基于IPM的轮胎起重机回转控制系统的设计

发布时间：2019-10-16 17:05

【摘要】：随着工业的迅速发展,轮胎起重机凭借它的移动灵活、机动特性好等优点在工业生产实践领域得到了十分广泛的应用。起重机主要由控制系统、动力系统、工作系统组成。其中,控制系统是神经中枢,它主要任务是处理各机构如何运动的问题。通过对各个执行机构的操作,实现各个机构的启制动、调速、换向和停止,完成起重机作业过程中需要的相关动作。一台起重机各个系统的先进性决定了它工作性能的优良。因此,本文研究起重机的回转控制系统具有重要意义。 为提高系统装置的功率密度,减小能耗和原材料损耗,降低噪音,简化电路设计等,电力电子技术朝着大容量化、高频化、模块化、廉价化和智能化的方向迅速发展。IPM (Intelligent Power Module)智能功率模块就在这种趋势下发展起来的一种新型电力电子功率器件。IPM的良好性能,得到了很广泛的应用,特别适合用作控制器以驱动电机和各种需要逆变的电源。因此,文中回转系统驱动电机的功率变换电路部分主要是以IPM为核心,研究基于IPM的轮胎式起重机回转控制系统的设计,利用IPM模块化、功耗低、抗干扰能力强、开关速度快、欠压过流过热保护等多方面优点,大大提高了电机驱动装置及回转系统的工作性能,为我们的生产实践服务。 本文首先讨论了起重机回转控制系统的组成、控制对象及系统的调速换向原理。然后对轮胎式起重机回转控制系统的总体设计方案进行了阐述,再分别对调速系统的功率变换电路和硬件控制电路的结构进行了详细设计。功率变换电路中以IPM为核心,以回转电机为研究对象,介绍了智能功率模块(IPM)的结构,工作特性,系统模块的选择及应用中的注意事项,并详细设计了IPM的接口电路、制动电路和电源模块。硬件控制电路部分以AVR控制器最小系统为核心,设计了转速设定、检测电路,电流检测及系统保护电路。单片机通过软件编程采用转速电流双闭环PID调速技术原理控制PWM信号的输出,经驱动接口电路控制功率器件的通断。然后介绍了软件部分的设计,该部分主要由主程序、中断服务子程序和中断保护子程序组成,为了增强程序的可读性以及实用性,使用了模块化的方式进行编程,最后在整体设计的基础上,进行了系统调试。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH213.6

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本文编号：2550082