机械5

本次设计以某种型号的机械式单斗挖掘机为背景，设计了基于直流脉宽调制（PWM）调速系统的电气控制系统。PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。脉宽调制(PWM:(Pulse Width Modulatio
n)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 PWM脉宽调制系统实现了对机械式单斗挖掘机的直流行走电机的速度控制，从而实现了对电铲的前进、后退和速度控制。 关键词：露天矿；机械式单斗挖掘机；PWM脉宽调速；电气系统控制 目录 1绪论1 1.1煤矿铲车概述1 1.2 WK-10型电铲行走机构的传动机构介绍1 1.3 WK-10型电铲车主要参数2 1.4 WK-10型电铲供电方式3 2电动机转矩的计算4 2.1履带行走装置的牵引力计算4 2.2电动机转矩的计算6 3煤矿铲车驱动电动机选型设计8 3.1电动机功率计算8 3.2电动机型号选择8 3.3直流他励电机的特性9 3.3.1直流他励电动机的固有机械特性10 3.3.2直流他励电动机的启动特性（降压启动） 11 3.3.3直流他励电动机的调速特性（调压调速） 12 3.3.4直流他励电动机的制动特性14 4直流调速系统的方案设计16 4.1直流电机调速方案的选定16 4.2选择PWM控制系统的理由18 4.3选择IGBT的H桥型主电路的理由18 4.4采用转速电流双闭环的理由19 5 PWM调速系统的工作原理和组成20 5.1 PWM调速系统的工作原理20 5.2 PWM调速系统的组成21 5.2.1控制电路组成22 5.2.2 PWM信号发生电路设计28 5.2.3功率放大驱动电路设计31 5.2.4主电路设计33 5.2.5测速发电机35 5.2.6滤波电路36 5.2.7 A/D转换37 6系统软件部分的设计39 6.1 PI转速调节器原理图及参数计算39 6.2系统中的部分程序设计39 6.2.1单片机资源分配39 6.2.2程序流程图43 7总结44 致谢45 参考文献46 附录A 47 附录Ｂ 49