòng)機(jī)。 (2) 電動(dòng)汽車中所用的位置、速度傳感器都是旋轉(zhuǎn)變壓器。例如，驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的位置傳感、電動(dòng)助力方向盤電機(jī)的位置速度傳感、燃?xì)忾y角度測量、真空室傳送器角度位置測量等等，都是采用旋轉(zhuǎn)變壓器。 (3) 在應(yīng)用于塑壓系統(tǒng)、紡織系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)以及其他領(lǐng)域里，所應(yīng)用的伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵部件伺服電動(dòng)機(jī)上，也是用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置速度傳感器。 1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的選用 一、旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)

4、數(shù)據(jù) (1) 額定電壓 指勵(lì)磁繞組應(yīng)加的電壓，有12、16、26、36、60、90、110V等幾種。 (2) 額定頻率 指勵(lì)磁電壓的頻率，有50Hz和400Hz兩種。 (3) 變比 指在規(guī)定的勵(lì)磁一方的勵(lì)磁繞組上加上額定頻率的額定電壓時(shí)，與勵(lì)磁繞組軸線一致的處于零位的非勵(lì)磁一方繞組的開路輸出電壓與勵(lì)磁電壓的比值，有0.15、0.56、0.65、0.78、1.0和2.0等幾種。 (4) 輸出相位移 指輸出電壓與輸入電壓的相位差。該值越小越好，一般約在3～l2電角度左右。 (5) 開路輸入阻抗（空載輸入阻抗） 輸出繞組開路時(shí)，從勵(lì)磁繞組看進(jìn)去的等效阻抗值。標(biāo)準(zhǔn)開路輸入阻

5、抗有200、400、600、1000、2000、3000、4000、6000和10000等幾種。 二、旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差 1. 旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差種類 (1) 函數(shù)誤差 函數(shù)誤差是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器性能的主要指標(biāo)，它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上額定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)，在不同的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角下，兩個(gè)輸出繞組實(shí)際輸出特性和理想輸出特性間的最大差值與理論上輸出電壓的最大值的百分比，其誤差范圍一般為0.02%～0.1% 。函數(shù)誤差直接影響作為解算元件的解算精度。 (2) 零位誤差 零位誤差也是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器性能的主要指標(biāo)，它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上額定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)，兩個(gè)輸出繞組的實(shí)

6、際電氣零位與理論電氣零位之差。以角分表示，誤差范圍一般為2’～10’。零位誤差直接影響計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的精度 (3) 線性誤差 線性誤差是評(píng)價(jià)線性旋轉(zhuǎn)變壓器性能的主要指標(biāo)，它是指旋轉(zhuǎn)變壓器在一定的轉(zhuǎn)角范圍(一般為60)，在采用線性旋轉(zhuǎn)變壓器方式接線時(shí)，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理想特性上所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角的最大差值。 (4) 電氣誤差 電氣誤差是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器性能的主要指標(biāo)， 它是指轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)的理論轉(zhuǎn)角之差，以累積誤差的形式表示。 三、旋轉(zhuǎn)變壓器的使用原則 (1) 旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)盡可能在接近空載的狀態(tài)下工作。因此，負(fù)載阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出阻抗。兩者的比值越大，輸出電壓的畸

7、變就越小。 (2) 使用時(shí)首先要準(zhǔn)確地調(diào)準(zhǔn)零位，否則會(huì)增加誤差，降低精度。 (3) 勵(lì)磁一方只用一相繞組時(shí)，另一相繞組應(yīng)該短路或接一個(gè)與勵(lì)磁電源內(nèi)阻相等的阻抗。 (4) 勵(lì)磁一方兩相繞組同時(shí)勵(lì)磁時(shí)，即只能采用二次側(cè)補(bǔ)償方式時(shí)，兩相輸出繞組的負(fù)載阻抗應(yīng)盡可能相等。 2.自整角機(jī) 自整角機(jī)是利用自整步特性將轉(zhuǎn)角變?yōu)榻涣麟妷夯蛴赊D(zhuǎn)角變?yōu)檗D(zhuǎn)角的感應(yīng)式微型電機(jī)，在伺服系統(tǒng)中被用作測量角度的位移傳感器。自整角機(jī)還可用以實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸、變換、接收和指示。兩臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)通過電路的聯(lián)系，使機(jī)械上互不相連的兩根或多根轉(zhuǎn)軸自動(dòng)地保持相同的轉(zhuǎn)角變化，或同步旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的這種性能稱為自整步特性。在

