无刷直流电机驱动技术资料.docx

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无刷直流电机驱动技术资料

驱动技术控制实训设备28600

一、参考图片

（图片仅供参考，标准配置不含电脑）

二、产品概述

本装置是一种最为典型的驱动类机电技术产品，是为职业院校、职业教育培训机构及工厂技术人员而研制的，它适合机电一体化、自动化等相关专业的教学和培训。

该装置采用铝木结构，双控制系统，其上安装有交流伺服电机及驱动单元、步进电机及驱动单元、直流无刷电机及驱动单元、交流电机及变频调速单元、触摸屏单元、PLC及AD/DA单元、旋转编码器单元、位置控制系统及转动控制系统。

采用工业元器件，所有传感器、执行器、控制器接口开放，培训内容包含：

PLC（数字量和模拟量）技术，旋转编码器技术、直流无刷电机特性研究、步进电机特性研究、交流伺服电机特性研究、特种电机控制技术、触摸屏技术、位置控制技术、转矩控制技术、速度控制技术、通讯控制技术、PID控制技术、模拟量控制技术、可编程控制技术、组态软件监控技术等。

模块化结构，所有控制电机的接线开放，安装尺寸完全一致，可做到电机互换，控制电平一致。

三、产品特点

该设备有机融合了机电一体化专业学习中所涉及的伺服驱动技术、步进驱动技术、无刷直流电机驱动技术、变频调速技术、旋转测速技术、定位控制技术、触摸屏技术、可编程控制器等多项应用技术，为学生提供了一个典型的系统综合实训环境，使学生掌握的各项专业知识得到全面、综合的提升。

设备整体有铝合金实训台，各实训单元，位置控制系统及转动控制系统组成。

控制系统采用模块组合式，由PLC模块、触摸屏模块、电源模块和指令指示元件模块等组成。

实训系统和控制系统之间连接方便，可按实训需要对模块进行灵活组合、安装和调试。

该装置所有模块端子均采用采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股铜，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐高压、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套轻铜弹片，接触优良。

各指令开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。

插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

四、技术性能

输入电源：

三相四线（或三相五线）～380V±10%50Hz

工作环境：

温度-10℃～+40℃相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m

装置容量：

≤1.0kVA

结构尺寸：

1500mm×750mm×1600mm

安全保护：

具有漏电保护，安全符合国家标准

五、系统配置

序号

名称

规格

数量

单位

备注

1

工作台

该实训设备为铝木结构实训台，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，结构坚固，造型美观大方。

设有抽屉和元器件储存柜。

实训模块采用标准化结构、互换性强，根据实训内容的需要调换实训模块；存储柜用于存放工具材料及模块。

电脑桌联体设计，造型美观大方。

1500mm×750mm×1600mm

1

张

2

电源模块

电源控制屏具有漏电和短路保护功能；设有熔断器≥2只、单相三极电源插座2个、安全插座≥3个。

控制屏提供DC24V输出一路，DC12V输出一路；设有实验用转换开关≥1只、复位按钮（红、黄、绿各1只）、自锁按钮（红、黄、绿各1只）；设有DC24V指示灯（红黄绿各2只）、急停按钮≥1只、蜂鸣器1只。

1

台

3

按钮模块

4

PLC主机单元

该单元为DC24V16点输入，8点晶体管8点继电器输出接口；与外围设备通信用485接口；两通道模拟量输入，一通道模拟量输出接口。

该单元具有独立3轴≥100khz定位功能、通信控制功能以及模拟量控制功能。

模拟量输出范围DC0-10V、DCO-5V（负载电阻1k-1MΩ），DC4-20mA（负载电阻500Ω下）隔离方式采用光耦隔离模拟量输入输出、可编程控制器采用DC/DC转换器，隔离电源、模拟量输入输出（各通道间不隔离）转换时间≤90ms。

