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毕业论文网 > 文献综述 > 理工学类 > 电气工程及其自动化 > 正文

基于FPGA的直流电机控制器的设计文献综述

 2020-04-14 17:26:09  

1.目的及意义

国内外研究现状

国内:

中国电机的生产和应用起步很晚,但发展迅速我国小功率电机产业经过40多年的发展,特别是改革开放20多年以来的快速发展,取得了长足进步。特别在家电业和汽车工业取得了很多成功。我国中小型电机有一定生产规模的企业有300多家,生产的电机产品有300多个系列.近l500个品种。然而中小电机至今还没有形成具有国际影响力的品牌。电机行业亟需重新整合、优胜劣汰,这已成为电机行业的发展趋势。此外,许多境外企业也纷纷到中国投建独资和合资企业。显然,这些境外公司在收购和新建工厂的同时,也带来了资金、先进的技术和管理经验;同时,由于企业的产品绝大部分都是出口外销,使我国电机出口量大增。无疑,国内企业的兼并重组和外资企业的进入,促进了电机行业结构的进一步优化,同时也促进了行业的发展和技术进步。

在电机控制技术方面,我国在上个世纪六十年代研制第一支晶闸管以来,以晶闸管为主要器件的直流带年纪调速系统也在迅猛的发展并且得到了广泛的使用。

国内的数字直流电机调速系统的技术方案主要为:PID算法优化,模糊控制技术,补偿PID控制,综合性最优控制等方案。

随着电力电子器件的发展,具有开关速度快,热稳定性好、安全工作区大等优点的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)替代了晶闸管,这也标志着我过直流电机调速控制开始朝脉宽调制(PWM)控制方向发展。

目前我国大部分数字直流电机控制系统装置以来进口,因此带来了成本高等缺点。但是目前国内大多数高等院校、研究所以及企业都在进行研发数字直流电机调速系统。

国外:

1821年9月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动,第一次实现了电磁运动向机械运动的转换,从而建立了电动机的实验室模型,被认为是世界上第一台电机。1831年,法拉第发现了电磁感应现象之后不久,他又利用电磁感应发明了世界上第一台真正意义上的电机──法拉第圆盘发电机1832年,斯特金发明了换向器,据此对亨利的振荡电动机进行了改进,并制作了世界上第一台能产生连续运动的旋转电动机1873年,德国的西门子公司研究发电机的工程师阿特涅用“鼓卷”的方式制成了性能更好的发电机。西门子公司由于阿特涅的这项发明而益发驰名。于是,德国以西门子公司为核心,大力研制各种发电机,着手研究由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界电车。并且电动机全是直流电机,但是只限于驱动电车。1873年,英国詹·麦克斯韦完成了经典电磁理论基础《电和磁》;电机绕组发展为鼓型绕组,直流电机具备了现代直流电机的基本型式1891年,阿诺尔德(Arnold)建立直流电枢绕组理论。

总体来说,蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后,19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命,使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命,使生产和消费从工业化向自动化、智能化时代转变;推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。

到了现代,在国外主要有日本的三菱、东芝公司,瑞典的ABB公司,美国的GE、西屋公司以及德国的西门子公司等,都已经有了商品化的数字直流调速系统,并且对于不同情况都有相应的解决方案。国外已经有了成熟的产业化的控制技术。

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