2022年电气工程个人毕业实习报告优质.docx
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1、2022年电气工程个人毕业实习报告2022年电气工程个人毕业实习报告篇一 一、实习目的 高校毕业之际,毕业实习是极为重要的实践性学习环节,通过阶段性时间的实习,为我们之后走向社会,接触本工作,拓宽学问面,增加感性相识,培育、熬炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业学问,去独立分析和解决实际问题的实力,能够将所学的专业理论学问运用与实践,在实践中结合理论加深对其相识和总结,再次学习,将专业学问与实际接轨,逐步相识体会,从而更好地将所学的运用到工作中去,接触社会,相识社会,体验生活,学会生活,学会生活,学会感悟,学会做事,学会与人相处,学会团结协作,为以后毕业走上工作岗位打下肯定的基础。详细
2、目的如下: 1.在图书馆查阅关于无刷直流电机设计方面的资料,为毕业设计打下基础。 2.对毕业设计所选题目无刷直流电机限制器的设计有初步的了解。 3.通过借鉴和分析关于无刷直流电机限制器方面的设计实例,从中学到无刷直流电机限制器的设计过程及一般步骤。 二、实习单位 _理工高校 三、实习任务 1、收集资料 在学校图书馆查找资料,了解自己所学专业的东西,并且确定自己的课题,得到相关的学问和实力,思索课题的内容与方向,有针对性的收集资料,包括专业资料、工具资料和其他相关的资料。 2、设计初步方案 在收集完资料后可以初步确定自己的毕业设计方案,并建立相关的数学模型,进行原理分析、计算和试验,这一项工作是
3、繁琐而艰难的,须要不断的补充学问修正设计结果。 3、撰写毕业实习报告 做完上面的工作后,就须要刚好的编写毕业实习报告。这是对这段时间学习的全面总结,编写实习报告,我们能够重现自己学习的经验,重新汇总资料状况,这样会给我们带来设计灵感。认仔细真完成实习报告后,我们就会对自己的课题有了全新的理解,后面的实际设计工作就会变得轻松。 四、实习内容 1、熟识无刷直流电机: 无刷直流电机即直流无刷电机。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 无刷直流电机应用及其广泛,它可在家电、汽车、航空、医疗、工业自动化设备和仪器等各种各样的行业中运用。无刷直流电机是指无电刷和换向器(或集电
4、环)的电机,是不用电刷进行换向,而是采纳电子器件进行换向的。与有刷直流电机和异步电机相比,无刷直流电机有许多优点,详细表现如下: 1、更好的转矩、转速特性;2、快速的动态响应;3、高效率;4、寿命长;5、工作无噪声,性能牢靠、永无磨损、故障率低;6、较高的转速范围。 1.1 工作原理 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机非常相像。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体 ,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以限制电动机
5、的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来限制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来限制和调整转速;供应爱护和显示等等。 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可供应额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90,这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,运用场合也受到限制。沟通电机没有碳刷及整流子,免维护、坚实、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用困难限制技术才能达到。现今半导体发展快速功
6、率组件切换频率加快很多,提升驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快,可实现将沟通电机限制置于一旋转的两轴直角坐标系统中,适当限制沟通电机在两轴电流重量,达到类似直流电机限制并有与直流电机相当的性能。 此外已有许多微处理机将限制电机必需的功能做在芯片中,而且体积越来越小;像模拟/数字转换器、脉冲宽度调制等。直流无刷电机即是以电子方式限制沟通电机换相,得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。 1.2 结构 直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(p)影响:n=120.f / p。在转子极数固定状况下,变更定子旋转磁场的频率就可以变更转
7、子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式限制(驱动器),限制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至限制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载改变时仍可以限制电机转子维持肯定的转速。 直流无刷驱动器包括电源部及限制部如图 (1) :电源部供应三相电源给电机,限制部则依需求转换输入电源频率。 电源部可以干脆以直流电输入(一般为24v)或以沟通电输入(110v/220 v),假如输入是沟通电就得先经转换器转成直流。不论是直流电输入或沟通电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器转成3相电压来驱动电机。换流器一般由6个功率晶体管(q1q