1

台

5

触摸屏模块

显示尺寸：

5.6″TFT

分辨率：

≥320*234像素

显示色彩：

65536彩色

亮度：

≥280cd/m2

背光灯：

LED

触摸屏：

4线，精密电阻网络（表面硬度4H）

液晶寿命：

≥45000小时

CPU：

32-bit/400MHz/RISC

存储器：

8M/FLASH/16M/SDRAM

配方存储器：

RTC/256KB/实时时钟

通讯端口：

COM0:

RS232/RS485-2/RS485-4,COM1:

RS232/RS485-2/RS485-4,COM2:

RS232

1

套

6

变频器模块单元

本单元采用三菱开发的具有自学习能力的高性能变频器，具有V/F控制和多种磁通矢量控制方式，该变频器在0.5hz情况下，使用先进的磁通矢量控制模式可以使转矩提高到≥180%。

具有先进的自动调谐功能，短时超载能力200%时，可持续≥3s，还具有转矩限制与电流限制功能。

该单元支持柔性PWM控制/高载波PWM控制（V/F控制、先进磁通矢量控制、通用磁通矢量控制、最佳励磁控制）。

输出频率范围0.4-400hz。

功率输出≥0.75kw。

1

套

7

伺服电机驱动单元

该单元选用三菱最新伺服放大器，具有更多的优越性，有先进的一键式调整功能，先进的振动抑制控制，具有机械共振抑制滤波器和鲁棒滤波器。

此系统具有丰富的定位功能，点设置一览表方式，程序方式，简易凸轮功能，编码器跟随功能指令脉冲输入忽略功能以及标记传感器输入修正功能。

支持modbusRTU通信协议。

该系统减少了维护工序，具有大容量驱动记录器，提供设备诊断功能。

电机易于使用。

额定功率≥200W，额定转矩≥0.64N•m，额定转速≥3000r/min，额定电流≥1.6A

1

套

8

直流无刷电机驱动单元

本直流无刷电机驱动器具有速度PID闭环控制，低速转矩大；运行加减速时间可由软件设定，实现平滑柔和运行；多种速度控制方式，由软件设定；调速范围0-30000RPM，最高转速可限制；多种完善的保护功能；支持模拟量输入或者PWM输入端；支持正反转控制；支持刹车控制及多段速度控制；具有报警输出功能；额定功率：

150W，额定电压：

AC220V额定转速：

1500r/min,额定转矩：

0.955N•m，额定电流：

0.945A

1

套

9

步进电机驱动单元

相数：

2，步距角：

1.8，静态电流：

2.8A，相电阻：

0.8Ω，相电感：

1.2mH，保持转矩：

≥0.85N•m

1

套

10

温度控制单元

该单元通过接收PLC主控单元输出的占空比可变的脉冲信号控制电加热丝两端的电压有效值实现温度控制的功能，温度控制范围5-50℃，驱动电压范围DC12-24V，工作电压AC12-380V，驱动电流≥35A，阻抗≥72kΩ。