8、伺服系統(tǒng)中，產(chǎn)生信號(hào)一方所用的自整角機(jī)稱為發(fā)送機(jī)，接收信號(hào)一方所用自整角機(jī)稱為接收機(jī)。。 自整角機(jī)主要有： 1.力矩式自整角機(jī) 2.控制式自整角機(jī) 3.差動(dòng)式自整角機(jī) 2.1自整角機(jī)的用途 自整角機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、航海等位置和方位同步指示系統(tǒng)和火炮、雷達(dá)等伺服系統(tǒng)中 2.2自整角機(jī)的選用 一、自整角機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 1. 力矩式自整角機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) (1) 比整步轉(zhuǎn)矩 指力矩式自整角機(jī)在失調(diào)角為1時(shí)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。比整步轉(zhuǎn)矩是力矩式自整角機(jī)的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它直接影響自整角機(jī)系統(tǒng)的靈敏度，產(chǎn)品數(shù)據(jù)中均要列出它的數(shù)值。 (2) 零位誤差 在力矩式自整角

9、發(fā)送機(jī)中，當(dāng)勵(lì)磁繞組勵(lì)磁后，發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子從基準(zhǔn)電氣零位開始，每轉(zhuǎn)過60電角度，總會(huì)有兩根輸出線之間的空載電壓等于零，此位置稱為理論電氣零位。由于設(shè)計(jì)與工藝的不盡完善，實(shí)際電氣零位與理論電氣零位存在著差異，兩者之差稱為力矩式自整角機(jī)的零位誤差，單位為角分。習(xí)慣上以累積誤差的形式來表示，即取各點(diǎn)零位誤差中正、負(fù)最大誤差絕對(duì)值之和的一半，其大小決定發(fā)送機(jī)的精度。 (3) 靜態(tài)誤差 在力矩式自整角接收機(jī)中，由于系統(tǒng)出現(xiàn)失調(diào)角而使接收機(jī)轉(zhuǎn)子隨發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的角度，最后穩(wěn)定在失調(diào)角為零的位置。但實(shí)際上，當(dāng)接收機(jī)轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時(shí)，由于接收機(jī)轉(zhuǎn)軸上存在摩擦轉(zhuǎn)矩，所以接收機(jī)與發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子之間總存在轉(zhuǎn)角差，

10、這個(gè)轉(zhuǎn)角差就是靜態(tài)誤差，單位為角分。通常也是以累積誤差的形式表示，其大小決定接收機(jī)的精度。 (4) 阻尼時(shí)間 所謂阻尼時(shí)間，就是指強(qiáng)迫接收機(jī)轉(zhuǎn)子失調(diào)177加減2，放松后，經(jīng)過衰減振蕩達(dá)到協(xié)調(diào)位置所需要的時(shí)間。按規(guī)定，它不應(yīng)超過3”。阻尼時(shí)間越短，表示接收機(jī)的跟隨性能越好。 2. 控制式自整角機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) (1) 比電動(dòng)勢 指控制式自整角機(jī)在失調(diào)角為1時(shí)接收機(jī)的空載輸出電壓。比電動(dòng)勢是控制式自整角機(jī)一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它直接影響自整角機(jī)系統(tǒng)的靈敏度，一般產(chǎn)品數(shù)據(jù)中均要列出它的數(shù)值。 (2) 零位誤差 當(dāng)接收機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時(shí)，接收機(jī)的輸出電壓理論上應(yīng)等于零。由于設(shè)計(jì)和

11、工藝等原因，常有誤差存在，輸出電壓實(shí)際上不為零。我們把接收機(jī)和發(fā)送機(jī)處在協(xié)調(diào)位置時(shí)，接收機(jī)輸出繞組出現(xiàn)的端電壓稱為剩余電壓，即零位誤差，它會(huì)降低自整角機(jī)系統(tǒng)的靈敏度。 (3) 靜態(tài)誤差 當(dāng)控制式自整角機(jī)在靜態(tài)下到達(dá)新的協(xié)調(diào)位置，即輸出電壓等于剩余電壓時(shí)，發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與接收機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度之差稱為靜態(tài)誤差或電氣誤差。若以角分表示靜態(tài)誤差，其允許范圍為3’～10’。它的大小直接影響自整角機(jī)系統(tǒng)的精度。控制式自整角機(jī)的精度等級(jí)就是根據(jù)靜態(tài)誤差來劃分的。 二、自整角機(jī)的使用原則 (1) 各類自整角機(jī)在使用前應(yīng)首先確定其基準(zhǔn)電氣零位。 (2) 對(duì)接使用的自整角機(jī)，對(duì)接繞組的額定電壓和額

