電動(dòng)摩托車具有零排放、低噪聲等優(yōu)點(diǎn),是真正的綠色環(huán)保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點(diǎn)被越來越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補(bǔ)充。而無刷直流電動(dòng)機(jī)以其控制簡單、可靠性高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn),被大量地用作電動(dòng)摩托車驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本文主要研究基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)摩托車控制技術(shù)。 首先,分析了電動(dòng)摩托車的發(fā)展趨勢(shì),以及無刷直流電動(dòng)機(jī)能在電動(dòng)摩托車驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的原因,并探討了電動(dòng)摩托車無刷直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法。 其次,在分析無刷直流電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上,構(gòu)造了無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,確立了通過PWM調(diào)節(jié)改變電樞電壓的大小來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機(jī)為控制核心,設(shè)計(jì)了包括電流檢測(cè)與保護(hù)、位置信號(hào)檢測(cè)、功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)換和電壓采樣與欠壓保護(hù)等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機(jī)成本低、功能豐富、運(yùn)算能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),簡化了控制電路,提高了控制系統(tǒng)的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C語言編寫了控制程序,完善了控制功能,實(shí)現(xiàn)了軟、硬件控制方法的結(jié)合。使用ICC-AVR集成開發(fā)環(huán)境和SL-ISP在線編程,降低了開發(fā)成本;采用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)控制程序,提高了程序的可維護(hù)性。完成的功能模塊主要包括啟動(dòng)與換相模塊、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊、過電流與堵轉(zhuǎn)保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊和定速巡航模塊等。 最后,對(duì)開發(fā)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠、實(shí)時(shí)性好,證明ATmega88單片機(jī)適合用作電動(dòng)摩托車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制芯片。
標(biāo)簽: 電動(dòng)摩托車 無刷直流 控制方法
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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電動(dòng)油泵在國外高中檔汽車中已有廣泛應(yīng)用,在國內(nèi),一些國產(chǎn)汽車也開始使用電動(dòng)燃油泵,目前油泵電機(jī)普遍采用有刷直流電機(jī),從而帶來壽命短、可靠性低、EMC性能差等不利影響。本論文基于實(shí)際需要,采用Magneforce/BIDC軟件,設(shè)計(jì)了一臺(tái)無刷直流電機(jī)油泵電機(jī)代替原有有刷直流電機(jī),以期改善原有電動(dòng)油泵的運(yùn)行性能,提高可靠性,延長使用壽命。文中給出了兩種滿足性能指標(biāo)的方案,并對(duì)它們的工作特性及額定運(yùn)行性能作了比較。并就其中一種方案(四極六槽結(jié)構(gòu))研究了磁鋼極弧寬度、超前導(dǎo)通角對(duì)電機(jī)性能的影響,以及一系列設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)定位轉(zhuǎn)矩的影響。之后,論文采用了ANSOFT/MAXWELL軟件對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了磁場(chǎng)分析,得出了樣機(jī)在一個(gè)電周期內(nèi)空載和負(fù)載時(shí)的磁場(chǎng)分布規(guī)律。另外論文采用了ANSYS軟件,分析了樣機(jī)的溫度場(chǎng)分布。 為了進(jìn)一步分析無刷直流油泵電機(jī)的可靠性,論文建立了帶霍爾位置傳感器的無刷直流電機(jī)的Simulink仿真模型,并利用該仿真模型對(duì)無刷直流電機(jī)所可能發(fā)生的故障進(jìn)行了仿真研究。仿真了無刷直流電機(jī)常見的包括電機(jī)本體、逆變器及位置傳感器在內(nèi)的三類故障運(yùn)行情況,在理論上對(duì)各個(gè)故障仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析,并在樣機(jī)上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果,這對(duì)進(jìn)一步提高無刷直流電機(jī)的故障診斷水平及提高電機(jī)的可靠性具有重要的指導(dǎo)意義。 論文還根據(jù)樣機(jī)的性能參數(shù)及實(shí)際應(yīng)用的需要,研制了一臺(tái)基于ML4425的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制器。實(shí)驗(yàn)證明,該無位置傳感器控制無刷直流油泵電機(jī)可以取代原有的有刷電機(jī),滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。
標(biāo)簽: 電動(dòng) 無刷直流電機(jī) 無位置傳感器
