电磁起动器

2024-09-29

电磁起动器（共7篇）

电磁起动器篇1

随着煤矿生产现代化程度的提高, 煤矿电气设备是保证煤炭生产的关键设备。

然而, 由于电气设备在生产中常因各种问题而引起故障, 大大影响了煤炭安全生产。

因此, 进行电气设备故障原因分析、查找故障模式及采取有效的处理措施来提高其运行可靠性和安全性, 是当前提高煤炭安全生产的重要途径之一。

本人根据多年实践经验, 对煤矿常用的QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器的基本性能、主要元件作简单介绍, 对该设备常见故障现象、原因、查找处理以流程图的形式进行了总结, 以供使用人员在进行故障处理时, 可以有“章”可循, 使故障处理更科学、更安全、更快速。

1 QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器的用途及性能

QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器适用于具有爆炸危险气体 (甲烷混合物) 和煤尘的煤矿井下, 在交流50Hz, 电压为660V或1140V的供电系统中, 作就地或远距离控制额定电流在200A以下的矿用隔爆型三相鼠笼式异步电动机的起动或停止, 并可在被控电动机停止时换向。

目前, 常应用于煤矿井下皮带运输机、刮板运输机、转载机、局部通风机、水泵等设备的控制。

起动器具有过载、断相、短路、漏电闭锁、失压、过电压等保护, 具有保护齐全、动作平稳可靠、分断能力强、寿命高等性能特点。

2 主要元件

QS-换向隔离开关;

JDB-电机综合保护器 (实现过载, 短路, 断相, 漏电闭锁保护) ;

TC-控制变压器666V (1140V) /36V;

FU-熔断器5A螺旋式;

KA-中间继电器36V;

KM-真空接触器;

VC-整流桥;

R-C-阻容吸收过压保护;

SB1-起动按钮;

SB2-停止按钮。

3 常见故障处理流程

在进行故障判断处理时一定要遵循故障判断思路正确、查找处理步骤正确、仪表工具使用正确、符合《煤矿安全规程》相关安全要求等。

故障判断及处理的一般步骤为:

1) 判断故障现象;

2) 分析故障原因;

3) 用仪表 (万用表、摇表) 查找故障;

4) 排除故障;

5) 送电试车。

该设备有不起车、不自保、自起车、断相等常见故障, 其故障处理流程如下图所示。

4 结束语

本文所总结的QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器故障处理流程已多次应用于煤矿电工安全技术培训及岗位技能培训中, 并在实践操作培训以及受培职工岗位实践中得到有效验证和推广, 使使用该设备的井下电工判断处理故障的能力得到很大提高, 为煤矿安全生产提供了有力技术服务和支撑。

电磁起动器篇2

多回路电磁起动器主要是用于采煤、掘进工作面, 对工作面的各负荷进行集中控制与保护的电气设备。根据现场设备保护和控制的需要, 基于微电子和现场总线技术, 设计具有一定通信功能和逻辑判断能力的多回路电磁起动器, 实现对多台电机的监控、保护及状态管理等功能。

1 CAN通信结构及特点

CAN即控制器局域网, 遵循现场总线协议。CAN总线通信结构由PLC、CAN通信网络节点和CAN转发器节点等部分构成, 其数据通信主要特点:

(1) CAN总线为多主方式通信, 总线网络上任何一个节点均可在任意时刻主动地、不分主从地向其它节点发送信息。

(2) CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时, 优先级较低的网络节点会主动退出发送, 而最高优先级的网络节点可不受影响地继续传输数据, 节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在总线网络负载很重的情况下, 也不会出现总线网络瘫痪情况。

