林王坚[1]2008年在《高速转矩测量系统的研究》文中研究指明转矩、转速和功率的测量是各种机械产品的研究开发、测试分析、质量检验、安全和优化控制等工作中所必不可少的内容。其中,转矩测量是研究旋转机械产品在各种载荷和工作环境下动态特性的关键方法。从转矩测量的国内外发展现状来看,现有的高精度转矩传感器结构复杂;实现高速情况下的转矩测量难度较高。本文提出一种结构简单、适用于高速情况的转矩测量解决方案。此方案采用光栅式传感器与变频控制器相结合的模式,并基于现场可编程门阵列(FPGA)和单片机进行信号处理,实现非接触式的高速状态下转矩测量。针对所提出的高速转矩测量系统,本文主要工作如下:1.转矩测量原理的研究,转矩测量国内外现状的分析;2.光栅式高速转矩测量系统的设计;3.转矩测量系统的硬件电路设计和研制;4.转矩测量系统的软件设计及实现;5.转矩测量系统实验结果分析以及误差分析改进。
冯桂兰[2]2003年在《智能化转矩测量系统的研制》文中指出转矩是旋转动力机械的重要工作参数，而转矩测量已成为机械量测量中一个重要组成部分。转矩测量应用范围很广泛，它渗透到工业、农业、交通运输、航天航空、国防、能源、化工等各个领域。若能准确、可靠、方便地测出受试机械的平均或瞬时的转矩、转速和功率，这对改进和提高旋转动力机械的性能大有裨益。同时，在受试机械中，转矩测量系统可作为日常运行的监视装置，起到故障诊断的作用或可用做自动控制系统中的检测装置。 转矩测量技术的发展取决于传感器、信号传输和测量仪的研究。传感器从介入式发展成不介入式。信号传输由接触式滑环传输发展成无接触式传输。目前，由于微机的应用，转矩测量仪性能大大提高。本文研究的磁弹性转矩测量仪由磁弹性转矩传感器和后续测量电路组成，它是利用铁磁材料的磁弹性效应(压磁效应)测量转矩的仪表。由于测量元件不与转轴接触，不随转轴运动，因此信号的引出较方便，不需要导电滑环，可靠性高，坚固耐用，且对温度和干扰不敏感。通过实验证明，输出电压与转矩呈线性关系。 本文详细地介绍了磁弹性转矩测量仪的各个组成部分，重点研究了如何准确地、可靠地实现转矩的测量。实现了磁弹性转矩传感器的制作及标定，并采用单片微型机对转矩值进行处理并实现复杂的控制。
郑爽[3]2006年在《单片机监测系统在挤压机上的应用》文中指出近几年来,变频调速技术凭借着较低的启动特性、工作的高效性以及良好的运行特性,作为高新技术和节能技术,已经渗透到经济领域的所有技术部门中。食品机械领域中被广泛应用的挤压机为降低电能损耗,提高生产率也都纷纷进行变频改造。然而,伴随变频调速改造后挤压机的大量涌现,对挤压机进一步优化和研究起指导作用的参数测量系统却还处于用分立的专用仪表进行测试的阶段,这种情况下测量时读数的时间不能完全统一,读数、记录、计算中不可避免的人为误差的存在,使测量数据的分散性增大测量结果的精度降低。为此,本文将研制能适合变频改造后挤压机工作参数测量的智能化仪表,为进一步分析和研究挤压机提供数据依据。目前,电子技术、计算机技术突飞猛进,随之而来,高度集成化、自动化、多功能的各种物理量的测量仪器和装置纷纷涌现。因此,研究高度集成化、自动化、多功能的现代化综合测量仪成为科学技术生产发展的需要。本文选用P89C51RD芯片作为控制核心,通过对交流信号高速采样传感器的应用,完成对挤压机的电压、电流、有功功率、转速、工作时间、当前消耗电量以及累积损耗电能的测量,还应用电功率测量法通过对功率和转速的测量实现对传动设备的转矩的间接估算;采用RS-232的通信方式将采集到的所有测量数据上传以实现上位机的数据分析。由于变频设备工作环境的复杂性,在硬件抗干扰设计基础上同时采用软件抗干扰设计,尤其对于测量数据采用数字化软件校正,实现每个参数单独校正,互不影响,在简化硬件电路的基础上,有效提高整个系统的准确性。本文的设计样机于2005年6月安装在变频调速的挤压机上试运行,通过原有现场标准仪表和样机测试数据的比较验证,满足测量精度要求,且性能稳定、接线简单、读数方便,受到用户好评。相信伴随着变频节能设备的进一步发展,本课题产品的推广应用必将有广阔的市场前景。