12、定頻率必須相同。 (3) 力矩式自整角機(jī)所帶機(jī)械負(fù)載較重時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要求的精度選擇比整步轉(zhuǎn)矩較大的自整角機(jī)。 (4) 在電源容量允許的情況下，應(yīng)選用輸入阻抗較小的發(fā)送機(jī)，以獲得較大的負(fù)載能力。 (5) 選用控制式自整角機(jī)時(shí)，應(yīng)選用輸入阻抗較大的接收機(jī)，以減輕發(fā)送機(jī)的負(fù)載。 (6) 發(fā)送機(jī)和接收機(jī)不能互換使用，因?yàn)閮烧呓Y(jié)構(gòu)上有差異，參數(shù)也不盡相同。 3.測速發(fā)電機(jī) 測速發(fā)電機(jī)是一種把輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào)的機(jī)電式信號(hào)元件。輸出電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)速成比例的微特電機(jī)。測速發(fā)電機(jī)的繞組和磁路經(jīng)精確設(shè)計(jì)，其輸出電動(dòng)勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，即E=Kn,K是常數(shù)。改變旋轉(zhuǎn)方向時(shí)輸出電動(dòng)勢的極性

13、即相應(yīng)改變。在被測機(jī)構(gòu)與測速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接時(shí)，只要檢測出輸出電動(dòng)勢，就能獲得被測機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，故又稱速度傳感器。 測速發(fā)電機(jī)主要分為直流、交流、特種三大類。 3.1測速電機(jī)用途 測速發(fā)電機(jī)廣泛用于各種速度或位置控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為檢測速度的元件，以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或通過反饋來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度；在解算裝置中可作為微分、積分元件，也可作為加速或延遲信號(hào)用或用來測量各種運(yùn)動(dòng)機(jī)械在擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)以及直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。 3.2測速電機(jī)的選用 選用測速發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的頻率、電壓、工作速度范圍和在系統(tǒng)中所起的作用來選。 例如：作解算元件時(shí)考慮線性誤差要小、輸出電壓的穩(wěn)定性要好；作一般

14、速度檢測或阻尼元件時(shí)靈敏度要高；對(duì)要求快速響應(yīng)的系統(tǒng)則應(yīng)選轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的測速發(fā)電機(jī)等。 4.伺服電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變換成為電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出，在控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。改變輸入電壓的大小和方向就可以改變轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 伺服電動(dòng)機(jī)主要有： 1.直流伺服電動(dòng)機(jī) 2.交流伺服電動(dòng)機(jī) 4.1伺服電動(dòng)機(jī)的用途 將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速信號(hào)。 4.2伺服電動(dòng)機(jī)的選用 1. 直流伺服電動(dòng)機(jī)使用原則 (1) 電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)首先要接通勵(lì)磁電源，然后再加電樞電壓，以避免電樞繞組因長時(shí)間流過大電流而燒壞電機(jī)。這是因?yàn)?/p>

15、如果先加電樞電壓，電樞電流Ia=Uc/Ra，電壓Uc全部加在電樞電阻Ra上，而Ra很小，造成電樞電流Ia過大，極易燒壞電機(jī)。 (2) 在電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，絕對(duì)要避免勵(lì)磁繞組斷線，以免造成電樞電流過大和“飛車”事故。 (3) 永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能很大程度上取決于永磁材料的優(yōu)劣。大多數(shù)永磁材料的機(jī)械強(qiáng)度不高，易于破碎。在安裝和使用這類電機(jī)時(shí)，要注意防止劇烈的振動(dòng)和沖擊，否則容易引起永磁體內(nèi)部磁疇排列的混亂，使永磁體退磁。另外，盡量遠(yuǎn)離熱源，因?yàn)橛行┯来挪牧系臏囟认禂?shù)較高，磁性能易受溫度變化的影響。 2. 交流伺服電動(dòng)機(jī)使用原則 (1) 交流伺服電動(dòng)機(jī)的電源是兩相的，但通

16、常的電源是三相的或是單相的，這樣就要將電源移相之后才能使用。對(duì)于三相有中線的電源，可取一相電壓及其它兩相之間的線電壓分別作為勵(lì)磁電壓和控制電壓；對(duì)于三相無中線的電源，可利用三相變壓器副邊的相電壓和線電壓形成90相位移的電源系統(tǒng)。如果只有單相電源時(shí)，則需要通過移相電容產(chǎn)生兩相電源，通過對(duì)電容值的合理選擇，可以使勵(lì)磁電壓和控制電壓正好相差90電角度。通常，移相電容為零點(diǎn)幾微法到幾十微法。 (2) 在控制系統(tǒng)中，控制信號(hào)通常是通過放大器加到交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制繞組上。這樣，大的控制電流和控制功率就會(huì)增大放大器的負(fù)擔(dān)，使放大器的體積和重量增大?？梢酝ㄟ^在控制繞組兩端并聯(lián)電容的方法，提高控制相的功率因