(3) 与传统的站地址编码不同, CAN通信系统对数据块进行编码, 使得网络内的节点个数不受限制。

(4) CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤, 选择灵活。

(5) CAN的直接通信距离最远可达10km (速率在5kbps以下) ;通信速率最高可达在1Mbps (此时通信距离最长为40m) 。

(6) 采用短帧结构发送数据, 每帧信息都采用了CRC帧校验及其他检错技术, 数据传输高效、准确, 实时性好。

(7) CAN节点有错误严重的情况下, 有自动关闭功能, 以使总线上其他节点的操作不受影响。

(8) CAN总线具有较高的性价比。它结构简单, 器件容易购置, 每个节的价格较低, 而且开发技术容易掌握, 能充分利用现有的单片机开发工具。

根据CAN通信的结构特点, 提出了多回路电磁起动器的通信结构, 结构示意图如图1所示。

上位机PLC和下位机保护卡之间组成典型的分布式通信系统, 以主从方式进行通信, 系统中仅需要1个上位机PLC, 既可以与各下位机保护卡分别进行点对点的双向通信, 也可以同时和所有从机进行一点对多点的单向通信, 即PLC向所有从机传输数据或命令。

2 通信硬件设计

2.1 PLC的CAN通信

PLC选用的是贝加莱CPU模块型号为7CP476-020.9, 其自身有1个CAN接口, 完全支持国际CAN V2.0B技术规范。能发送和接收标准数据和扩展数据帧以及远程帧数字字节。

2.2 保护卡通信设计

CAN总线通信系统, CAN节点的设计是很重要的一个环节。保护卡的CAN总线通信模块由MICROCHIP公司ds PIC30f6014a数字信号处理器内部提供的CAN模块和新的CTM系列隔离CAN收发器模块组成。

电路设计中采用的CAN收发器模块CTM1050, 它是一款带隔离功能的高速CAN收发器芯片, 该芯片内部集成了所必需的CAN隔离器件及CAN收、发器件, 可以很好地实现CAN总线上各节点电气、电源之间的完全隔离和独立, 提高了CAN总线通信中各个节点的稳定性和安全性。CTM1050的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平并且具有DC 2500V的隔离功能及ESD保护作用。

磁力启动器中保护卡CAN总线通信节点硬件单元原理图如图2所示。

在以往的设计中需要光耦、DC/DC隔离、CAN收发器等其他元器件才能实现带隔离的CAN收发电路, 本文使用CTM1050接口芯片直接与CAN协议控制器相连就可以实现带隔离的CAN收发电路, 其接口简单, 方便。

3 通信规约

CAN总线的接口帧格式有标准帧和扩展帧两种。本多回路真空电磁起动器CAN总线通信协议中接口帧格式工作于增强模式, 以扩展帧方式传递报文。标识码29位, 报文长度0~8字节可选。总线传输速率为20kbps。

在总线系统参数配置中, 重点考虑29位标识符的分配, 因为标识符是唯一区分多回路真空电磁起动器内不同保护卡位置和命令类型的识别码。本通信系统中, 标识符各位具体分配如表1所示。

(1) 保留地址:由于CAN总线为多主工作模式, CAN节点从本质上无主从之分。而在本多回路电磁起动器采用主从通信, 为区分上行响应帧和下行命令帧, 加入保留地址加以区别。当CID1=0x02时, 表示为下行命令帧;当CID1=0x36时, 表示为上行响应帧。

(2) 开关地址:表示各保护卡或绝缘检测卡地址, 为1字节。本多回路真空电磁起动器中, 地址范围从0~15。

(3) 命令码:命令类型的具体描述, 包括有获取遥测+遥信量命令、起停控制命令、试验控制命令、设置参数命令、获取故障信息命令和绝缘检测命令等。

(4) 命令码的组合信息:PLC下发命令帧中对应的具体命令操作。

地址 (ADR) 作为唯一区别不同下位机CAN节点的标志, 需要经过过滤器。另一部分需要过滤的是命令码 (CMD) , CMD中有1个字节是确定的数据, 因此可以通过过滤提高获取命令帧的检错性能。