王会青[4]2009年在《旋转设备的高转速、高转矩测试技术研究》文中研究指明转矩、转速和功率的测量是各种机械产品的研究开发、测试分析、质量检验、安全和优化控制等工作中所必不可少的内容。通过测量机械设备的转矩、转速、功率,可以分析和研究零件、机构的受力状况和某些物理现象的机理。因此,它对发展设计理论,保证安全运行及实现自动检测、自动控制都有重要作用。从转矩测量的国内外发展现状来看,现有的高精度转矩传感器结构复杂,实现高速情况下的转矩测量难度较高。本文提出一种结构简单、适用于高速情况的转矩测量解决方案。此方案采用磁栅传感器与计数器相结合的方法,并采用单片机实现信号处理,实现非接触式的状态下的高转矩测试。论文就转矩、转速、功率的各种测量方法进行了深入的研究,在比较各种方法的优劣后,根据实际条件,制定了一套合理可行的测试方案。对所提出的高速转矩测量系统,本文主要工作如下:①转矩测量原理的研究,转矩测量国内外现状的分析;②高速转矩测量系统设计;③转矩、转速测试方法的比较和分析;④转矩测量系统的硬件电路设计和研制;⑤转矩测量系统的软件设计及实现;⑥对测试系统的展望。
李华栋[5]2006年在《基于数字信号控制器的磁电式相位差型转矩转速测量系统的研究》文中研究指明随着科学技术的进步和生产力的发展,转矩、转速测量技术已在电机、汽车、船舶运输、柴油机、化工机械、石油工业、冶金等多方面获得了广泛的应用。转矩、转速测量是各种机械产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式鉴定和节能、安全与优化控制等工作中所必不可少的内容。因此,转矩、转速测量系统的研制和生产情况,也就表征了一个国家的基础工业和科学研究的现代化水平。本论文阐述了国内外转矩、转速测量系统发展、研制的概况,对各类转矩、转速测量系统进行了分类比较,针对现阶段国内实验室中使用较多的磁电式相位差型转矩、转速传感器,结合转矩、转速测量中抗干扰与快速测量存在的问题以及对测量系统提出的更新要求,采用目前最新的数字信号处理器技术,设计研制了一套转矩、转速测量系统。为实现转矩、转速的实时在线检测,解决目前机械传动系统的实时测量问题;为提高系统区别干扰信号的能力,解决变频器驱动电机工作时,目前磁电式相位差型转矩、转速测量系统的测量干扰误差问题提出了新的解决方案。该测量系统提供了RS-232接口能力,能方便地与上位机通信,利用上位机进行海量数据存储和数据的处理,得到转矩、转速的动态曲线。在比较仪器各功能模块可能实现的各种方案的基础上,本论文采用微芯公司的数字信号控制器(Digital Signal Controllers)dsPIC30F6014,结合系统研制要求,对系统各个模块的电路进行了研制设计,主要包括传感器输出信号的采样和调理电路,供电电源电路,液晶显示接口电路,上位机通信和键盘接口电路等等。测量系统在数字信号控制器的高速数据处理能力基础之上进行软件设计,实现了高速的信号处理能力,保证了计算精度和实时测量要求。文中详细给出了主程序的总体框架结构以及A/D采样中断,转矩、转速计算,上位机处理等程序的模块化设计。论文采用数字信号控制器研究转矩、转速测量的方法在我所查阅的国内文献中还未见报道。