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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隨著無刷直流電機(jī)在工業(yè)控制和家用電器等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,其傳統(tǒng)的帶位置傳感器無刷直流電機(jī)控制呈現(xiàn)出越來越多的局限性,由此,無位置傳感器控制便應(yīng)運(yùn)而生,特別是“反電勢(shì)”法無位置傳感器控制逐漸受到了人們的青睞,并成為無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)及發(fā)展主流。 論文在詳細(xì)介紹了無刷直流電機(jī)的運(yùn)行原理及數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)反電勢(shì)過零檢測(cè)法無位置傳感器控制的原理以及過零檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。由于在零速或低速時(shí)電機(jī)反電勢(shì)為零或很小,基于反電勢(shì)的控制方法都需要特殊的起動(dòng)技術(shù),本文在分析常有起動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了一種新的起動(dòng)方法一轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)起動(dòng)法,該起動(dòng)方法包括轉(zhuǎn)子零初始位置檢測(cè)、轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)加速以及切換至反電勢(shì)法運(yùn)行三個(gè)步驟,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明,與傳統(tǒng)的三段式起動(dòng)方法相比,該起動(dòng)方法具有更優(yōu)良的起動(dòng)性能。同時(shí),本文還對(duì)反電勢(shì)法無位置傳感器控制的檢測(cè)誤差及干擾影響進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析,并提出了相應(yīng)的誤差補(bǔ)償及干擾抑制措施。 最后,確立了以MC56F805為核心的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),搭建了相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在Codewarrior集成開發(fā)環(huán)境下完成了整個(gè)無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)證明,所研制的試驗(yàn)軟硬件平臺(tái)能很好地完成無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制功能,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、可靠性高。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時(shí)間: 2013-07-21
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在永磁無刷直流電機(jī)中,即使電樞繞組不通電,由于水磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)同定子鐵芯的齒槽相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,即齒槽定位力矩。定位力矩使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng),產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。影響齒槽轉(zhuǎn)矩的因素很多,如齒槽的數(shù)量、齒槽形狀、斜槽角度、磁鋼的極弧系數(shù)以及輔助凹槽等等,因此,準(zhǔn)確計(jì)算定位力矩較為復(fù)雜。本文利用麥克斯韋張量法來分析定位力矩,為電機(jī)設(shè)計(jì)提供理論參考。文中闡述了齒槽力矩產(chǎn)生機(jī)理,綜述了抑制齒槽轉(zhuǎn)矩的方法,探討了抑制齒槽轉(zhuǎn)矩的發(fā)展趨勢(shì)。 本文以永磁無刷直流電機(jī)為對(duì)象,利用Ansoft有限元仿真軟件,通過有限元分析對(duì)改變槽口寬度、定子斜槽、改變極弧系數(shù)和定子沖片增加輔助凹槽對(duì)定位力矩的影響進(jìn)行了研究。深入分析了沖片輔助凹槽對(duì)抑制永磁無刷直流電機(jī)定位力矩的作用,因?yàn)闆_片面加輔助凹槽的方法,生產(chǎn)中便于加工,對(duì)電機(jī)性能影響很小。結(jié)果表明,同一沖片上在對(duì)稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果,而以沖片中心線對(duì)稱地加兩個(gè)輔助凹槽時(shí),輔助凹槽角度不同作用不同。對(duì)不同沖片,適合的輔助凹槽角度也是不同的。 最后對(duì)這幾種抑制定位力矩的方法進(jìn)行優(yōu)化組合,找出了一個(gè)最優(yōu)的抑制永磁無刷直流電機(jī)定位力矩的方案。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 定位 力矩
上傳時(shí)間: 2013-06-18
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隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于數(shù)字化焊機(jī)系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn),本文開展了對(duì)數(shù)字化IGBT逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的研究工作,設(shè)計(jì)了數(shù)字化逆變焊機(jī)的主電路和控制系統(tǒng)的硬件部分。 本文首先介紹了“數(shù)字化焊機(jī)”的概念,分析了數(shù)字化焊機(jī)較傳統(tǒng)的焊機(jī)的優(yōu)勢(shì),然后結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化焊機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展形勢(shì),針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的特點(diǎn),闡明了進(jìn)行本課題研究的必要性和研究內(nèi)容。文章隨后列出了整個(gè)數(shù)字化逆變焊機(jī)的設(shè)計(jì)思路和方案,簡要介紹了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點(diǎn),較為詳細(xì)地解釋了以DSP為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。根據(jù)弧焊電源控制的要求,選擇了控制器的DSP型號(hào)。 逆變焊機(jī)的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結(jié)構(gòu)(逆變頻率20KHz),由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及元件的選型和參數(shù)的計(jì)算,并對(duì)所設(shè)計(jì)的主電路進(jìn)行了Matlab計(jì)算機(jī)仿真研究。 