4 磁力启动中的通信的抗干扰功能

由于PLC和保护板内单片机均工作于多回路真空电磁起动器隔爆腔体内, 距离较近, 所以电磁起动器内部CAN总线通信系统的设计不需考虑通信距离的要求, 但是电动机起停所造成的电磁波会严重干扰CAN总线通信系统正常工作, 本文从硬件和软件两方面采取抗干扰措施以保证通信可靠性。

在硬件设计方面:

(1) 要先经过光电耦合器才能与单片机系统通信;

(2) 采用带屏蔽层的双绞线进行信号传输, 并匹配终端电阻。两种硬件电路的抗干扰设计措施有效地提高了CAN总线通信系统的可靠性, 并能够保证单片机系统的工作稳定性。

在软件方面:

(1) 设计了合理的字节和数据校验方式, 采取了可靠的数据传送和接收方式, 有效地保证了数据传输的准确性;

(2) 选择合适的通信速率。

为了完全适应CAN总线通信协议及通信响应速度问题, 磁力启动选用的PLC采用字符中断控制方式, 来接收和发送字节数据, 接收每个字节数据都会产生中断, 可以保证在较高波特率时不会丢失字节数据。由于仅使用两根线进行数据传输, 所以不能用硬件握手信号作为检测手段。为了防止产生误码, 本系统采用软件验证握手协议以保证通信的可靠性。PLC和单片机之间采用主一从通信方式, 即PLC作为主站发起通信, 单片机作为从站响应通信。

由以上分析可知, 采取有效的抗干扰措施可以保证采用CAN通信方式来实现PLC与单片机之间的通信功能的正常实现。

5 结语

本文介绍了CAN通信的结构特点, 分析了多回路真空电磁起动器的通信结构, 研究了CAN总线通信的硬件设计及抗干扰措施, 实现了PLC与单片机正常的通信功能。

参考文献

[1]贝加莱工业自动化[Z].Automation Studio基础.

[2]何衍庆, 戴自祥, 俞金寿.可编程序控制器原理及应用技巧[M].北京:化学工业出版社, 2003.

MP系列电磁盘式制动器篇3

1 结构特点及工作原理

MP制动器为常闭式制动器, 主要由衬垫托架、电磁铁等组成。是一种机械驱动装置的机械制动。安全可靠、电磁噪音小, 结构紧凑, 安装方便, 制动可靠等优点。接通电源后衔铁带动摩擦衬垫迅速可靠被轭铁吸合 (压缩弹簧) , 制动器打开主机正常工作;断电后在弹簧力作用下衔铁上的衬垫和托架上的衬垫紧紧夹住制动盘。

2 制动器的安装与调试

首先检查制动盘的厚、直径是否是所指定的那一个;手动螺栓的空间不小于35毫米;校准制动器和制动盘上的衬垫中心线, 将制动器放置在安装底座上, 以便使制动衬垫与制动盘平行定位, 外边沿距盘缘3MM;轻轻的上紧4个安装螺栓后, 松开轭铁上的手动松闸螺栓, 制动器被设定, 然后紧固制动器安装螺栓。若MP盘式制动器处于松闸状态, 要进行设定, 否则, 用一个扳手顺时针转动松闸螺栓, 直到不能转动为止, 以便制动器打开。其次, 通过冲程调整螺栓使杠杆处于垂直状态, 上紧螺母。其电磁铁间隙是用一个橡胶带罩着, 要测量需首先松开制动器, 方法是上紧手动松闸螺栓, 再用手将桥按压顶着制动盘, 看看0.7～0.8MM后的间隙能否进入盘和在对面一侧的另一个衬垫之间。若间隙过大或过小, 要将补偿机构的盖子去掉, 松动锁定螺母并转动间隙调整螺栓, 以便获得电磁铁间隙额定值。间隙调整后, 上紧锁定螺母。

