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电动机论文 电动机故障诊断技术的应用分析论文

作者:刚子seo 日期:2023-11-29 点击数:

很多朋友对于电动机论文 和电动机故障诊断技术的应用分析论文不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

求<浅析电动机电机启动常见故障>论文

浅谈电动机电机启动常见故障

摘要:电动机在我区的使用很广泛,它遍及各行各业的各个角落,在生

产、生活过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长,电

机烧毁的事故常有发生,而且呈上升趋势,严重影响着生产、生活的安全、可

靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一分析和研究。

关键词:电动机电机启动故障

1电机绕组局部烧毁的原因及对策

1.1由于电机本身密封不良,加之环境跑冒滴漏,使电机内部进

水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严

重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从

而导致电机绕组局部烧坏。

相应对策:①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;②检修

时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封

胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机

暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;③对在此环境中运行

的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。

1.2由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)

引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间

短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖

报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:①轴承装配不当,如冷装时

不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去

过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导

致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还

是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈

故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会

造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存

在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的

微小刚性物质未彻底清理干净,运行时轴承滚道受损引起温升过高

烧毁轴承。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度

超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,

温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴

机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运

行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴

承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂

混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、

转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行,油脂变

质,轴承生锈而又未进行中修。

相应对策:①卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,

如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配

质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留

有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机

加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对

中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不

能有积垢,风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承

前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机,

使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。

1.3由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨

擦,导致绕组局部烧坏。

相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时

任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证

有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查

确诊。

1.4由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最

薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局

部烧毁。

相应对策:①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通

风散热良好。③避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡

试验。

1.5电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设

备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等

不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速

了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被

拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

2三相异步电动机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因及对策

如果出现电动机一相或两相绕组烧坏(或过热),一般都是因为

缺相运行所致。当电机不论何种原因缺相后,电动机虽然尚能继续运

行,但转速下降,滑差变大,其中B、C两相变为串联关系后与A相并

联,在负荷不变的情况下,A相电流过大,长时间运行,该相绕组必然

过热而烧毁。

为三相异步电动机绕组为Y接法的情况:电源缺相后,电动机

尚可继续运行,但同样转速明显下降,转差变大,磁场切割导体的速

率加大,这时B相绕组被开路,A、C两相绕组变为串联关系且通过

电流过大,长时间运行,将导致两相绕组同时烧坏。

特殊情况下,如果停止的电动机缺一相电源合闸时,一般只会发

生嗡嗡声而不能启动,这是因为电动机通入对称的三相交流电会在

定子铁心中产生圆形旋转磁场,但当缺一相电源后,定子铁心中产生

的是单相脉动磁场,它不能使电动机产生启动转矩。电源缺相

时电动机不能启动。但在运行中,电动机气隙中产生的是三相谐波成

分较高的椭圆形旋转磁场,所以,正在运行中的电动机缺相后仍能运

转,只是磁场发生畸变,有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧坏。

相应对策:无论电动机是在静态还是动态,缺相运行带来的直接

危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此由于动力电

缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时,缺相会在电机绕组

中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突

然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的

必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是

要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。

无论是从事电气的工作人员或是管理人员,都要从实际出发,

切实落实好设备的维护与维修,以保证生产的正常运行,促进我区的

经济建设顺利发展。

步进电机控制技术论文

步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文,希望你们喜欢。

电机控制技术论文篇一

步进电机控制系统

摘要:步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展

1步进电机原理及特征

1.1步进电机的目前发展情况

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

1.2步进电机的特点

1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电,而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制,也可以进行速度控制。角度控制时,每输入一个脉冲,定子绕组就换接一次,输出轴就转过一个角度,其步数与脉冲数一致,输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时,步进电机绕组中送入的是连续脉冲,各相绕组不断地轮流通电,步进电机连续动转,它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序,即改变定子磁场旋转方向,就可以控制电机正转或是反转。

1.3步进电机的一些典型运用场合

①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。

②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。

1.4步进电机的运转原理及结构

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

1.5旋转

如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。

这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。

2电路设计分析

2.1 8253及8255驱动步进电机电路

①按图连接线路,利用8255输出脉冲序列,开关K0~K6控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS接288H~28FH。PA0~PA3接BA~BD;PC0~PC7接K0~K7。

②编程:当K0~K6中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7向上打电机正转,向下打电机反转。