谭晓星[6]2012年在《基于光电传感器的船舶轴功率测量仪的研制》文中研究表明在船舶传动系统中,转矩和功率的测试是船舶测试的主要测试项目,船舶轴功率测量对船舶测试有着举足轻重的作用,国内外就船舶轴功率测量仪的研究已有很大的进步,随着生产力的发展和社会的需求,人们对船舶的高可靠性,高效率性,低能耗有了更高的要求,对轴功率测量仪的性能也有更高的要求,文中基于相位差转矩测量的原理,利用光电开关,光电编码盘,设计了基于光电开关的船舶轴功率测量系统。通过对系统研究所需要的器件进行了选型,光信号通过光电开关和光电码盘之后转换成周期性的电信号。针对光电转换信号较弱,并且容易受到干扰等问题,设计了信号处理电路,采用比较迟滞电路,对电信号进行整形放大,减弱了脉冲的抖动和外界的干扰,使测量结果更加准确可靠。本系统为了消除时间漂移和温度漂移,还设计了特殊的逻辑运算,此逻辑运算在EP1C6Q240C8中完成,经过FPGA处理后的信号相位差传输到Atmega128单片机,为了使结果更精确,单片机外接了一个合适频率的晶振。经过单片机后的相位差通过串口通信传输到上位机,串口通信程序是采用VB6.0编写的,此程序能够对数据进行处理,显示,存储以及数据图形化等,这样不仅提高了系统智能化程度,还降低了硬件资源的使用成本。通过对仪器的测试,并且结合测试数据,对系统的稳定性和可重复性进行了分析,由此可以看出该系统有较高的精度,实时性好,操作简单,携带方便,适合船舶主机功率的在线实时测量,并且该系统也可应用于其他机械传动系统转轴的转矩和输出功率的测量。
李昊旻[7]2014年在《126kV真空断路器电机操动机构的研究》文中研究说明为了解决高压断路器操动机构运动系统复杂、机械故障率高、运动控制性差以及智能化水平低等问题，本文以126kV单断口真空断路器电机操动机构为研究对象，从电机操动机构的动态特性分析、机械操作特性测试、电机结构设计以及实际工程应用等方面进行了深入研究，在此基础上提出了适用于高压断路器电机操动机构的非对称绕组永磁摆角驱动电机(Asymmetric Windings Permanent Magnet Swing AngleDriving Motor，AWPMSADM)。主要研究工作如下：（1）研究了电机操动机构与真空断路器的运动配合特性和负载特性。建立了电机操动机构的运动分析模型，推导了真空断路器绝缘拉杆与操动机构驱动电机之间的运动对应关系，采用解析法计算了真空断路器运动负载折算到驱动电机主轴侧的等效负载转矩和等效转动惯量。通过分析得到了驱动电机在断路器分合闸操作过程中的转角变化范围、等效转动惯量变化趋势以及负载峰值转矩等参数。（2）研究了不同转子结构驱动电机的动态特性。采用场-路-运动耦合法分析比较了埋入表贴型、燕尾卡槽型、直线内嵌型和外V内嵌型4种转子结构驱动电机的机械运动特性和瞬态电磁特性，分析结果表明燕尾卡槽型转子结构驱动电机的速度特性、电磁特性和机械可靠性相对较好。建立了真空断路器电机操动机构虚拟样机模型，分析了其动力学特性并对仿真模型进行了试验验证。（3）进行了真空断路器与电机操动机构的机械操作特性试验。研制了燕尾卡槽型转子结构的驱动电机样机，建立了真空断路器与电机操动机构的联机试验平台。完成了电机操动机构与真空断路器在不同操作电压下的空载分合闸操作试验、自动重合闸试验、分合闸操作稳定性试验以及恒定和区间调速试验。试验结果表明，电机操动机构驱动真空断路器动作时的速度特性满足相关要求，操作稳定性较好，PWM电压调节法能实现对电机操动机构运动的有效调控。（4）提出了AWPMSADM的总体设计方案和启动-制动非对称绕组结构。给出了AWPMSADM主要结构参数的设计流程，对比分析了卡槽表贴型、分段卡槽表贴型、分段内嵌Ⅰ型和分段内嵌Ⅱ型4种转子结构AWPMSADM的动态机械特性和电磁特性。设计了能明显提高AWPMSADM启动特性并有效实现电气制动的非对称启动-制动绕组结构，通过有限元仿真分析研究了不同绕组排布对AWPMSADM动态特性的影响。最终得到AWPMSADM的总体设计方案。