8、6)分为上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)连接电机作为限制流经电机线圈的开关。限制部则供应pwm(脉冲宽度调制)确定功率晶体管开关频度及换流器换相的时机。直流无刷电机一般希望运用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度限制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器,做为速度之闭回路限制,同时也做为相序限制的依据。但这只是用来做为速度限制并不能拿来做为定位限制。 1.3 特点 1、可替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速; 2、具有传统直流电机的优点,同时又取消了碳刷、滑环结构; 3、可以低速大功率运行,可以省去减速机干脆驱动大的负载; 4、体积
9、小、重量轻、出力大; 5、转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小; 6、无级调速,调速范围广,过载实力强; 7、软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置; 8、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消退了多级减速耗,综合节电率可达20%60%。 9、牢靠性高,稳定性好,适应性强,修理与保养简洁; 10、耐颠簸振动,噪音低,振动小,运转平滑,寿命长; 11、不产生火花,特殊适合爆炸性场所,有防爆型; 12、依据须要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。 1.4 应用 无刷直流电机的应用非常广泛,如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。总的来说,无刷直流电
10、机可以分为以下三种主要用途: 持续负载应用:主要是须要肯定转速但是对转速精度要求不高的领域,比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用,这类应用成本较低且多为开环限制。 可变负载应用:主要是转速须要在某个范围内改变的应用,对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干机和压缩机就是很好的例子,汽车工业领域中的油泵限制、电限制器、发动机限制等,这类应用的系统成本相对更高些。 定位应用:大多数工业限制和自动限制方面的应用属于这个类别,这类应用中往往会完成能量的输送,所以对转速的动态响应和转矩有特殊的要求,对限制器的要求也较高。测速时可能会用上光电和一些同步设备。过程限制、机械限制和运
11、输限制等许多都属于这类应用。 好用性新型无刷电机是与电子技术、微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅限于交直流领域,还涉及电动、发电的能量转换和信号传感等领域。在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的,但性能优良的无刷电机因受到价格的限制,其应用还不非常广泛。下面分别就主要的新型无刷电机进行探究与探讨。 1.5电机分类 1.5.1 直流电动机 一般直流电动机具有相同的工作原理和应用特性,而其组成是不一样的。除了电机本身外,前者还多一个换向电路,电机本身和换向电路紧密结合在一起。很多小功率电动机的电机本身是与换向电路合成一体,从外观上看直流无刷电动机与直流电动机完全一样
12、。 直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分,它除了电机电枢、永磁励磁两部格外,还带有传感器。电机本身是直流无刷电机的核心,它不仅关系到性能指标、噪声振动、牢靠性和运用寿命等,还涉及制造费用及产品成本。由于采纳永磁磁场,使直流无刷电机摆脱一般直流电机的传统设计和结构,满意各种应用市场的要求,并向着省铜节材、制造简便的方向发展。永磁磁场的发展与永磁材料的应用亲密相关,第三代永磁材料的应用,促使直流无刷电机向高效率、小型化、节能方向迈进。 为了实现电子换向必需有位置信号来限制电路。早期用机电位置传感器获得位置信号,现已逐步用电子式位置传感器或其它方法得到位置信号,最简便的方法是利用电枢绕组的电势
13、信号作为位置信号。 要实现电机转速的限制必需有速度信号。用获得位置信号相近方法取得速度信号,最简洁的速度传感器是测频式测速发电机与电子线路相结合。 直流无刷电机的换向电路由驱动及限制两部分组成,这两部分是不简单分开的,尤其小功率用电路往往将两者集成化成为单一专用集成电路。 在功率较大的电机中,驱动电路和限制电路可各自成为一体。驱动电路输出电功率,驱动电动机的电枢绕组,并受控于限制电路。驱动电路已从线性放大状态转成脉宽调制的开关状态,相应电路组成也从晶体管分立电路转成模块化集成电路。模块化集成电路有功率双极晶体管、功率场效应管和隔离栅场效应双极晶体管等组成形式。虽然,隔离栅场效应双极晶体管价格较
14、贵,但从牢靠平安和性能角度看,选用它还是较合适的。 限制电路用作限制电机的转速、转向、电流(或转矩)以及爱护电机的过流、过压、过热等。上述参数简单转成模拟信号,用此来限制较简洁,但从发展来看,电机的参数应转换成数字量,通过数字式限制电路来限制电机。当前,限制电路有专用集成电路、微处理器和数字信号处理器等三种组成方式。在对电机限制要求不高的场合,专用集成电路组成限制电路是简洁好用的方式。采纳数字信号处理器组成限制电路是今后发展方向,有关数字信号处理器将在下面沟通同步伺服电动机中介绍。 在微小功率范畴直流无刷电动机是发展较快的新型电机。由于各个应用领域须要各自独特的直流无刷电动机,所以直流无刷电动
15、机的类型较多。大体上有计算机外存储器以及VCD、DVD、CD主轴驱动用扁平式无铁心电机结构,小型通风机用外转子电机结构,家电用多极磁场结构及内装式结构,电动自行车用多极、外转子结构等等。上述直流无刷电动机的电机本身和电路均成一体,运用非常便利,它的产量也特别大。为了满意大批量、低成本的市场须要,直流无刷电动机的生产必需要形成规模经济。因此,直流无刷电动机是一种高投入、高产出的行业。同时,我们应当考虑到市场也在不断地发展,如家用空调用电机正由3A转向3D,须要大量的中小功率的直流无刷直流电动机,探讨和开发中小功率的直流无刷电动机也成当务之急。 1.5.2 无刷电机 (BLDCM)是在有刷直流电动