2.2实验重要参数计算

由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。

由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。

停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。

后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。

2.3实际问题及解决方法

①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。

②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。

3总结体会

利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。

参考文献

【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007

【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009

【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010

步进电机控制系统

韩浩

(西安文理学院物理与机械电子工程系陕西西安 710000)

摘要:步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展

1步进电机原理及特征

1.1步进电机的目前发展情况

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

1.2步进电机的特点

1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电,而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制,也可以进行速度控制。角度控制时,每输入一个脉冲,定子绕组就换接一次,输出轴就转过一个角度,其步数与脉冲数一致,输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时,步进电机绕组中送入的是连续脉冲,各相绕组不断地轮流通电,步进电机连续动转,它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序,即改变定子磁场旋转方向,就可以控制电机正转或是反转。

1.3步进电机的一些典型运用场合

①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。

②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。

1.4步进电机的运转原理及结构

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

1.5旋转

如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。

这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析

2.1 8253及8255驱动步进电机电路

①按图连接线路,利用8255输出脉冲序列,开关K0~K6控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS接288H~28FH。PA0~PA3接BA~BD;PC0~PC7接K0~K7。

②编程:当K0~K6中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7向上打电机正转,向下打电机反转。

2.2实验重要参数计算

由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。

由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。

停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。

后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。

2.3实际问题及解决方法

①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。

②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。

③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。

3总结体会

利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。

参考文献

【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007

【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009

【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010

电机控制技术论文篇二

步进电机的加减速控制

[摘要]本文详细分析了步进电机及其工作原理,并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用,开发了简单的细分驱动控制电路。

[关键词]步进电机;单片机;细分控制

中图分类号:F140文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)40-0038-01

一、引言

随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用,步进电机作为一种可以精确控制的电机,广泛应用在高精密加工机床,微型机器人控制,航天卫星等高科技领域。

二、步进电机的原理

步进电机是一种控制用的特种电机,它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行,而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动,所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型,本设计中选用的是反应式步进电机,其结构如图1所示。

这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组,绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相,也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相,电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组,转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率,即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。

三、步进电机的驱动控制

步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不仅取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。

步进电机的驱动方式有很多种,包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式,这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进,既可以使细分后的步距角均匀一致,又可以避免复杂的计算。

四、恒频脉宽调制细分电路的设计

1、脉冲分配的实现

在步进电机的单片机控制中,控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。

2、系统控制电路设计

步进电机控制系统主电路设计如图2所示。

从上图可以看出,8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平,所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的P1.0和P1.1端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的P1.0端提供步进脉冲,P1.1端则控制步进电机的转向,输出高电平,步进电机正传;输出低电平,步进电机反转。单片机依然是控制的主体,它通过定时器T0输出20kHz的方波,送D触发器,作为恒频信号。由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号,它的方波电压的每一次变化,都使转子转动一步。

当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时,恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平,使开关管T1、T2导通,绕组中的电流上升,采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时,比较器输出低电平,使D触发器输出Ub低电平,T1、T2截止,绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua,比较器输出高电平,使D触发器输出高电平,T1、T2导通,绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行,使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高,锯齿形波纹会很小。

当Ua上升突变时,采样电阻上的压降小于Ua,电流有较长的上升时间,电流幅值大幅增长,上升了一个阶段,但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号,所以只有一个上升阶段,也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶,并没有把每一步细分成许多步,而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大,使原本的方波输出变的圆滑,实现了控制信号类似梯形的平滑处理,如图3所示。

同样,当Ua下降突变时,采样电阻上的压降有较长时间大于Ua,比较器输出低电平,CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断,使电流幅值大幅下降,降到新的阶段为止。

以上过程重复进行。Ua每一次变化,就会使转子转过一个细分步。

在这个电路中有一个最突出的特点,那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路,并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号,使得单一相运行时的细分程度有所降低,但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的,所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。

六、结束语

当前,步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面,并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。

参考文献

[1]吴守箴,臧英杰等.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]王晓明.电机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002.

[3]李建忠主编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.

[4]李仁定主编.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社,2004.

[5]黄勇,廖宇,高林.基于单片机的步进电机运动控制系统设计[J].电子测量技术,2008,31(5):150-154.

