机车速度传感器校验仪的研制

摘要

为了解决对机车速度传感器校验的问题,本论文研制了机车速度传感器校验仪.以电力电子学和电机调速技术为基础,本文设计了一种基于PWM控制技术的直流电机调速控制系统;为了得到好的动静态性能,该控制系统采用了双闭环控制.同时采用了单片机做为校验仪的辅助单元,该单元与光电速度传感器共同实现速度测量的功能,同时完成了人机交互的任务.对于调速系统中要用到的大功率半导体开关器件,本文选用的是IGBT.论文中对IGBT应用时要注意的各个技术方面进行了详细的讨论,给出了专用IGBT驱动芯片M57962L的内部结构和应用电路.论文对PWM控制的原理进行了说明,重点对集成PWM控制器SG3525做了介绍,分析了SG3525的内部结构和外部电路的接法,并给出了它在系统中的应用电路.论文对系统中用到光电速度传感器和霍尔电流传感器的原理和应用也进行了介绍.文中描述了机车速度传感器校验仪中单片机系统的软件和硬件设计过程.论文最后分析了系统的静动态特性,结果表明双闭环控制对系统的性能有很大的改善,即双闭环控制系统有响应快,静态稳定性好的特点.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2国内现状

1.3论文研究的目的和意义

1.5论文的主要内容

第二章系统的结构及工作原理

2.1系统的设计任务

2.2系统的结构

2.3系统的工作原理

2.3.1速度给定环节

2.3.2光电转换装置

2.3.3频率/电压转换器LM1907

2.3.4霍尔电流传感器

2.4小结

第三章PWM控制技术及其在系统中的应用

3.1 PWM控制技术的原理

3.2直流电机的PWM控制技术

3.3 PWM控制技术在系统中的应用

3.3.1 SG3525集成PWM控制器的功能

3.3.2 SG3525在系统中的应用

3.4小结

第四章IGBT的应用研究

4.1 IGBT的结构和工作原理

4.2 IGBT的驱动

4.3 IGBT的过流保护

4.4 IGBT的过压保护

4.5混合集成IGBT驱动器M57962L

4.6小结

第五章单片机系统的设计

5.1硬件电路的设计

5.2软件的设计

5.2.1程序结构流程

5.2.2测速功能程序

5.2.3电机换向模块

5.2.4 I2C功能软件包

5.2.5小结

第六章系统的静动态特性分析

6.1系统的控制结构

6.2系统的静态特性

6.3系统的动态特性分析

6.4系统低速时的运行情况

6.5结论

第七章总结与展望

7.1本文总结

7.2工作展望

参考文献

附录一作者研究生期间发表的论文

附录二作者研究生期间完成的科研项目

附录三速度传感器在线检测仪专利证明

附录四速度传感器在线检测仪鉴定意见

致谢