3 使用与维修

要定期检查制动器的工作状况;检查各铰接处是否磨损, 制动器的构件运动是否正常, 调整螺母是否紧固;电磁铁的工作是否正常, 引入线的绝缘是否良好;制动轮温度的保持, 制动轮 (盘) 上平整否, 若有0.5mm深裂痕应重新修磨;要保持摩擦片或盘表面的状态清洁, 保证额定力矩值;当摩擦副没有充分跑合, 力矩可能低于额定值, 可适当运转恢复正常。制动衬垫磨损至4mm厚时应及时更换。

摘要：分析了电磁盘式制动器的工作原理, 介绍了电磁盘式制动器结构和特点, 认识了其安装、调试及使用维修。

关键词：电磁盘式,驱动装置的机械制动

参考文献

[1]起重机设计规范.编写组编.国家标准GB3811-83《起重机设计规范》[M].北京:国家标准局出版社, 1983.

[2]《起重机机械名词术语》编写组编.国家标准GB6974-86《起重机机械名词术语》[M].北京:国家标准局出版社, 1986.

电磁起动器篇4

1 功能简介

常规保护功能有过载、短路、断相和漏电闭锁保护, 与普通起动器相同, 这里不再介绍, 重点介绍特殊功能。

(1) 逆相保护、缺相保护保护功能:当相序接反时由智能保护器实现逆相保护, 断开起动回路, 不能开机, 同时显示屏显示逆相保护。调整相序后再通电直至相序正确时方可使用。当三相电源缺相时, 保护器亦能实现缺相保护。三相电压的取样由30VA的三相变压器将660V或1140V电压变换为40V~70V提供。逆相保护在开机前检测, 开机后不再检测。 (2) 将空压机的油细、油滤、电机高温、排气高温等保护接点接入本起动器的相应接点, 当上述保护动作时, 即可由本起动器实现上述保护并断电停机, 同时显示屏显示相应的保护状态。注意油细、油滤保护延时6s动作。电机高温、排气高温保护延时2s动作。 (3) 起动器的起动回路为本质安全电路, 具备远、近控制功能。远控时还具备控制电缆短路保护功能。 (4) 液晶汉字显示屏和附加的LED发光块显示板可对开关的所有状态用汉字进行显示。还可对各项参数时间进行设定。进入相应画面后, 即可用设置键对相应参数进行设置。 (5) 本起动器的前门上由左至右共有六个按钮, 依次为:起动 (近控) 、复位、功能、上升、下降和漏电试验。起动器右侧有一个与隔离换向开关手把闭锁的停止按钮。使用复位、功能、上升、下降四个按键即可实现各项参数的设置。 (6) 起动器的主回路出线引入装置为4个, 可引入电缆外径为φ42mm~φ51mm;主回路出线中型引入装置1个, 可引入电缆外径为φ20mm~φ25mm, 用于风机出线;控制线引入装置为5个, 引入电缆外径为φ1 2 m m~φ3 3 m m。

2 电路原理

(1) 该起动器主回路为常规电路, 无特殊之处, 二个九芯接线柱为控制功能接线端子。

(2) 合上起动器隔离开关手把送电, 单片机智能保护器通电工作, 系统首先检测三相电源的相序及缺相否, 相序不正确或缺相时, 智能保护器实现逆相保护, 不允许开机, 调整相序或用隔离换向开关换相。开机后不再检测相序。

(3) 智能保护器对负荷侧绝缘状况进行检测, 如果检测到发生漏电或接地故障时, 起动器实现漏电闭锁保护, 起动器不能起动, 液晶显示屏显示漏电保护状态, 相应的漏电闭锁故障灯亮。当负荷绝缘恢复到正常值后起动器自动退出漏电闭锁状态, 起动器允许起动。开机后不再检测绝缘。

本智能保护器对负荷侧绝缘电阻的闭锁值根据电源电压的高低自动调整, 无需进行人工转换。660V时为22K、1140V时为40K。

(4) 智能保护器对环境温度进行检测, 当检测到环境温度高于或低于用户设置的高、低温动作值时, 系统实现温度保护, 起动器不能起动。

(5) 智能保护器对油细、油滤、排气高温和电机高温四路进行检测, 当任一路处于保护状态时, 系统即实现相应的保护, 起动器不能起动。开机后出现上述故障时, 系统亦实现相应的保护, 起动器停机。