17、數(shù)，從而減小放大器輸出的無功電流，減小放大器的負(fù)擔(dān)。 (3) 交流伺服電動(dòng)機(jī)為了滿足控制性能的要求，轉(zhuǎn)子電阻通常都設(shè)計(jì)得比較大，而且經(jīng)常工作在低速段和不對(duì)稱狀態(tài)，因此它的損耗比一般電機(jī)大，發(fā)熱多，效率低。為了保證其溫升不超過允許值，在安裝時(shí)應(yīng)改善散熱條件，如將電機(jī)安裝在面積足夠大的金屬支架上，保證通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離其它熱源。 5.微特同步電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同的交流電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁極對(duì)數(shù)p、電源頻率f之間滿足n=60f/p。轉(zhuǎn)速n決定于電源頻率f，故電源頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，且與負(fù)載無關(guān)。具有運(yùn)行穩(wěn)定性高和過載能力大等特點(diǎn)。微型同步電動(dòng)機(jī)主要分為永磁式、磁阻式和磁滯

18、式微型同步電動(dòng)機(jī)。 5.1微特同步電動(dòng)機(jī)用途 廣泛應(yīng)用于需要恒速運(yùn)行的自動(dòng)控制裝置、遙控、無線通信、磁帶錄音及同步隨動(dòng)系統(tǒng)中。 5.2微特同步電動(dòng)機(jī)選用 1.永磁同步電動(dòng)機(jī) 永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，具有較高的力能指標(biāo)，其功率因數(shù)可以達(dá)到或接近1。它采用永磁體勵(lì)磁，沒有勵(lì)磁損耗及轉(zhuǎn)子損耗，沒有集電環(huán)、電刷等部件及其所產(chǎn)生的損耗，因而電機(jī)效率得到很大的提高。 永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率有嚴(yán)格的關(guān)系，應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床能夠獲得很高的加工精度，還可以應(yīng)用于化纖、紡織、印染等要求同步驅(qū)動(dòng)的工業(yè)領(lǐng)域。 2.磁阻同步電動(dòng)機(jī) 磁阻同步電動(dòng)機(jī)是利用轉(zhuǎn)子上兩個(gè)正交方向磁阻不等而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的

19、原理進(jìn)行工作的，它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單， 成本低廉，運(yùn)行可靠。 其轉(zhuǎn)子總是采用凸極結(jié)構(gòu)，并在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)適當(dāng)設(shè)置隔磁塊或隔離槽，使轉(zhuǎn)子直、交軸方向的磁阻有較大差值，從而提高電磁轉(zhuǎn)矩。但是，這類電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流較大，功率因數(shù)較低，效率較低。 磁阻同步電動(dòng)機(jī)主要用于容量較小的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，如可用于電子設(shè)備、記錄儀器、光學(xué)儀器及攝影、錄音和錄像等設(shè)備中。 3.磁滯同步電動(dòng)機(jī) 磁滯同步電動(dòng)機(jī)一種利用磁滯轉(zhuǎn)矩起動(dòng)并同步運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，它的突出優(yōu)點(diǎn)是具有自起動(dòng)能力，不需要加裝任何起動(dòng)裝置就能直接自行起動(dòng)，且平滑地進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)。另外，磁滯同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子沒有一定的極性，其極數(shù)由定子繞組決定，所以在定子

20、上安裝不同極對(duì)數(shù)的繞組，便可以在工頻電源下得到不同轉(zhuǎn)速的多速電動(dòng)機(jī)。 磁滯同步電動(dòng)機(jī)適用于恒速傳動(dòng)的自動(dòng)化裝置或自動(dòng)控制系統(tǒng)，例如在記錄儀器、傳真機(jī)和精確的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置中作為驅(qū)動(dòng)元件。 4.低速同步電動(dòng)機(jī) 低速同步電動(dòng)機(jī)是利用定、轉(zhuǎn)子開口槽造成氣隙磁阻變化的原理而工作的，它的優(yōu)點(diǎn)是在起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，電流變化不大，這對(duì)供電電源較為有利。這類電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要依靠其本身的同步轉(zhuǎn)矩，因此當(dāng)電源頻率較高或轉(zhuǎn)子慣性較大時(shí)，往往不易自行起動(dòng)。采用電機(jī)轉(zhuǎn)軸與負(fù)載軸彈性聯(lián)接的方法，可以改善電機(jī)的起動(dòng)性能。 低速同步電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中主要作為驅(qū)動(dòng)元件使用。 6.無刷直流電動(dòng)機(jī) 一種用電子換