白亮[8]2007年在《带传动实验台计算机测控系统研究》文中研究说明带传动是机械传动中重要的传动形式,由于它具有传动中心距灵活、结构简单、传动平稳、造价低廉、不需润滑以及缓冲吸振,且有过载保护作用等特点,广泛应用于各个行业。带传动实验台是研究带传动运动规律、测量滑动率和传动效率的重要工具,也是工科院校机械专业必备的实验教学设备。实验室原有带传动实验台的数据测试方法落后,整个实验过程需要人为干预、测试数据耗时、精度较低,已不能适应现代教学实验的要求。本文根据实验室现有的条件和改造的要求,从机械结构和电气控制两方面对原有的带传动实验台进行改造,研制出一套集计算机技术、单片机技术相结合的实验系统。该实验系统可以实现实验台转矩、转速信号的计算机测量以及转矩加载的计算机控制,能够动态描绘出带传动的滑动率和效率随有效拉力变化的曲线,并自动生成实验报告、存储和打印。本文首先介绍了带传动滑动率和效率的计算,分析了滑动率产生的原因和功率的损失形式,以及张紧力对带传动的影响。介绍了实验台的组成结构,转矩和转速测量的原理及加载的原理,提出了实验系统改进的方案。其次,自主开发了实验台计算机测控系统的硬件板卡及接口电路。完成了称重传感器的固定及安装,设计了称重传感器信号处理电路、数据采集电路,实现了两路转矩信号的动态实时采集。分析了转速测量的方案,设计了M/T法多路转速信号测量的硬件电路,实现了两路转速信号的动态实时采集。详细分析了电封闭加载的原理,设计了计数—触发器式的数字式PWM调制器,实现了基于PWM斩波器的励磁调节加载系统。利用串行通信完成了单片机与计算机之间的数据交换,最终实现了计算机对实验台参数的测量和控制。最后,阐述了实验系统软件的设计思想、设计流程。利用VB6.0开发出了界面友好、功能完备的应用程序。利用该实验系统进行了联机实验,并对实验结果进行了分析。实验表明,本文提出的技术方案可行,技术环节处理合乎要求,实际所测数据与理论值吻合。
李萍[9]2008年在《基于网络化虚拟仪器的电机测量系统研究》文中提出网络化虚拟仪器技术是现代测试技术、计算机技术和网络技术深层次结合的产物。网络化虚拟仪器技术大大突破了传统技术在数据采集、处理、显示、传输和存储等方面的限制。传统的电机测试采用人工读表、人工数据处理的方式,不仅工作效率低,劳动强度大,而且测试精度也很难保证。虚拟仪器技术的发展和应用为解决此类问题提供了可能性。因此研究基于网络化虚拟仪器的电机测量技术具有重要的现实意义。本文首先介绍了近年来国内外虚拟仪器及电机测量技术的现状和发展趋势；探讨了虚拟仪器的构成形式及特点。其次对LabVIEW、ActiveX、Java等方案构建网络化虚拟仪器的优缺点进行了介绍和比较；针对电机测量系统的特点选择Lab VIEW作为实现工具。另外对电机实时监测、电机空载试验与电机堵转试验的工作原理进行探讨与分析,提出了LabVIEW环境下电机实时测量系统的总体设计方案。本系统采用多任务调度策略,提高了CPU的工作效率,确保了系统多个任务的正常执行。并且介绍了在LabVIEW环境下利用LabVIEW用户开发的数据库访问工具包LabSQL访问Microsoft Access数据库接口的方法,并详细论述建立数据库连接模块、关闭数据库模块和操作数据库模块的实现过程,对数据库进行访问管理,取得了较好的效果。将网络化虚拟仪器中数据的传输和处理技术应用监测系统的开发中,采用DataSocket技术实现了网络化电机测量系统的数据传输和处理功能,达到了实时和可靠传输数据的目的。本系统操作简单,实用性强。系统提高了电机试验的测量精度和数据处理的准确性；减少了试验劳动强度和试验时间；减少了人为因素对结果存在的影响；实现了智能化的电机实时监测。整个系统操作简易灵活、使用方便、稳定可靠、测量精度高。系统采用了模块化设计方法,易于对其模块功能与参数进行调整和修改,适用范围广。