(6) 本起动器的起动回路为本安先导电路, 其本安工作电源由BK3本安电源变压器输出AC24V本安电源提供。只有当上述保护功能均处于正常状态时, 本安起动回路才能接通电源实现起动。

(7) 起动时, 按下前门上的起动按钮 (远控时则使用远控起动按钮) , 本安先导回路通电起动, 1ZJ吸合, 1ZJ1接通2ZJ继电器电源, 2ZJ吸合, 2ZJ2、2ZJ3首先切断漏电检测回路, 2ZJ1接通真空接触器CJZ线圈的电源, 起动器吸合接通负荷电源, 其辅助触点CJZ4闭合实现自保, CJZ2、CJZ3断开漏电检测电路, 液晶显示屏显示开机状态画面, 运行灯亮。

(8) 停机时, 按下起动器的停止按钮, 先导回路电源断电, 1ZJ释放, 2ZJ随之释放, 真空接触器CJZ断开, 实现停机, 漏电检测回路接通。

(9) 起动器开机后, 智能保护器对负载进行过载、短路、断相及相电流不平衡状态进行保护, 系统连续地对上述状态进行检测, 当出现过载、短路、断相及相电流不平衡时, 智能保护器进行相应的保护停机, 并在显示屏显示相应保护, 保护特性完全按照国家标准设计。

需注意的是智能保护器对过载、短路、断相及相电流不平衡保护的实现是以用户设置的主回路电流值和风机电流值为依据计算的, 所以用户对上述两个电流值的设置务必要准确。

除短路保护外, 其余所有保护动作后, 均可在3min内自动复位。

3 参数的设置

本单片机智能保护器应用户的要求, 可设置参数相当多, 使用前必须对这些参数进行设置, 否则可能不能正常工作。

4 使用、及注意事项

(1) 使用前必须首先根据现场的电源电压设定好起动器的工作电压。

电源电压的设置需要人工设置的只有一处:即控制变压器的电源端, 由一个660V←→1140V切换开关来选择合适的电源电压, 注意出厂时均位于1140V位置。然后进入软件电源电压等级设置, 以确定电压参数, 其余均已实现智能化, 无需人工干预。 (2) 起动器通电后, 首先要检查液晶显示屏的显示状态, 如各项保护功能正常时应显示停机画面;如三相电源的相序不正确时, 将显示逆相保护, 起动器不能起动, 应改变三相电源的相序。 (3) 根据负载空压机电动机的额定电流, 设定好主回路的工作电流值, 以确保在出现故障时能及时执行保护。主回路电流的设定范围为20A~200A。 (4) 对小风机的额定工作电流进行设置, 可根据风机的额定电流值来设置风机的电流值, 风机电流的设定范围为0.1A~9.9A。 (5) 起动器显示正常时, 可先将远、近控开关置于近控位置, 然后用前门上的起动按钮对起动器试运行, 并观察熟悉显示屏的各个画面。起动器出厂时均置于近控位置, 以便用户检测。 (6) 起动器前门上设有一个漏电试验按钮, 在停机状态时可模拟漏电试验, 以检测起动器的漏电闭锁功能。开机后请不要再进行试验。 (7) 本起动器还设有强制运行功能, 用户进入专用模式后, 在强制启动设置项设定为采用强制启动, 然后确认后退出, 即可实现在故障情况下带病强制开机运行。此时保护功能不投入。

此功能带有一定的风险性, 在强制运行过程中, 用户一定要随时注意设备的运行状态, 发现问题立即停机, 以免发生危险, 运行结束后务必要关闭强制启动功能

电磁起动器篇5

关键词：汽车,起动机,电磁噪声,ansoft

前言

起动机是将蓄电池提供的电能转换成机械能,通过起动机的齿轮与发动机飞轮齿环啮合,从而带动发动机工作,所以起动机的性能是衡量汽车性能的重要指标。起动机的噪声主要包括电磁噪声/机械噪声和空气噪声,其中电磁噪声逐渐成为起动机的主要噪声,而电磁噪声主要来源于起动机电机[1,2]。

