母线槽参数检测机构传动系统设计Word格式.docx

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指导教师：

起迄日期：

设计地点：

GraduationDesign（Thesis）

ThedesignofPneumaticTransmissionsystemfor

theBusductParameterDetectionmachine

By

ZHUMin

Supervisedby

AssociateProf.HUAMaofa

SchoolofAutomation

NanjingInstituteofTechnology

June,2008

摘要

母线槽是一种新型配电导线，它的两个主要技术参数是指绝缘强度和导线的电阻。

论文根据自动检测母线槽导电片电阻和导电片之间绝缘强度的要求，主要介绍了母线槽参数检测机构中气压传动控制系统的设计方法、过程参数和结果等，另外还介绍了步进电机驱动电路的设计。

本传动机构共有六个动作需要由气压传动装置控制，需要八只气缸。

其中，两只气缸控制母线槽两端测量头的伸缩；

两只气缸控制测量头横向定位；

两只气缸控制母线槽长度方向定位；

两只气缸控制母线槽的升降（然后对其进行包装）。

论文涉及到各个气压传动回路图的设计，各个气缸及辅助元件的相关尺寸的计算，接着是控制回路中的各种气压元件的选择。

另外还计算出了普通型单活塞双作用气缸的各个参数值，并设计出了它的结构图。

设计五相十拍步进电动机驱动电路时选择了89C2051作为环形分配器，而功率器件选用电压型的VMOS管。

该电路设计成恒流斩波电路，论文中大概介绍了步进电机的相关知识和基本工作原理，并详细介绍了斩波恒流细分驱动方案的原理。

此外，本次设计还分别对相序分配的硬件接线和软件程序部分做了设计和说明。

关键词：

母线槽；

气压传动；

步进电机驱动器

ABSTRACT

TheBusductisanewkindofleadforelectricconductivity,ThetwoofmaintechniquesoftheBusductareInsulationStrengthandResistanceofwires.Accordingtotherequirementsofautomaticallydetectingtheresistanceofconductingplatesandtheinsulationstrengthbetweenthem,ThedesignofPneumaticTransmissionsystemandSteppingMotorDriveControlCircuitsfortheBusductParameterDetectionmachineareintroducedinthisthesis.Inaddition,thedesignofStepMotorDriveControlCircuitsisintroduced.

ThePneumaticTransmissionsetuphassixactionswhichneedtobecontrolledbyPneumaticTransmission.EightCylindersareneeded.Twoofthemareusedforcontrollingtheflexofthedetection.Twoareusedforcontrollingtransverseorientationofthedetection.TwoareusedforcontrollingorientationinlengthoftheBusduct.AnothertwoareusedforcontrollingtheupanddownoftheBusduct（preparingforpackingit）.ThenthethesiscomesdowntodesigningdrawingsoftheloopsinPneumaticTransmissionsystem,andthesizeofCylindersanddevicerelationallyarecalculatedinthisthesis,withthatdevicesofCylinderscontrolsystemarechosen.Inaddition,eachparameterofthemedium-sizedCylinderwithsolepistonarecalculated,andit’sdrawingofstructureisdesigned.

Whendesigningthestepmotordrivecircuitof5phase10pat，89C2051isadoptedastheLoopallotter.TheVMOSisadoptedinpowerelements.Itisdesignedaschopper-typeconstantcurrentcircuit.Inthethesistherelatedknowledgeandbasicprincipleofthestepmotordriveareprobablyintroduced,andaprincipleofaschemeisintroducedindetail,whichisofthechopper-typeconstantcurrentsubdivide.Ontopofthat,Inthisdesign,thehardwareconnectionandsoftwareprogramofthePhaseSequenceallotteraredesignandelucidationrespectively.