在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點(diǎn),為弧焊逆變器控制系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化提供了條件。在DSP最小系統(tǒng)、電壓電流采樣調(diào)理模塊、保護(hù)模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對(duì)整個(gè)焊接電源進(jìn)行了實(shí)時(shí)的閉環(huán)控制與焊接過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。控制電路采用脈寬調(diào)制方式(PWM)進(jìn)行輸出控制,即:控制IGBT的導(dǎo)通時(shí)間來實(shí)現(xiàn)焊機(jī)輸出功率與輸出特性的控制。設(shè)計(jì)了專門的“分頻電路”,DSP輸出的控制脈沖經(jīng)過“分頻電路”分成兩路后,再經(jīng)IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊M57959L,進(jìn)行功率放大后,觸發(fā)IGBT。DSP對(duì)輸出電流和電弧電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣,采用離散的PI控制算法計(jì)算后,輸出相應(yīng)的控制量來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖的脈寬,進(jìn)而調(diào)制輸出電流,達(dá)到控制焊機(jī)輸出的目的。 經(jīng)過實(shí)驗(yàn),得到了相應(yīng)的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)波形,該控制系統(tǒng)基本符合逆變焊機(jī)的工作要求。 最后,在對(duì)本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上,對(duì)于本逆變焊機(jī)的進(jìn)一步完善工作提出了建議,為數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)今后更加深入的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
上傳時(shí)間: 2013-08-01
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隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人們對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求的日益提 高,近年來數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了長足的發(fā)展,主要表現(xiàn)為精度越來越高, 傳輸?shù)乃俣仍絹碓娇臁5歉鞣N基于ISA、PCI 等總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存 在著安裝麻煩、受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制、可擴(kuò)展性 差等缺陷,嚴(yán)重的制約了它們的應(yīng)用范圍。USB 總線的出現(xiàn)很好的解決了 上述問題,它是1995 年INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM 等公司為解決傳 統(tǒng)總線的不足而推出的一種新型串行通信標(biāo)準(zhǔn)。為了適應(yīng)高速傳輸?shù)男?要,2004 年4月,這些公司在原來1.1 協(xié)議的基礎(chǔ)上制定了USB2.0 傳輸 協(xié)議,使傳輸速度達(dá)到了480Mb/s。該總線具有安裝方便、高帶寬、易擴(kuò) 展等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。 以高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSPs)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)近 年來發(fā)展迅速,并獲得了廣泛的應(yīng)用。TMS320C6713 是德州儀器公司 ( Texas Instrument ) 推出的浮點(diǎn)DSPs , 其峰值處理能力達(dá)到了 1350MFLOPS,是目前國際上性能最高的DSPs 之一。同時(shí)該DSPs 接口豐 富,擴(kuò)展能力強(qiáng),非常適合于做主控芯片。 基于TMS320C6713 和USB2.0,本文設(shè)計(jì)了一套多路實(shí)時(shí)信號(hào)采集系 統(tǒng)。該設(shè)計(jì)充分利用了高速數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C6713 和USB 芯片 CY7C68001 的各種優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了傳輸速度快,采樣精度高,易于擴(kuò)展,接口簡單的特點(diǎn)。在本文中詳細(xì)討論了各種協(xié)議和功能模塊的設(shè)計(jì)。本文 的設(shè)計(jì)主要分為硬件部分和軟件部分,其中硬件部分包括模擬信號(hào)輸入 模塊,AD 數(shù)據(jù)采集模塊,USB 模塊,所有的硬件模塊都在TMS320C6713 的協(xié)調(diào)控制下工作,軟件部分包括DSP 程序和PC 端程序設(shè)計(jì)。總的設(shè)計(jì) 思想是以TMS320C6713為核心,通過AD 轉(zhuǎn)換,將采集的數(shù)據(jù)傳送給 TMS320C6713 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過USB 接口傳送到上位 機(jī)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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盤式永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)可以借鑒圓柱式無刷直流機(jī)和一般盤式電機(jī)設(shè)計(jì)的方法,但又有其獨(dú)特的特點(diǎn).本文主要研究的盤式永磁無刷直流電機(jī)的電磁分析與設(shè)計(jì).考慮到盤式電機(jī)特殊的磁場(chǎng)形式,本文從磁場(chǎng)分析方法入手,研究了盤式永磁無刷直流電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn),比較了與普通圓柱式電機(jī)之間的異同,并給出了一個(gè)電磁設(shè)計(jì)程序.