起动机断电后的电磁噪声主要受电机电磁激振力及起动机机构响应的影响,而电磁激振力的来源主要有三种:1)定转子谐波磁场相互作用产生的随时间和空间变化的径向电磁力,而径向电磁力受气隙磁密的影响。2)转子开槽和电流纹波导致的转矩脉动。3)转子相对于定子偏心产生的不平衡磁拉力。本文主要是从前两个方面考虑起动机的电磁噪声。电机电磁的计算方法虽然有许多,但存在计算精度低/过于理想化等问题[3]。

本文采用ansoft软件中的2D设计模块,对6极29槽的永磁减速直流起动机进行了结构设计,由于噪声实验测得的是断电后的噪声,所以主要仿真在转速不同的情况下的起动机永磁直流电机的磁密分布图、齿槽转矩曲线、气隙磁密曲线,并运用matlab对气隙磁密进行后处理,得到气隙磁密的频域图[4]。

1、基于ansoft的PMDC有限元分析

1.1 电机二维有限元模型的建立

本文根据二位瞬态磁场理论,建立永磁直流电机的有限元瞬态模型,在模型的建立的过程中忽略对仿真结果影响不大的倒角及机壳上的通气孔,并不考虑断电后产生的感应电流对脉动转矩的影响,即认为断电后的永磁直流电机的齿槽转矩即为脉动转矩。仿真对象为锦州汉拿电机有限公司的QDY1213型起动机其参数如表1。

图1为永磁直流起动机中电机的模型图,其永磁体与转子间的间隙并非均匀的,其气隙间距由磁极中央向两边缘逐渐增大,使气隙磁通密度在间断位置逐渐减小,从而能降低脉动磁力。

1.2 网格的划分

网格的剖分是有限元求解的基础,剖分的质量直接决定了有限元的计算精度。在ansoft中有三种剖分方法,根据仿真对象模型选用Inside Selection。Ansoft网格的一项突出的功能就是滑动气隙边界发来处理电机定转子之间的相对运动,即在气隙中设置一条运动气隙边界,将气隙由内到外分成两部分,并沿圆周方向均匀剖分气隙边界,边界层的节点具有双重编号,气隙边界以内为转动部分,以外为静止部分,并且边界设置的越多计算精度越大[5]。由于本次研究对象为6极29槽起动机,所以对网格划分的要求比较高,画三条边界线,并使其网格尺寸划分相对精细,如图2所示。

2、电机特性分析

2.1 ansoft仿真分析

由于在噪声实验室是空载运行,所以电机的仿真也是进行空载分析,在磁场分析中,每个被分析的问题至少存在一种激励源,永磁直流电机中有永磁体和绕组电流源两种激励。永磁体激励在材料设置时已经完成,由于空载分析,所以绕组电流激励设置为0A。分别仿真转速在3000rpm、6000rpm、12000rpm、15000rpm时的工作状况。由于数据量太大,以下只列出转速在6000rpm时的磁力线与磁通密度云图等运行结果。根据磁通密度云图和磁力线分布图可以直观的了解永磁直流电机内部磁场的分布,以及电机二维磁场的饱和情况,对电机电磁力的求解和优化电机结构,减小电机振动具有重要意义。

图5所示为永磁直流电机空载时的齿槽转矩[6]。从图中可以发现转子转一周的齿槽转矩周期数为电机极数与转子槽数的乘积;图6为特定转速下的齿槽转矩的傅里叶变换图[7],从傅里叶变换图中可以发现1200Hz、5400Hz、17400Hz的幅值比较大;根据阶次与转速、频率之间的关系,可以得到12阶、54阶、174阶的幅值比较大,其中174阶的幅值最大,而174为转子槽数与极数的乘积,所以可以认为齿槽转矩在旋转过程中产生的噪声频率为17400Hz,阶次为174阶。图7为对几种转速的傅里叶变换比较图,从图中可以发现齿槽转矩的阶次并不随转速的变化而有所改变。