21、向的小功率直流電動(dòng)機(jī)。又稱無換向器電動(dòng)機(jī)、無整流子直流電動(dòng)機(jī)。它是用半導(dǎo)體逆變器取代一般直流電動(dòng)機(jī)中的機(jī)械換向器，構(gòu)成沒有換向器的直流電動(dòng)機(jī)。 6.1無刷直流電動(dòng)機(jī)用途 這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，沒有火花，電磁噪聲低，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和高級(jí)家用電器。 6.2無刷直流電動(dòng)機(jī)的選用 無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過調(diào)節(jié)直流端的電壓來控制的，故控制系統(tǒng)比較簡單，價(jià)格較便宜。但是由于換向會(huì)引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能稍差，調(diào)速范圍亦較窄，故多應(yīng)用于對(duì)運(yùn)行性能要求不是很高、體積及重量受限的場合。 7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角

22、位移或線位移的離散值控制電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖就動(dòng)一步，所以又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。 7.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用途 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)和磁盤等裝置。 7.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇首先要考慮的是外形尺寸（機(jī)座號(hào)）、轉(zhuǎn)矩和步距角。最大靜轉(zhuǎn)矩是主要參考指標(biāo)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作頻率起動(dòng)，而是采用逐漸升頻提速，這樣可確保電機(jī)不失步，同時(shí)可以減少噪音。 使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，還要注意自振蕩現(xiàn)象。當(dāng)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制脈沖頻率連續(xù)升高達(dá)到一定值時(shí)，開始出現(xiàn)顯著的振蕩現(xiàn)象，頻率繼續(xù)提高時(shí)，振蕩越來越大，直到不能運(yùn)轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

23、的性能在很大程度上取決于矩頻特性，而矩頻特性又與驅(qū)動(dòng)控制器密切相關(guān)。常用的驅(qū)動(dòng)控制方式有單電壓驅(qū)動(dòng)、雙電壓驅(qū)動(dòng)、斬波恒流驅(qū)動(dòng)、調(diào)壓調(diào)頻驅(qū)動(dòng)和細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。 除了注意驅(qū)動(dòng)方式和矩頻特性外，在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器時(shí)，還應(yīng)注意： (1) 使用的電源是交流的還是直流的； (2) 驅(qū)動(dòng)方式是定電壓驅(qū)動(dòng)還是定電流驅(qū)動(dòng)； (3) 輸入信號(hào)的電平邏輯、脈沖寬度； (4) 輸出信號(hào)的電壓、電流序列。 8.直線電動(dòng)機(jī) 這是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的裝置；結(jié)構(gòu)多樣，可以根據(jù)需要制成扁平型、圓筒型或盤型等各種形式；可以采用交流電源、直流電源或脈沖電源等各種電源進(jìn)行工作

24、；不同種類具有截然不同的工作特點(diǎn)，可以根據(jù)需要選擇。能滿足高速、大推力的驅(qū)動(dòng)要求，也能滿足低速、精細(xì)的要求，如步進(jìn)直線電動(dòng)機(jī)。 8.1直線電動(dòng)機(jī)用途 1.軍事領(lǐng)域 利用直線電機(jī)制成各種電磁炮，并試圖將它用于導(dǎo)彈、火箭的發(fā)射； 2.交通運(yùn)輸業(yè) 利用直線電機(jī)制成時(shí)速達(dá)500km以上的磁懸浮列車； 工業(yè)領(lǐng)域。用于生產(chǎn)輸送線，以及各種橫向或垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中； 3.精密儀器設(shè)備 例如計(jì)算機(jī)的磁頭驅(qū)動(dòng)裝置、照相機(jī)的快門、自動(dòng)繪圖儀、醫(yī)療儀器、航天航空儀器、各種自動(dòng)化儀器設(shè)備等； 4.民用裝置 如門、窗、桌、椅的移動(dòng)，門鎖、電動(dòng)窗簾的開、閉等。 8.2直線電動(dòng)機(jī)選用 直線電動(dòng)機(jī)既

25、可作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，也可以用于較大功率的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用 基于ATMEGA16智能雙精度太陽能跟蹤系統(tǒng) 1.前言 太陽能作為綠色新能源，是未來能源發(fā)展的重點(diǎn)，但是太陽能最大的缺點(diǎn)就是能量密度比較低。為了提高太陽能的利用率，以ATMEGA16單片機(jī)為控制核心，采取極軸式跟蹤方式，設(shè)計(jì)了一套以視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤為主,光電跟蹤進(jìn)行跟蹤校正的智能型雙精度太陽跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過采集時(shí)鐘芯片信息計(jì)算當(dāng)前太陽位置，實(shí)現(xiàn)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤；同時(shí)采用嵌入式技術(shù)，將兩個(gè)光敏電阻串聯(lián)，利用集成了高精度AD的單片機(jī)測量其

