電機(jī)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控裝置

1、電機(jī)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控裝置一、緒論設(shè)計(jì)目的電機(jī)作為一種拖動(dòng)動(dòng)力設(shè)備，在機(jī)床加工、運(yùn)輸、電力等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用。為了保障電機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要通過(guò)檢測(cè)控制裝置對(duì)它進(jìn)行監(jiān)控。重點(diǎn) 監(jiān)控的參數(shù)是電機(jī)A、B、C三相線圈的溫度、電機(jī)軸的徑向振動(dòng)振幅，電機(jī)軸 的轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求三相交流電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行主電路、電機(jī)控制電路如圖1-1所示?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì) 電機(jī)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控裝置，對(duì)該電機(jī)運(yùn)行三相線圈的溫度、出軸轉(zhuǎn)速和振動(dòng)幅度實(shí) 時(shí)監(jiān)控。運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)為防止因負(fù)荷過(guò)大或缺相，造成電機(jī)定子線圈過(guò)熱，要求電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)三相定子線圈的溫度，測(cè)溫范圍：0200C電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)出軸轉(zhuǎn)速，測(cè)量

2、范圍：1203500 r/min。 電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)軸松動(dòng)，軸振動(dòng)幅度過(guò)大，軸出現(xiàn)裂痕或斷裂現(xiàn) 象，危及設(shè)備和人身安全，為防止此現(xiàn)象發(fā)生，要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)出軸橫向振 幅監(jiān)測(cè)。二、主體部分(1)測(cè)量方法及傳感器的選擇溫度監(jiān)測(cè)：溫度的監(jiān)測(cè)選用熱敏電阻，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)限定值時(shí)，聲光報(bào)警并控制控制回路 觸點(diǎn)斷開(kāi)，進(jìn)而控制主觸點(diǎn)斷開(kāi)從而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。熱敏電阻的主要特點(diǎn)是：靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10100倍以上，能檢測(cè)出10-6 r 的溫度變化；工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55C315C，高溫器件適用溫度高于 315C(目前最高可達(dá)到2000C)，低溫器件適用于-273C55C

3、；體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫 度；使用方便，電阻值可在0.1100kQ間任意選擇；易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)。熱敏電阻的電阻一溫度特性可近似地用下式表示：R=R0expB (1/T-1/T0)： R：溫度T(K)時(shí)的電阻值、 Ro：溫度T0、(K)時(shí)的電阻值、B:B 值、*T(K)=t(C)+273.15。實(shí)際上， 熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá) 5K/ C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí)，將與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤 差。此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計(jì)算時(shí)，則可降 低與實(shí)測(cè)

4、值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。BT=CT2+DT+E，上式中，C、D、E為常數(shù)。另外，因生產(chǎn)條件不同造成的B 值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D不變。因此，在探討B(tài)值的 波動(dòng)量時(shí)，只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計(jì)算，常數(shù)C、D、E可由 4 點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0,R0).(T1,R1) .(T2,R2) and(T3,R3)，通過(guò)式 36計(jì)算。首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3，然后 代入以下各式樣。1501-00 7S 50250 一 MCU1500 Z500 ：*二3CQ0 -EW 3-500 -二 4000 -二C614S00基于熱敏

5、電阻的電機(jī)過(guò)熱保護(hù)器電路Rt1Rt2Rt3 :熱敏電阻(NTC)，安裝在三相繞組附近 溫度低時(shí)：電阻高三極管不導(dǎo)通繼電器不吸合電機(jī)運(yùn)行 溫度高時(shí)：電阻低三極管導(dǎo)通繼電器吸合電機(jī)停止B、電動(dòng)機(jī)出軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)出軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)限定值時(shí)，聲光報(bào)警并控 制控制回路觸點(diǎn)斷開(kāi)，進(jìn)而控制主觸點(diǎn)斷開(kāi)從而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)?；魻杺鞲衅髦饕攸c(diǎn)霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高， 線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn)。對(duì)測(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、 高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UH = KHIB，當(dāng)被測(cè)圓盤(pán)上裝上N只磁性體時(shí)，圓

6、盤(pán)每 轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢(shì)通過(guò) 放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速?；糇o(wú)件和磁翩霍爾+5v元件r710kout管腳圖注意事項(xiàng)：1、霍爾電流傳感器本身已經(jīng)存在濾波電路，輸出無(wú)須再加裝濾波，可直接 供單片機(jī)的05V的AD采集或比較器直接參與比較，信號(hào)非常穩(wěn)定，而且抗十?dāng)_能力也很強(qiáng)，直接判斷，編輯命令即可.2、霍爾電流傳感器反應(yīng)速度一般在7微妙，根本不用考慮單片機(jī)循環(huán)判斷 的時(shí)間.C、電動(dòng)機(jī)出軸振幅監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的出軸振幅監(jiān)測(cè)采用紅外發(fā)射接收對(duì)管在電動(dòng)機(jī)的軸橫向四周安裝直射式紅外對(duì)管，當(dāng)軸向振幅過(guò)大時(shí)，紅外對(duì)管 監(jiān)測(cè)出并且啟動(dòng)報(bào)警裝置，聲光控報(bào)警并控制主觸點(diǎn)斷開(kāi)，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 應(yīng)用電路：R21 0kR1L50CN Y7 0R31 0kC7104+5 vTk5 oR 1P13紅外對(duì)管的工作原