图8为转速6000rpm时的空载气隙磁密曲线,横坐标为弧长,纵坐标为气隙磁密,仿真对象为3对极电机,由于齿槽效应的存在,空载时的气隙磁密波形并非理想的梯形,这也是导致电机存在脉动转矩的原因;图9为通过matlab对几种转速下气隙磁密做的傅里叶分解,可以得到各转速下气隙磁密基波及谐波随转速的变化,从图中可知气隙磁密在电机工作过程中的主要阶次为29阶、58阶、87阶、116阶,其中29阶的幅值最大。

2.2 实验结果

图10为测得的数据为4刷29槽起动机整体的阶次谱图,横坐标为频率,纵坐标为阶次,颜色的明亮代表声压级的大小,从图中可以看出比较明的阶次为142.1阶及其整数倍,由于测得的数据为起动机整体的噪声,起动机的减速比为4.9,所以对于电机主要阶次为29阶及其整数倍,与起动机电机的齿槽转矩的阶次和气隙磁密的阶次一致。所以电机实验所得的的噪声与通过ansoft有限元分析得到的结果相一致,并且精度较高。

3、结论

本文探讨了汉拿电机公司的QDY1213永磁直流起动机的电磁噪声,采用时步有限元法对电机的空载减速过程进行了仿真研究,得出了电机的气隙磁密及齿槽转矩,并用matlab对其进行傅里叶变换,可以发现永磁直流电磁噪声的大小与电机的转子槽数密切相关;电磁噪声的阶次与齿槽转矩及气隙磁密的阶次相似。所ansoft的应用能够在保证计算精度的前提下,减少计算量,并使电磁噪声的计算流程化,对消弱电磁噪声具有极大的参考价值。

参考文献

[1]周海亭,陈光冶.汽车起动机异常噪声诊断与分析[J].振动工程学报,2004,17:1110~1112.

[2]王秀和.永磁电机[M].北京:中国电力出版社,2007.68~95.

[3]栾军英,康海英,郑海起.基于阶次跟踪的旋转机械启动过程振动分析[J].军械工程学院学报,2005年,17(2):23~25.

[4]赵博,张洪亮.Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2010.91~153.

[5]严登俊,刘瑞芳,胡敏强.处理电磁场有限元运动问题的新方法[J].中国电机工程学报,2003,23(8):163~167.

[6]韩力,谢红,李辉.一种模拟实测过程的齿槽转矩数值计算方法[J].电机与控制学报,2007,11(6):589~599.

电磁起动器篇6

能源安全一直是当前研究的热点,煤炭以其丰富的存储量、低廉的价格在全球能源安全中发挥越来越重要的作用。虽然近些年受新能源冲击和环境制约,煤矿市场空前惨淡,但煤炭仍然是我国重要的能源及工业原料。伴随井下高产高效综合机械化采煤技术的快速发展,采煤设备单机容量和总装机容量越来越大,对井下供电系统的安全性,尤其是供配电网络的控制和保护设备的安全性要求越来越高。

近年来,随着电力电子技术不断发展,微机保护和现场总线通讯技术被越来越多地应用到井下负荷的控制和保护中。早期的电力电子元件或单片机作为保护器的中央处理器稳定性差、抗干扰能力弱,很难适应井下恶劣的生产环境。如今,PLC(Programmable Logic Controller)、ARM(Advanced RISC Machines)、DSP(Digital Signal Processing)等微处理器技术不断成熟,稳定性和抗干扰能力不断增强,能很好地适应井下恶劣的生产环境。尤其是其强大的数据处理、传输和交换能力,必然促进井下控制和保护设备向高集成化、智能化方向发展。

