【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展以及自動化程度的不斷提高，物料運(yùn)載系統(tǒng)在各種工業(yè)場合得到了廣泛地應(yīng)用。傳統(tǒng)物料運(yùn)載系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，機(jī)械磨損嚴(yán)重而且噪音較大，導(dǎo)致系統(tǒng)使用效率不高，無法保證長期運(yùn)行的可靠性。如何滿足市場對物料運(yùn)載系統(tǒng)高效、可靠的需求是業(yè)界亟待解決的難題。本文在此背景下提出了將非接觸式的電磁行波驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用于物料運(yùn)載系統(tǒng)的構(gòu)想，并設(shè)計和研制了系統(tǒng)模型，主要研究工作如下： 首先，根據(jù)課題的要求和具體情況，擬定了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。介紹了系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、功能和軌道車接力式驅(qū)動原理及定位原理，并在闡述了控制系統(tǒng)電氣構(gòu)成的基礎(chǔ)上提出了總體監(jiān)控和底層控制方案。 其次，采用有限元法對電磁行波驅(qū)動器進(jìn)行了分析與優(yōu)化。介紹了有限元分析的原理與步驟，在ANSOFT環(huán)境中建立了電磁行波驅(qū)動器的二維模型，并對其靜態(tài)磁場分布和動態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析。針對推力波動較大的現(xiàn)象，提出了采用補(bǔ)償法降低磁阻力的方法。仿真與試驗結(jié)果驗證了補(bǔ)償法的有效性，從而優(yōu)化了電磁行波驅(qū)動器的驅(qū)動性能。 再次，對底層控制器的軟硬件進(jìn)行設(shè)計與開發(fā)。設(shè)計了以智能功率模塊(Intelligent PowerModule，，IPM)為核心的功率驅(qū)動電路、以數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)為核心的控制電路和電流檢測、故障處理等輔助電路。利用正弦脈寬調(diào)制(Sinusoidal Pulse WidthModulation,SPWM)基本原理，完成了三相電流生成程序、中斷保護(hù)程序及定時中斷程序等。 最后，設(shè)計與制作了運(yùn)載系統(tǒng)模型，開發(fā)了基于可編程邏輯控制器(Programmable LogicController,PLC)和觸摸屏的總體監(jiān)控系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試，驗證了電磁行波驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用于物料運(yùn)載系統(tǒng)的可行性和有效性。
[Abstract]:With the rapid development of economy, science and technology and the continuous improvement of automation, material delivery system has been widely used in various industrial occasions. The traditional material delivery system is driven by the rotating motor through the transmission mechanism. The mechanical wear is serious and the noise is high, which leads to the low efficiency of the system and can not guarantee the reliability of the long-term operation. How to meet the high efficiency and reliable demand of material delivery system is a difficult problem to be solved. Under this background, this paper puts forward the idea of applying non-contact electromagnetic traveling wave driving technology to the material transportation system, and designs and develops the system model. The main research work is as follows: first of all, According to the requirements and specific conditions of the project, the overall design of the system is proposed. This paper introduces the structure, function, relay driving principle and positioning principle of the system, and puts forward the overall monitoring and bottom control scheme on the basis of expounding the electric structure of the control system. Secondly, the finite element method is used to analyze and optimize the electromagnetic traveling wave driver. This paper introduces the principle and steps of finite element analysis, establishes the two-dimensional model of electromagnetic traveling wave driver in ANSOFT environment, and simulates its static magnetic field distribution and dynamic characteristics. Aiming at the phenomenon of large thrust fluctuation, a method of reducing magnetic resistance by compensation method is put forward. The simulation and experimental results verify the effectiveness of the compensation method and optimize the driving performance of the electromagnetic traveling wave driver. Thirdly, the hardware and software of the underlying controller are designed and developed. A power drive circuit with intelligent power module (Intelligent PowerModule,IPM) as the core, a control circuit with the digital signal processor (Digital Signal Processor,DSP) as the core, and auxiliary circuits such as current detection and fault processing are designed. Based on the principle of sinusoidal pulse width modulation (Sinusoidal Pulse WidthModulation,SPWM), the three-phase current generation program, interrupt protection program and timing interrupt program are completed. Finally, the model of carrier system is designed and made, and the overall monitoring system based on programmable logic controller (Programmable LogicController,PLC) and touch screen is developed, and the system is debugged synthetically. The feasibility and effectiveness of electromagnetic traveling wave driving technology applied to material delivery system are verified.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP273;TH22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2305635