Keywords:

Busduct；

PneumaticTransmission；

stepmotordriver

第一章绪论1

1.1引言1

1.2选题的背景及意义1

1.3母线槽简介2

1.4检测内容3

1.5自动检测系统的组成及控制流程5

1.5.1母线槽参数检测系统的组成5

1.5.2母线槽参数检测系统的工作流程5

第二章气压传动系统设计与计算9

2.1气压传动概述9

2.1.1气动技术的应用9

2.1.2气压传动的组成及工作原理9

2.1.3气压传动的优缺点10

2.2气压传动系统控制对象10

2.3总气压传动系统回路设计11

2.3.1选择总气压回路的控制方式11

2.3.2选择气压发生装置与辅助元件11

2.3.3选择执行元件11

2.3.4选择控制元件13

2.3.5设计总气压传动回路15

2.4包装台纵向定位装置气压传动回路设计与计算16

2.4.1回路设计16

2.4.2回路计算16

2.4.3元件选择18

2.5检测台侧向定位装置气压传动回路设计与计算19

2.5.1回路设计19

2.5.2回路计算19

2.5.3元件选择21

2.6测量头动作控制气压传动回路设计与计算22

2.6.1回路设计22

2.6.2回路计算22

2.6.3元件选择23

2.7包装台升降机构气压传动回路设计与计算24

2.7.1回路设计24

2.7.2回路计算25

2.7.3元件选择26

2.8气缸设计26

2.8.1气缸的主要尺寸设计26

2.8.2气缸的主要结构设计27

第三章驱动电路设计30

3.1步进电机的种类以及工作原理30

3.1.1步进电机的种类31

3.1.2步进电机的工作原理31

3.2控制方案拟定32

3.3步进电动机相序分配电路33

3.3.1相序分配电路33

3.3.2相序分配软件35

3.4步进电机驱动电路设计38

第四章结论41

4.1论文总结41

4.2感想42

致谢43

参考文献44

附录A：

英文资料45

附录B：

英文资料翻译60

附录C：

驱动电路原理图和PCB图72

附录D：

总气压传动图74

附录E：

气缸装配图75

附件：

毕业论文光盘资料

第一章绪论

1.1引言

随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆现在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。

母线槽作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出了它的优越性。

母线槽产品结构发展经历过三代：

第一代–空气型，从上世纪50年代中期起，将导电排用绝缘衬垫支撑在壳体内，靠空气介质绝缘，其特点是加工工艺简单、成本较低，用出线盒可以很方便地进行分接，其最大的缺点是相间距大（一般为50mm），因而导致阻抗大、载流量低、损耗大、散热差、温升高、不适用于大电流的传输，而且体积大、安装不方便；

第二代–密集型，从上世纪80年代中期开始，将导电排用绝缘材料覆盖后再与两侧紧固在一起，其优点是体积小、电抗小、散热好、温升低、热稳定性好，载流量大，具有良好的节能效果。

但密集型也有制作工艺较复杂，绝缘要求比较高等缺点；

第三代-复合绝缘型，从1995年开始，母线槽除了导电排本身具有绝缘层外，各相线之间还有一定的空气绝缘；

由于是复合绝缘方式，所以防潮性能、绝缘可靠性散热性能比空气型和密集型都要好。

母线槽经过半个多世纪的发展过程，已经得到了充分的发展。

随着母线产品的广泛应用，母线槽技术参数的检测问题也就随之产生。

母线的主要技术参数是导线电阻和绝缘强度，对这两个参数的检测在国内还是由人工完成的，其自动检测技术在国内还是个空白。

检测人员手动控制检测头去检测母线槽的导线电阻和绝缘强度，手动定位很容易带来由于定位不准而产生的操作误差，这与我们对母线槽技术参数准确性的要求是相冲突的。

另外，在检测母线槽的绝缘强度时，需要对母线槽通以高压，这无疑会威胁到检测人员的人身安全。

随着社会的不断发展，人工检测技术远远不能满足社会对生产率的要求，开发母线槽参数检测机，可以完成对母线槽主要技术参数的自动检测，这可以有效地提高检测的自动化程度，提高检测精度，保证检测人员的安全。

1.2选题背景与意义

母线槽内部一般用铜片作为导体。

铜片的电阻是影响母线槽导电能力的重要因素。

电阻越大，母线槽在电传输过程中消耗就会越大，传输的效率就会越低。

母线槽作为导线，知道其内部导电体的电阻是非常必要的。

而母线槽内部导电体之间的绝缘填充物的绝缘强度则是影响安全性的重要因素。

但是在实际应用过程中并不是母线槽内导电体的电阻越小越好，绝缘填充物的绝缘强度越大越好。

由于受到成本因素的限制，母线槽制造商必须制造出适合不同场合应用的母线槽，这就需要准确知道母线槽的两个参数指标。

由于母线导电片的横截面积大、电阻小