本单元设有温度保护功能，当恒温室温度超过60℃时，会自动切断加热电源，防止温度过高。

1

套

11

压力控制单元

该单元可直接由变频器驱动，调节恒压室压力。

压力设定值可由触摸屏设定，受PLC主控单元控制，具有压力限定功能。

1

套

12

位置控制系统

该单元可由伺服电机驱动，也可由步进电机驱动，由电机带动运动小车运行，小车的运动距离有触摸屏设定。

由滚珠丝杆、电子刻度装置、限位开关、移动导块等组成。

伺服电机或步进电机可快速拆卸。

丝杠末端装有旋转编码器，可实时测量小车的运动速度和位移量，能够实时显示在触摸屏上，构成全闭环控制系统。

另外该系统具有位置刻度，可直接显示小车的绝对位置；位置控制水平位移：

270mm，重复精度≤0.2mm。

电机接线全部通过护套插座引出，与驱动器之间通过安全导线连接。

1

套

13

转动控制系统

该单元可由无刷直流电机驱动，也可由三相减速电动机驱动，离合器在电机的驱动下带动圆盘旋转，可完成正反转控制，速度控制。

电机接线全部通过护套插座引出，与驱动器之间通过安全导线连接。

1

套

14

温度压力控制系统

该单元为上下两层空间结构，下层为电加热结构及风压形成结构。

电加热结构功率≥2KW，具有隔热保护层。

电加热元件采用高性能镍铬合金材料构成，具有使用寿命长，稳定好，温升快等优点。

设有温度传感模块，可实时测量温度值。

风压形成结构采用高稳定循环风机，具有调速范围宽使用寿命长等优点。

设有压力检测元件，可实时检测压力值。

1

套

15

电源线

单相三芯电源线

1

根

16

实训导线

强电、弱电连接导线

1

套

17

PLC编程电缆

配套PC/PPI通信编程电缆

1

根

18

配套光盘

PLC编程软件、使用手册、程序等

1

套

19

配套工具

工具箱：

大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，验电笔

1

套

20

线路铺设

桥架架空铺设

1

套

六、实训内容

1.触摸屏单元实训

（1）触摸屏画面编辑实训

（2）触摸屏与PLC通讯实训

（3）触摸屏控制三相异步电动机启动停止实验

（4）触摸屏控制三相异步电动机多段速度运行实验

（5）通过触摸屏设定三相异步电动机的速度实验

（6）通过触摸屏设定伺服电机位移、速度实验

（7）通过触摸屏设定步进电机位移、速度实验

（8）通过触摸屏显示小车运动位移和速度实验

（9）通过触摸屏设定无刷直流电机速度实验

2、变频器参数设定实训

（1）变频器参数设置方法实验

（2）变频器端子控制方法实验

（3）变频器多段速度控制实验

（4）变频器485通信参数设置实验

（5）变频器模拟量控制参数设置实验

（6）变频器加减速控制参数设置实验

（7）变频器能耗制动参数设置实验

3.伺服驱动器参数设定实训

（1）伺服驱动器位置控制模式参数设定

（2）伺服驱动器速度控制模式参数设定

（3）伺服驱动器转矩控制模式参数设定

（4）伺服驱动器电子齿轮比设定实验

4.无刷直流电机驱动器参数设定实训

5.步进电机驱动器参数设定实训

6.PLC编程实训

（1）基本指令编程实训

（2）脉冲产生指令编程实训

（3）模拟量指令编程实训

（4）PID控制指令编程实训

（5）高速脉冲计数指令编程实训

7.位置控制单元实训

（1）步进电机启动特性的研究

（2）步进电机细分特性研究

（3）脱机信号作用研究

（4）步进电机开环PLC控制实训

（5）步进电机闭环PLC控制实训

（6）伺服电机脉冲输出控制实训

（7）伺服电机加减速控制实训

（8）伺服电机原点回归控制实训

（9）伺服电机中断定位控制实训

（10）伺服电机相对定位控制实训

（11）伺服电机绝对定位控制实训

（12）伺服电机半闭环控制实训

（13）伺服电机全闭环控制实训

8.转动控制系统实训

（1）三相异步电机手动启动停止控制实训

（2）三相异步电机手动模拟量速度调节控制实训

（3）三相异步电机PLC端子控制实训

（4）三相异步电机PLC485通信控制实训

（5）三相异步电机PLC无协议通信控制实训

（6）无刷直流电机手动启动停止控制实训

（7）无刷直流电机手动模拟量速度调节控制实训

（8）无刷直流电机PLC端子控制实训

（9）无刷直流电机PLC485通信控制实训

（10）无刷直流电机PLC无协议通信控制实训

9.温度控制系统

（1）功率驱动单元认识与掌握

（2）温度采集实验

（3）温度开环控制实验

（4）温度闭环控制实验

（5）触摸屏温度曲线显示实验

（6）触摸屏加热方案设定实验

10.压力控制系统

（1）风机变频调速单元认识与掌握

（2）压力采集实验

（3）压力开环控制实验

（4）压力闭环控制实验

（5）触摸屏压力曲线显示实验

七、配置清单

序号

产品名称

型号规格

数量

单位

备注

1

台体

15