开关磁阻电动机在织机传动系统中的应用

摘要

自动化水平的提高和电子技术的进步推动了织机的进一步发展。其中，送经和卷取作为织机传动系统中两个重要的组成部分，也有了长足的改进。本着恒张力控制的原则，为了使系统张力控制更加精密以及减少二者传动之间的干扰，本文设计了基于开关磁阻电机(SRM)的电子送经、卷取系统，并且采用了两套独立的SRM驱动系统分别作为二者的驱动源。
　　 开关磁阻电机作为一种较新型的电机，采用双凸极结构，定子有绕组而转子无绕组，它遵循磁路总是沿着磁阻最小路径闭合的原理工作。通过切换定子绕组通电顺序来控制电机的转速和转向，其结构简单、控制参数多、调速范围宽等都凸显了它固有的优越性，因而将其用于织机的送经和卷取运动动成为一种可能。
　　 本文在前人的基础上设计和完善了电子送经、卷取的控制系统，采用两块DSP(TMS320F2812)作为控制核心，通过SPI完成二者的通讯，实现送经和卷取关系的换算。具体做了以下几个工作：
　　 (1)阐述SR电机及织机的工作原理；
　　 (2)研究了SR电机用于织机送经、卷取的理论基础；
　　 (3)采用双闭环控制策略控制SR电机，设计了SR电机调速系统的相关硬件和软件；
　　 (4)对现有的实验设备进行了相关的实验，验证了SR电机的优越性。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 无梭织机国内外发展现状

1.1.1 剑杆织机

1.1.2 喷气织机

1.1.3 喷水织机

1.2 无梭织机所新临的困境

1.3 开关磁阻电机及其应用于织机的可行性

第二章 无梭织机的的织造原理及传动系统

2.1 无梭织机的工作原理

2.1.1 开口运动

2.1.2 引纬运动

2.1.3 打纬运动

2.1.4 送经运动

2.1.5 卷取运动

2.2 无梭织机的电子送经和电子卷取

2.2.1 电子送经机构

2.2.2 电子卷取机构

2.3 无梭织机传动系统的类型

2.3.1 直接式传动系统

2.3.2 间接式传动系统

2.4 本章小结

第三章 开关磁阻电机应用于无梭织机传动系统

3.1 开关磁阻电机

3.1.1 开关磁阻电机驱动系统的基本构成

3.1.2 开关磁阻电机的基本结构和原理

3.1.3 开关磁阻电机的转矩分析和转速分析

3.2 开关磁阻电机驱动系统的特点

3.3 无梭织机主轴的驱动对电机的要求

3.4 织机打纬机构的运行方式

3.5 开关磁阻电机应用于织机主轴传动系统的优势及可行性

3.6 本章小结

第四章 SRM应用于织机卷绕控制的理论基础

4.1 基本原理分析

4.2 数学模型的建立

4.2.1 恒张力形成的模型

4.2.2 卷径计算模型

第五章 卷绕控制系统硬件设计

5.1 整体系统的构建原理

5.2 主控单元DSP介绍

5.2.1 主控芯片TMS320F2812简介

5.2.2 JTAG下载模块简介

5.2.3 SP工模块简介

5.2.4 AD模块简介

5.3 功率驱动单元设计

5.4 位置检测单元设计

5.4 本章小结

第六章 卷绕系统软件设计

6.1 主程序

6.2 SYSINIT系统初始化

6.3 GPIO初始化

6.4 EVA初始化程序

6.5 SPI初始化

6.6 CAP中断子程序

6.7 AD初始化及AD中断子程序

6.8 转速计算子程序

6.9 PID控制子程序

第七章 展望与总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