刘东晓[10]2006年在《摩托车湿式离合器性能试验台机械模拟模型研究》文中研究说明离合器是摩托车传动系中直接与发动机相联系的部件，是摩托车至关重要的安全性装置，它直接影响摩托车行驶的可靠性。因此准确、快速、有效地检测离合器的工作性能就显得非常重要。 我国摩托车行业在离合器性能模拟检测方面一直缺乏专门的模拟试验设备，现有的实际性能测试设备在测试技术上也存在一些不成熟的地方。 受企业委托，笔者结合国家行业标准QC／T66-93对摩托车湿式离合器各项性能的检测要求，设计开发了“摩托车湿式离合器性能试验台机械模拟模型”，这种新型的机械模拟模型能够适应在实验室里模拟离合器性能检测和科研工作的需要，满足摩托车行业对湿式离合器测试设备小型化、智能化的需求。该模拟模型已申报了国家发明专利，专利申请号为200610124880.9。 本论文主要进行了以下研究工作： 深入探讨了摩托车湿式离合器的结构与原理，对其工作特性进行了理论分析与研究，从小型化、智能化和实用化的角度进行了机械、气动、电气与自动控制的设计，搭建了传感检测平台，以完成对摩托车湿式离合器所有性能的的模拟检验与测试。 “摩托车湿式离合器性能试验台机械模拟模型”的开发主要围绕着离合器几个检测项目而开展，在满足检测精度与可靠性的前提下，设计中还考虑了设计投资的经济性、检测元件的通用性、整体外观的小型性、演示操作的方便性，等等。 本机械模拟模型为达到小型化的目的，依据摩托车湿式离合器的原理设计了模拟离合器；控制系统采用工业上广泛使用的8051单片机，旨在降低设计投资；软件系统采用汇编语言编写，以提高响应速度，减少硬件开销。 最后，根据各个测量结果，完成对模拟离合器多个性能的检测。 本试验台机械模拟模型的研发将为摩托车湿式离合器的检测提供丰富而详尽的科学数据，以指导摩托车制造企业的实际生产、检验、测试，为高校、科研院所、科教展览提供教学仪器、模拟模型，为摩托车行业湿式摩擦离合器的生产、测试提供经验积累和技术储备。
参考文献：
[1]. 高速转矩测量系统的研究[D]. 林王坚. 浙江工业大学. 2008
[2]. 智能化转矩测量系统的研制[D]. 冯桂兰. 西安理工大学. 2003
[3]. 单片机监测系统在挤压机上的应用[D]. 郑爽. 东北农业大学. 2006
[4]. 旋转设备的高转速、高转矩测试技术研究[D]. 王会青. 重庆交通大学. 2009
[5]. 基于数字信号控制器的磁电式相位差型转矩转速测量系统的研究[D]. 李华栋. 重庆大学. 2006
[6]. 基于光电传感器的船舶轴功率测量仪的研制[D]. 谭晓星. 武汉理工大学. 2012
[7]. 126kV真空断路器电机操动机构的研究[D]. 李昊旻. 沈阳工业大学. 2014
[8]. 带传动实验台计算机测控系统研究[D]. 白亮. 西安理工大学. 2007
[9]. 基于网络化虚拟仪器的电机测量系统研究[D]. 李萍. 东北大学. 2008
[10]. 摩托车湿式离合器性能试验台机械模拟模型研究[D]. 刘东晓. 武汉理工大学. 2006
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