26、中間點(diǎn)電壓，從而判斷光源方向，實(shí)現(xiàn)光電跟蹤校正軌跡偏差，保證聚光板與太陽光相垂直。使用智能追光裝置后，電池板的發(fā)電效率能提高30%以上。 2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要由太陽能電池板、光電測量部分、驅(qū)動(dòng)模塊、調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等部分組成。系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖1 系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖 控制結(jié)構(gòu)主要分兩部分：太陽軌跡跟蹤部分和光電跟蹤部分。太陽軌跡跟蹤部分通過單片機(jī)采集時(shí)鐘信息計(jì)算當(dāng)前太陽位置，控制水平和俯仰步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤；光電跟蹤部分通過光敏電阻采集光強(qiáng)信息，經(jīng)過ATMEGA16單片機(jī)集成的A

27、/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后反饋給控制器，再通過調(diào)整步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，修正太陽跟蹤軌跡偏差，調(diào)整太陽能電池板始終與太陽光保持垂直。系統(tǒng)電路控制結(jié)構(gòu)圖如下圖2： 光電傳感器 太陽能電池板 限位電路 驅(qū)動(dòng)電路 水平步進(jìn)電機(jī) 俯仰步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 時(shí)鐘電路 圖2 系統(tǒng)電路控制結(jié)構(gòu)圖 3.具體設(shè)計(jì)方案 3.1 單片機(jī)選擇 智能追光系統(tǒng)采用的ATMEGA16芯片與8051系列相比具有如下優(yōu)良特性： ? 高性能、低功耗的8位AVR微處理器 ? 先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu) ? 外設(shè)特點(diǎn) – 兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 – 一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功

28、能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 – 具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC – 四通道PWM – 8路10位ADC – 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器 – 片內(nèi)模擬比較器 ? ATmega16L 在1MHz,3V,25C時(shí)的功耗 – 正常模式: 1.1mA – 空閑模式: 0.35mA – 掉電模式: < 1μA 3.2 光電檢測部分 光電檢測部分利用光敏電阻接受光照時(shí)阻值發(fā)生變化的原理，將4組光敏電阻十字對(duì)稱排列，分別放在檢測模塊的東南西北方向，負(fù)責(zé)檢測太陽能電池板是否對(duì)準(zhǔn)太陽的基準(zhǔn)。中間一組位于十字中心，用于判斷光強(qiáng)是否達(dá)到光電跟蹤強(qiáng)度。其中每組兩

29、個(gè)光敏電阻，兩個(gè)光敏電阻串聯(lián)在一起，兩邊加上5V的電壓，將這兩個(gè)光敏電阻對(duì)準(zhǔn)太陽，當(dāng)光線是垂直照射到這兩個(gè)光敏電阻上的時(shí)候，兩個(gè)光敏電阻的組織會(huì)基本相同（由于光敏電阻自身誤差的原因，阻值會(huì)略微不同），因而其中間點(diǎn)電壓會(huì)在2.5V左右。這時(shí)我們用ATMEGA16自身的AD去測量其電壓，經(jīng)過計(jì)算就會(huì)得出天空之太陽的具體位置。光電檢測模塊結(jié)構(gòu)圖如下圖3，電路圖如下圖4： 圖4 電路圖 圖3光電檢測模塊結(jié)構(gòu)圖 3.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊進(jìn)行時(shí)間控制，選用串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS3231SN。可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年（閏年補(bǔ)償），可采用12H或者24H方式計(jì)時(shí)。它

30、具有日歷時(shí)鐘、計(jì)時(shí)、可編程定時(shí)中斷，并提供256字節(jié)低功耗靜態(tài)RAM。采用I2C串行數(shù)據(jù)線，可方便與單片機(jī)連接。采用雙電源（主電源和備用電源）供電。其電路如下圖5 圖5 時(shí)鐘模塊電路圖 3.4 驅(qū)動(dòng)模塊 該太陽跟蹤裝置選用42BYG系列二相/四相混合式步進(jìn)電機(jī)，步距角為0.9，為滿足高精度跟蹤要求，提高步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角度分辨率，選用SWT-201系列高性能步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器作為控制電路驅(qū)動(dòng)器。選用原裝驅(qū)動(dòng)模塊純正弦波電流細(xì)分控制方式，具有很強(qiáng)的抗干擾能力?？刂菩盘?hào)與內(nèi)部線路實(shí)現(xiàn)光電隔離，并具有精度高，可靠性好等特點(diǎn)。單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)模塊的接線原

31、理圖，如下圖6： 圖6單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)模塊的接線原理圖 3.5 軟件部分 3.5.1 太陽自動(dòng)跟蹤主程序 主程序完成初始化，單片機(jī)相關(guān)功能模塊巡回檢測光電檢測模塊的光強(qiáng)信號(hào)，判斷是否啟用光電跟蹤校正模式，存儲(chǔ)位置信息等功能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)使太陽能電池板始終正對(duì)太陽。主程序流程圖如圖7。 N N N Y Y Y 開始 是否到日升時(shí)間？ 上電初始化 太陽軌跡跟蹤 光強(qiáng)是否達(dá)到光電跟蹤？ 光電跟蹤 位置信息存儲(chǔ) 是否到日落時(shí)間？ 結(jié)束