16、机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的沟通;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫沟通伺服电机,准确地讲是沟通伺服电动机的一种。 无刷直流电机为了削减转动惯量,通常采纳“瘦长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以削减40%50%左右。由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。 这种电动机的机械特性和调整特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护便利噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以
17、这种电动机在限制系统中有很大的应用潜力。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机非常相像。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以限制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来限制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来限制和调整转速;供应爱护和显示等等。 由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。 中小容量的
18、无刷直流电动机的永磁体,多采纳高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。 近三十年来针对异步电动机变频调速的探讨,归根究竟是在找寻限制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率改变的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC.无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何限制技术的变频器还要好,所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱
19、动的需求。 2、了解PIC16F72单片机: 2.1 PIC16F72单片机的'主要性能 首先我们对外部时钟输入:它的频率是20MHz,其中有2K字14位宽的程序存储空间,伴随着128字节8位宽的数据存储空间,另外还有8个中断,3个8位I/O口以及PORTA、PORTB、PORTC。还有三个定时器模块:TIMER0、TIMER1、TIMER2随带着一个CCP模块;8位5通道的AD转换器。 2.4 PIC16F72单片机各个模块的详细工作任务 最小系统模块:引脚1相连的是复位电路,引脚1也是程序的高压烧写口;引脚9和引脚10分别是震荡电路的输入口和输出口,连接的是16MHz的晶振;引脚2
20、0和引脚8、引脚19是电源电路部分,分别接5V电源和地。 功能模块:模拟信号输入处理模块:模拟信号的处理主要是通过单片机的A/D转换模块实现的。引脚2检测流过电机的电流信号并进行A/D转换,进过运算后用于限制PWM占空比,尽可能达到电机最合适的工作电流;引脚3检测电源电压,经A/D转换后经过运算推断电压是否过低,以此为依据爱护电池;引脚4检测手柄的输入电压,单片机依据这个量调整电机输出的总功率,从而调整电机的速度。 数字输入信号处理模块:引脚5处理刹车信号,平常处于高电平状况,当按下刹车开关时,变为低电平,这时单片机输出刹车吩咐,只要当引脚5复原成高电平状态时,在停止刹车动作;引脚15、引脚1
21、6、引脚17分别输入电机的霍尔位置信号,通过这三个信号的组合确定电机此时的转子位置,并调整输出的换信任号。引脚21为外部中断引脚,平常处于高电平状态,当出现过流时,输入信号从高电平变为低电平,中断标记位置1,由于PIC16F72只有一级中断优先级,所以当中断被其他中断程序占用时,也应定时检查外部中断标记位,以免因中断时间过长而烧毁电机。 驱动信号输出模块:引脚13输出PWM信号,调整电机的速度和电枢电流;引脚23、引脚24、引脚25输出逆变桥的下桥驱动信号,引脚26、引脚27、引脚28输出逆变桥的上桥驱动信号。引脚22只在电枢电流比较大的状况下才运用。 以上是我在这次实习中着重学习的东西,其实
22、还有许多,这里只是一些内容比较重要,而且比较难的东西,自己在这段时间通过系统的学习无刷直流电机与PIC16F72单片机,使我重新相识到了无刷直流电机与PIC16F72单片机的重要性,以及无刷直流电机在将来的发展前景,这更加坚决了我学习无刷直流电机的决心,我信任经过自己的学习,我会做出令自己满足的无刷直流电机限制器。 五、实习总结及体会 实践是检验真理的唯一标准。我们知道学问是人类进步的阶梯,而学习学问不仅仅靠从书本上获得,而重要的是在于将所学用于实际生活之中。理论学问往往过于标准化,仅仅靠驾驭理论,一点实际操作阅历都没有的话,事实上是没有实际效应的,现实中的事情往往是千变万化的,运用起来解决详
23、细状况多半是教条的,而且也有许多的不足。 多数事实证明:只有将理论学问与实践很好的结合起来,才能将学问运用到最高境界,为了学有所长,学有所用,为了将学问转化为自己所真正拥有的实力,以及依据自己的毕业设计课题内容要求。我在这几个星期的实习时间里,通过实习,我不仅提升了自己的学问水平,相识到课堂上学习的不足,而且熬炼了自己独立思索和全面思索问题的实力:如用PIC16F72单片机做无刷直流电机限制器,要考虑的因素有许多,像PIC16F72芯片的引脚功能,更熬炼了自己发觉问题和解决问题的实力。这次实习加深了对以前学习学问的理解,也相识到自己的不足:自己除了具有肯定的理论基础外,还有大量的学问和阅历非常
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