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 電磁
上傳時(shí)間: 2013-07-15
上傳用戶:天誠24
本課題來源于重點(diǎn)航空研究項(xiàng)目——某型飛機(jī)電動(dòng)舵機(jī)用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機(jī)的研制,進(jìn)行雙余度無刷直流電機(jī)的控制技術(shù)及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.論文介紹以AT89C51單片機(jī)與SG3525脈寬調(diào)制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機(jī)試驗(yàn)器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并對(duì)PWM調(diào)速控制、功率驅(qū)動(dòng)輸出及GAL邏輯綜合等電路進(jìn)行分析,提出并設(shè)計(jì)了電流截止負(fù)反饋電路實(shí)現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)和起動(dòng)時(shí)的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件工程化技術(shù).按照控制設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試、試驗(yàn)等規(guī)范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達(dá)到軟件的高可靠性和強(qiáng)壯性.無刷直流電機(jī)是典型的強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的系統(tǒng),并且飛機(jī)系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜,本文對(duì)系統(tǒng)的干擾源、傳播途徑等問題進(jìn)行了研究,并提出相應(yīng)的軟、硬抗干擾措施使系統(tǒng)性能達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 性能
上傳時(shí)間: 2013-07-21
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本文首先介紹無刷直流電機(jī)原理及其常用的控制方法。在建立了無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了MATLAB環(huán)境下控制系統(tǒng)的仿真模型,并對(duì)各個(gè)仿真模塊進(jìn)行了分析。設(shè)計(jì)了無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路。該控制系統(tǒng)以Motorola公司的MC68HC908JL3單片機(jī)為核心,功率變換電路采用三菱公司IPMPS21246-E模塊。介紹了電路的各個(gè)組成部分,給出了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施。針對(duì)雙閉環(huán)無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),深入研究了基于串級(jí)PI控制的控制策略,給出了參數(shù)選擇方法,并進(jìn)行了仿真分析。根據(jù)所設(shè)計(jì)的硬件電路及采用的控制策略,編制了相應(yīng)的控制系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件由物理層和應(yīng)用層組成。物理層的程序模塊是基本的硬件功能實(shí)現(xiàn)模塊,包括啟動(dòng)按鍵讀入模塊、ADC模塊、故障顯示模塊、中斷模塊。應(yīng)用層程序調(diào)用物理層程序模塊,通過一定的算法邏輯,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)軟件的功能。最后對(duì)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。給出了系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓、速度和電流等信號(hào)的實(shí)測(cè)波形,并進(jìn)行了分析。調(diào)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,具有良好的調(diào)速性能,達(dá)到預(yù)期的效果。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 控制研究 調(diào)速
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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本文對(duì)高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源進(jìn)行了研究。文章詳細(xì)分析了高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上,完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序的編制,并對(duì)電源裝置的硬件和軟件進(jìn)行了調(diào)試和修改。在分析原理的基礎(chǔ)上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環(huán)節(jié)對(duì)該系統(tǒng)的主電路進(jìn)行了闡述,同時(shí)探討了該電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大容量的解決方案,即采用多個(gè)電源模塊并聯(lián)運(yùn)行。本文還探討了多個(gè)電源模塊并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)均流技術(shù),并詳細(xì)介紹了基于平均值的自動(dòng)均流電路。在電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)上,詳細(xì)分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關(guān)電源具有輸出電壓可調(diào)、輸出電流大、紋波小等特點(diǎn),而且還具有換檔、遠(yuǎn)程控制等功能。它主要用于各種直流電機(jī)性能測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明它基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求,從而驗(yàn)證了理論分析的正確性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間: 2013-07-31
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