32、 讀取位置信息 太陽軌跡跟蹤 圖7主程序流程圖 3.5.2太陽軌跡自動(dòng)跟蹤子程序 太陽運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤就是通過調(diào)整太陽高度角和方位角來跟蹤太陽。雖然太陽的位置時(shí)刻都在變化，但其運(yùn)行就有嚴(yán)格的規(guī)律，在地平坐標(biāo)中，太陽的位置可由高度角h和方位角A來確定。 cosA=(sinhsinφ-sinδ)/coshcosφ sinh=sinφsinδ+sinφcosδcost 式中δ為太陽赤尾，φ為當(dāng)?shù)鼐暥?，t為太陽時(shí)角 太陽赤尾與時(shí)角由本地時(shí)間確定，而對(duì)于確定

33、的地點(diǎn)，它的緯度角是確定的，因此只需要輸入當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度與時(shí)間信息就可以確定某時(shí)刻太陽的位置。太陽軌跡跟蹤子程序流程圖如下圖所示。 開始 讀取預(yù)設(shè)參數(shù)：經(jīng)度、緯度 年、月、日、時(shí)、分、秒 太陽高度角，方位角計(jì)算 計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù) 驅(qū)動(dòng)俯仰步 進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)水平步 進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 調(diào)整高度 角到位 調(diào)整方位 角到位 返回主程序 圖8太陽軌跡跟蹤子程序流程圖 3.5.3光電跟蹤子程序 光電跟蹤子程序負(fù)責(zé)探測太陽光信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后將信號(hào)送給處理器

34、，經(jīng)過計(jì)算判斷太陽能板是否正對(duì)太陽，并在其有偏差時(shí)調(diào)整太陽能板位置，然后返回主程序。光電跟蹤子程序流程如下圖。 N Y 開始 采集光信號(hào) A/D轉(zhuǎn)換 計(jì)算壓差 控制水平俯仰步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 壓差是否為0？ 返回主程序 圖9 光電跟蹤子程序流程圖 3.6智能雙精度太陽能跟蹤系統(tǒng)電路圖 圖10 系統(tǒng)電路圖 畢業(yè)論文答辯開場白 尊敬的主持人、評(píng)委老師： 早上好，我是09春

35、行政管理本科的學(xué)生——xxx。我的畢業(yè)論文題目是《論我國城市公共物品及其供給》，指導(dǎo)老師是xxx老師。我的論文從確定題目、擬定提綱到完成初稿、二稿、三稿到最后的定稿，得到了x老師的精心指導(dǎo)，使我很快掌握了論文的寫作方法，并在較短的時(shí)間內(nèi)完成了論文的寫作。不論今天答辯的結(jié)果如何，我都會(huì)由衷的感謝指導(dǎo)老師的辛勤勞動(dòng)，感謝各位評(píng)委老師的批評(píng)指正。 首先，我想談?wù)勥@個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的目的及意義。 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的突飛猛進(jìn),國家之間的經(jīng)濟(jì)界限漸趨模糊,但卻使國家次級(jí)的經(jīng)濟(jì)形式――城市經(jīng)濟(jì)的重要性日漸突出起來,城市之間的競爭正成為國家之間競爭的重要依托。世界各國(地區(qū))政府都正積極致力于培育和提高城

36、市競爭力,而城市公共物品的供給則是推動(dòng)城市競爭力提高的重要因素,城市公共物品的供給理所當(dāng)然地受到了各國(地區(qū))政府的高度重視。在二十一世紀(jì)的今天,城市化不僅是我國經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)支撐點(diǎn),也是增進(jìn)國民福利的重要手段,若處理不當(dāng)則會(huì)成為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的障礙。未來10幾年,中國城市化將進(jìn)入從40%發(fā)展到70%的國際公認(rèn)的加速發(fā)展時(shí)期。隨著中國城市化進(jìn)程的日益加快,如何在新的形勢下,實(shí)現(xiàn)城市公共物品有效地供給以滿足城市發(fā)展的需要,成為我們當(dāng)前急需解決的重大問題。為此，研究我國城市公共物品的問題，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。于是最終將論文題目定為《論我國城市公共物品及其供給》。 其次，說說文章的