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双相电动机原理

通电线圈在磁场中受力转动

就是说通电线圈会产生磁性,与原有磁场相斥,从而有力使其转动。

通电导线在磁场中受力运动的方向跟

电流

方向和

磁感线

(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受

力的作用

,使电动机转动。它是将电能转变为机械能的一种机器。

电动机使用了电流的磁效应原理,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机。

直流电动机原理

直流线圈在磁场中受力只能转半圈,要转一圈须要换向器,使其转过平衡位置自动改变电流方向。

三相交流异步电动机转子转动的原理

当磁极沿顺时针方向旋转,磁极的磁力线切割转子导条,导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的,假如磁极不动,转子导条沿逆时针方向旋转,则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下,闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用,而使转子导条受到电磁力f,电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩,转子就转动起来。

电动机故障诊断技术的应用分析论文

电动机故障诊断技术的应用分析论文

无论是在学习还是在工作中,大家一定都接触过论文吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我收集整理的电动机故障诊断技术的应用分析论文,欢迎阅读与收藏。

摘要:

当前,大型机械设备中安装电动机是非常普遍的,是辅助机械设备生产功能的一种手段,然而电动机在长期不间断工作,在电能转化为机械能的过程中造成温度持续上升、电动机性能降低、工作效率低下、电动机出现故障的情况,因此故障诊断技术的快速发展是延长电动机使用寿命的关键。本文立足于现实角度,针对现阶段电动机容易出现故障的类型,维修管理中应用的故障诊断技术的如何应用进行分析。希望通过本次研究,来探讨故障诊断技术在电动机维修管理上的应用情况,从而对相关专业知识有更深层次的理解。

关键词:

故障诊断技术,电动机,维修管理,技术

引言:

电动机的出现可以追溯到上个世纪初,随着二次工业革命的快速发展,电动机发挥了巨大的作用。随着我国科学技术、生产技术的突飞猛进,电动机在制造业、工业、农业中发挥了巨大的作用。然而长时间通过工程机械高频率使用电动机,很容易造成电动机故障。故障诊断技术也顺势而生,当前电动机的故障主要包括四种类型,然而该如何进行故障诊断,从而对症下药,是当前专家学者与技术人员共同重视的问题,也是需要持续研究的课题。

1、电动机出现的故障类型分析

1.1转子故障

转子故障主要是因为电动机在长期运行的过程中,由于转子长期处于机械制动的高频率里,所以很容易存在转子故障。电动机转子也包括两个板块:定位轴承、非定位轴承。定位轴承主要是承担转子在高速运转过程中承担负荷力度。在电动机运行的过程中为了避免其他外部作用力造成的损害电动机的情况,还需要安装非定位轴承。

定位轴承与非定位轴承都可能因为电动机遭受了各种作用力造成损害或者损毁的情况,最终导致电动机出现转子故障,这种故障出现是电动机的常见故障之一,也是电动机无法持续运转的关键因素,最终形成断条。

1.2定子故障

定子故障的产生很大程度是因为电动机的外部绝缘体受到了损害导致的;还有一种可能是由于电动机在使用的过程中出现了匝间短路故障。一旦出现了匝间短路则匝间绝缘需要承担暂态过电压。出现这种情况很大程度上是由于电动机长期处于较差环境中,并且持进行高速作业,造成的短路故障、绝缘变形、绝缘损坏的情况下出现的定子故障。

定子故障的产生也是非常常见的,维修人员可以通过故障检修技术来探讨电动机的使用状况、预计电动机的未来使用寿命。定子故障的产生也说明电动机的各个零部件、线路的性能出现了问题。

1.3气隙偏心故障

气隙偏心故障的产生是由于电动机在组装过程中产生零部件、线路出现偏差。出现这种故障一般情况下是由于组装问题、组装人员专业素质导致的。

出现气隙偏心故障的另一原因就是电动机长期作业,在不断震动和高频度使用的过程中造成了零部件松动、轴承故障,或者是因为定子铁芯内径的椭圆度不符合电动机的长期作业指标,从而导致的气隙偏心故障。一旦出现这种故障,很容易产生连锁效应,导致电动机无法正常运作,最终导致定子、转子之间出现了间隙。当电动机无法正常运转时,自然对工程机械的使用造成了困难。

