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五相混合式步进电动机驱动系统的设计与仿真

作　者: 韩轩
导　师: 王英
学　校: 大连交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 五相混合式步进电动机 Buck型升频升压驱动稳态特性 MATLAB仿真
分类号: TM383.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

步进电动机系统是由步进电动机及其驱动控制电路构成的。近二十年来,随着电力电子技术、微电子技术和微处理器技术的飞速发展,特别是三者在应用中的结合,极大地推动了步进电动机驱动控制技术的进步,并使之在不断完善中趋于成熟。步进电动机驱动控制技术的发展,在使得步进电动机系统获得更加广泛应用的同时,也使得步进电动机与其驱动电路装置日益成为不可分割的一个整体。步进电动机驱动电路的合理设计与改进,需要对步进电动机运行机理和具体结构设计透彻了解与深入分析。同时,步进电动机系统的运行品质除与电动机自身的性能有关外,也在很大程度上取决于驱动器的优劣,因此对驱动技术的研究与对电机本体的研究同等重要。五相混合式步进电动机是步进电动机的主要产品之一,在各领域获得到广泛应用,因此对其驱动技术的研究也一直深受重视。Buck型升频升压驱动是五相混合式步进电动机驱动技术的主要发展方向,是一种高品质的步进电动机驱动系统,目前国内外对其进行的研究还很不够,见到的文献也不多。本文针对五相混合式步进电动机Buck型升频升压驱动电路进行了设计。绕组接法分别采用星形绕组联接和新五边形绕组联接,利用MATLAB建立了五相混合式步进电动机系统的稳态仿真模型,分析了系统的稳态特性。本论文主要完成的工作包括几个方面:掌握了混合式步进电动机驱动器的设计方法,并对五相混合式步进电动机Buck型升频升压驱动系统进行了设计分析;对五相混合式步进电动机Buck型升频升压驱动系统进行了完整的描述;基于MATLAB工具建立了五相混合式步进电动机系统的稳态仿真模型,在此基础上对稳态相电流进行了仿真分析,仿真结果与理论分析相符。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 步进电动机概述  10-12
    1.2.1 步进电动机及其种类  10-11
    1.2.2 步进电动机的特点  11
    1.2.3 国内外现状及发展趋势  11-12
  1.3 混合式步进电动机驱动技术发展  12-19
    1.3.1 步进电动机驱动器的组成  12-14
    1.3.2 混合式步进电动机驱动器的特点  14
    1.3.3 混合式步进电动机的驱动方式  14-19
  1.4 发展中的技术问题  19-20
  1.5 本论文完成的主要工作  20-21
第二章五相混合式步进电动机驱动系统  21-32
  2.1 引言  21
  2.2 五相混合式步进电动机的构成  21-23
  2.3 五相混合式步进电动机的工作原理  23-28
    2.3.1 五相混合式步进电动机的标准通电方式  23-26
    2.3.2 五相混合式步进电动机的绕组联接方式  26-28
  2.4 五相混合式步进电动机的驱动技术  28-31
    2.4.1 斩波恒流驱动  28
    2.4.2 恒总电流调频调压驱动  28-29
    2.4.3 电流开环式PWM 升频升压驱动  29-30
    2.4.4 升频升压结合结合恒流控制驱动  30
    2.4.5 细分驱动技术  30-31
  本章小结  31-32
第三章五相混合式步进电动机Buck 型升频升压驱动电路的设计  32-48
  3.1 引言  32
  3.2 五相混合式步进电动机Buck 型升频升压驱动系统  32-34
    3.2.1 结构示意图  32-33
    3.2.2 Buck 型升频升压控制原理  33-34
  3.3 主电路的设计  34-35
  3.4 控制电路的设计  35-43
    3.4.1 频压转换电路  35-37
    3.4.2 恒频脉宽调制电路  37-39
    3.4.3 电压调整器电路  39-42
    3.4.4 脉冲发生电路  42-43
    3.4.5 辅助电源  43
  3.5 环形分配器的设计  43-47
    3.5.1 通用环形分配器  43-44
    3.5.2 五相混合式步进电动机环形分配器的设计  44-47
  本章小结  47-48
第四章五相混合式步进电动机稳态仿真分析  48-64
  4.1 引言  48
  4.2 五相混合式步进电动机的数学模型  48-53
  4.3 相绕组端电压的确定  53-59
    4.3.1 星形联接下的相绕组端电压  53-55
    4.3.2 新五边形联接下的相绕组端电压  55-59
  4.4 五相混合式步进电动机稳态电流的仿真分析  59-63
    4.4.1 MATLAB 软件简介  59-60
    4.4.2 星形绕组联接的相电流仿真分析  60-62
    4.4.3 新五边形绕组联接的相电流仿真分析  62-63
  本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68-69

五相混合式步进电动机驱动系统的设计与仿真

内容摘要

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