37、具體結(jié)構(gòu)。 論文闡述了城市公共物品的定義及特點(diǎn)，分析了我國城市公共物品供給不足的現(xiàn)狀及城市公共物品供給方式，著重探討目前提高我國城市公共物品供給的方法：樹立“公共財(cái)政”觀念,轉(zhuǎn)變政府職能 ；加快投資融資體制的改革,加大對(duì)城市公共物品的投資 ；改進(jìn)政府對(duì)公共物品生產(chǎn)的管制方法 ；發(fā)揮市場與社會(huì)的力量,形成供給主體多元化格局等。 只有切實(shí)做好對(duì)城市公共物品的供給，才能使公共物品滿足城市公眾的需要，更有效地為社會(huì)和民眾服務(wù)。唯有如此，和諧社會(huì)的建設(shè)才會(huì)事半功倍。 我想談?wù)勥@篇論文存在的不足：限于各種條件的制約，使得本論文對(duì)城市公共物品的供給方式探索不夠深入，還需要繼續(xù)進(jìn)行思考和探索。 最后，

38、再次感謝x老師在我的畢業(yè)論文寫作過程中所給與的悉心幫助與指導(dǎo)；其次我要感謝各位專業(yè)老師在這兩年來我的教育與培養(yǎng)，使我初步掌握了行政管理專業(yè)的基本知識(shí)，還要感謝本專業(yè)同學(xué)對(duì)我的關(guān)心與支持，和你們生活在一起的日子很快樂！也很難忘！ 懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們進(jìn)行批評(píng)指正。謝謝大家！ 畢業(yè)論文答辯開場白 尊敬的主持人、評(píng)委老師： 早上好，我是09春行政管理本科的學(xué)生——xxx。我的畢業(yè)論文題目是《論我國城市公共物品及其供給》，指導(dǎo)老師是xxx老師。我的論文從確定題目、擬定提綱到完成初稿、二稿、三稿到最后的定稿，得到了x老師的精心指導(dǎo)，使我很快掌握了論文的寫作方法，并在較短的時(shí)間內(nèi)完成了

39、論文的寫作。不論今天答辯的結(jié)果如何，我都會(huì)由衷的感謝指導(dǎo)老師的辛勤勞動(dòng)，感謝各位評(píng)委老師的批評(píng)指正。 首先，我想談?wù)勥@個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的目的及意義。 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的突飛猛進(jìn),國家之間的經(jīng)濟(jì)界限漸趨模糊,但卻使國家次級(jí)的經(jīng)濟(jì)形式――城市經(jīng)濟(jì)的重要性日漸突出起來,城市之間的競爭正成為國家之間競爭的重要依托。世界各國(地區(qū))政府都正積極致力于培育和提高城市競爭力,而城市公共物品的供給則是推動(dòng)城市競爭力提高的重要因素,城市公共物品的供給理所當(dāng)然地受到了各國(地區(qū))政府的高度重視。在二十一世紀(jì)的今天,城市化不僅是我國經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)支撐點(diǎn),也是增進(jìn)國民福利的重要手段,若處理不當(dāng)則會(huì)成為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)

40、高速發(fā)展的障礙。未來10幾年,中國城市化將進(jìn)入從40%發(fā)展到70%的國際公認(rèn)的加速發(fā)展時(shí)期。隨著中國城市化進(jìn)程的日益加快,如何在新的形勢下,實(shí)現(xiàn)城市公共物品有效地供給以滿足城市發(fā)展的需要,成為我們當(dāng)前急需解決的重大問題。為此，研究我國城市公共物品的問題，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。于是最終將論文題目定為《論我國城市公共物品及其供給》。 其次，說說文章的具體結(jié)構(gòu)。 論文闡述了城市公共物品的定義及特點(diǎn)，分析了我國城市公共物品供給不足的現(xiàn)狀及城市公共物品供給方式，著重探討目前提高我國城市公共物品供給的方法：樹立“公共財(cái)政”觀念,轉(zhuǎn)變政府職能 ；加快投資融資體制的改革,加大對(duì)城市公共物品的投資

41、；改進(jìn)政府對(duì)公共物品生產(chǎn)的管制方法 ；發(fā)揮市場與社會(huì)的力量,形成供給主體多元化格局等。 只有切實(shí)做好對(duì)城市公共物品的供給，才能使公共物品滿足城市公眾的需要，更有效地為社會(huì)和民眾服務(wù)。唯有如此，和諧社會(huì)的建設(shè)才會(huì)事半功倍。 我想談?wù)勥@篇論文存在的不足：限于各種條件的制約，使得本論文對(duì)城市公共物品的供給方式探索不夠深入，還需要繼續(xù)進(jìn)行思考和探索。 最后，再次感謝x老師在我的畢業(yè)論文寫作過程中所給與的悉心幫助與指導(dǎo)；其次我要感謝各位專業(yè)老師在這兩年來我的教育與培養(yǎng)，使我初步掌握了行政管理專業(yè)的基本知識(shí)，還要感謝本專業(yè)同學(xué)對(duì)我的關(guān)心與支持，和你們生活在一起的日子很快樂！也很難忘！ 懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們進(jìn)行批評(píng)指正。謝謝大家！