1.4轴承故障

轴承故障的产生原因与气隙偏心故障有相似之处,也是由于零部件长期作业的过程中出现了松动、间隙之后产生的问题。由于轴承承担着电动机运转的多方力量,所以在实际运作的过程中很容易出现温度升高的情况。当温度不断升高,则轴承的径杆因热量影响,产生胀力,从而使轴承松动。电动机的轴承受到转子重力的影响,也必然会导致轴承径杆的表面因为长时间的旋转导致了磨损的情况。再加上轴承圈和轴表面在长期的旋转中呈现机械摩擦,最终导致电动机内部出现热量,最终对轴承造成破坏,导致电动机无法正常、持续的运转。

2、电动机故障诊断技术的应用分析

2.1神经网络诊断

神经网络诊断的方法是目前使用较多的一种诊断方法。神经网络诊断是模仿人类大脑神经元结构,将电动机内部作为大脑结构,从而建立起非线性动力学网络系统,最终由各个单元进行集成式扫描处理,高度并联。

通过互联网数学模拟的能力,进行电动机的故障诊断工作。神经网络诊断方法与传统的计算机诊断方法有所不同。只需要通过软件编制相应的程序,以软件编制任务为基础,高度实行诊断指令,感知与处理电动机内部各个零部件的参数、具体数据,并对比故障之前的.电动机各项零部件的参数,从而扫描出高故障的零部件样本。

通过这种方法,能够更强的感知到电动机内部故障,判断是定子故障还是转子故障,并判断什么区域的零部件出现了松动、磨损的情况。可以看出神经网络诊断主要是将电动机内部各项参数提前掌握,最终实现运算、对比、扫描工作来确诊。

2.2专家系统诊断

专家系统故障诊断与神经网络诊断有相似之处,前者是依靠互联网数字技术,而专家系统诊断则是依靠了人工智能技术。该技术是综合了电动机故障检修相关专家的意见,并结合智能技术检测电动机各项参数,最终进行综合判断。

在使用专家系统诊断时,工程师需要根据自身知识素养来建立诊断模型,通过模型对比,逐一排查的方式,对电动机故障确诊。这种方法是目前较为新颖的检测技术,在建立模型、与专家系统诊断结合的过程中,能够对应解决故障,针对性延长电动机使用寿命,而且综合判断的准确率很高,在快速检测中实现全面排查工作,还能够对电动机有更加系统的诊断报告,帮助相关人员了解与判断电动机状态、未来预计使用寿命。

2.3信号处理诊断

信号处理诊断技术是针对电动机发生故障后发出信号、指令来判断故障情况。除了一些先进的电动机机器设备外,一些企业会在电动机的绝缘设备上安装诊断用信号处理装置,通过安装这种装置,能够完全对应信息处理要求。而维修人员、工程师则根据信号处理诊断技术,对电动机发出的信号时域、时频来进行分析(分析内容是信号的时域、频域、频率分量的变化、信号非平稳时的时变函数判断),从而对相关设备发出的故障进行计算、参数对比,信号处理方式。

2.4混合诊断方法

混合诊断方法也是常见的故障诊断技术,是结合以往的应急型故障诊断方法(该方法需要综合素质较高的工程师、检修工人来进行,结合仪器检测来综合判断电动机故障原因,但由于是肉眼检测和主观判断检测,所以准确率不高)的基础上,结合电动机维修管理工作,实施定期维护、管理工作,来进一步获取电动机内部定子、转子、各项零部件的数据参数,从而避免一旦出现故障会出现明显的数据误差,不利于判断重点损坏区域。当前,这种故障诊断技术随着互联网技术、数字技术的推进,也逐渐走向智能化,方便检修人员实时进行参数对比,方便预判电动机的状态,制定故障维修方案。

3、结束语

本文主要分析的是故障诊断技术在电动机维修管理中的应用,针对目前电动机故障类型进行系统分析与探讨,并针对故障诊断技术的分别具体应用进行详细的探讨,希望通过本文的分析,能够对相关专业知识有更深层次的了解。电动机是工程机械运行的重要组成部分,因此了解故障诊断技术的基础上,能够对相关专业研究有一定的引导作用。

参考文献

[1]刘迎春.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的运用探讨[J].现代工业经济和信息化,2019,9(02):111-113.

[2]王镇林.“电动机故障诊断”实训教学中任务驱动教学法的“微课”应用[J].科技创新导报,2018,15(31):144,146.

[3]孙慧影,林中鹏,刘银丽,李萌.基于随机游走蜂群算法优化的RBF神经网络电动机故障诊断研究[J].水电能源科学,2017,35(08):165-168.

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