本研究在分析DSP集成CAN(Control Area Network)模块基础上,设计数据传输系统整体结构,系统主要包括温度信息反馈单元、监测分站、CAN通讯接口、CAN物理总线、上位机与CAN物理总线和上位机接口等。重点设计监测分站与CAN总线接口及CAN物理总线与上位机接口,并设计CAN通讯软件数据发送流程。

2 CAN总线技术

CAN总线技术为分布式控制系统的各个节点提供安全可靠的实时通讯,是当今工业自动化领域研究的热点技术之一。CAN是1986年德国的Rober Bosch公司提出的控制局域网技术的简称,具有半双工串行总线通信结构,一个节点可以对多个节点发送信息,最高可实现1 Mb/s的数据通信,网络节点信息以多主方式分为不同的优先级。CAN总线由于数据帧的组成字节少(不大于8个字节),所以对于新的数据帧响应较快。为了识别不同信息在总线上的节点,CAN总线传输的每个信息都具有特定的标识符,以确保在总线发生冲突时,较高优先级的信息传输过程不产生延迟,降低数据传输出错率,提高信息传输的速度和安全性。CAN总线协议支持数据帧、远程帧、错误帧和过载帧4种不同的数据帧类型,每种类型数据帧的作用如表1所示。

28系列DSP处理器集成了增强型e CAN模块,为数据通信提供了完整的协议,大大减少了CPU的消耗,保证数据传输的效率和实时性。在内部结构上e CAN模块是32位的控制器,由消息控制器和CAN通信协议内核(CPK)两部分组成。CPK接收到有效消息后,由消息控制器中的消息控制单元来判断是否存储到邮箱存储器中。消息控制单元根据消息的标识符、状态等信息,确定消息对应的邮箱位置,经过接收滤波后将消息存放在第一邮箱中,e CAN模块结构如图1所示。

3 温度数据传输系统设计

矿用多回路电磁启动器温度数据传输系统包括温度信息反馈单元、监测分站、CAN通讯接口、CAN物理总线、上位机与CAN物理总线和上位机接口机,其结构如图2所示。温度信息反馈单元负责采集监测点温度,并进行信号隔离、转换。监测分站负责采集温度原始信息,并进行运算处理,同时具有温度信息显示和过温报警功能。上位机实现矿用多回路电磁启动器温度信息的远程监控及数据存储。

3.1 DSP与CAN通信接口

由于e CAN模块的存在,DSP能够控制CAN通讯,不需要外部连接CAN通信控制器,大大简化了通信电路的设计。CTM8251是一款带隔离的通用CAN收发器芯片,该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收、发器件,符合ISO 11898标准。选择CTM8251T作为物理总线和DSP的e CAN模块之间的通信接口芯片,增强了系统抗干扰能力,提高了数据传输的稳定性,加大了系统的通信距离。将e CAN模块的信息收发端CAN-RD和CAN-TD与接口芯片的发送数据(TXD)和接收数据(RXD)端口相连接,接口芯片的CANH和CANL端口与CAN物理总线相连,在CANH和CANL之间并联匹配电阻,提高系统的抗干扰能力,DSP与CAN物理总线接口电路如图3所示。

3.2 CAN物理总线与上位机接口

监控主机与CAN物理总线之间数据传输的稳定性,直接关系到监控系统的精度和可靠性。采用智能接口卡CANUSB-2A实现CAN物理总线与监控主机之间的通信,该接口卡是CAN-bus产品开发、CAN-bus数据分析的强大工具,具有体积小巧、即插即用、性能稳定、安全性好等特点,CA-NUSB-2A实物如图4所示。CANUSB-2A接口卡具有隔离功能,本身集成了光电隔离模块,监控主机能够直接通过USB数据线连接到CAN物理网络。CANUSB-2A接口卡与USB1.1总线相兼容,具有双路CAN通信接口,满足CAN2.0B协议和ISO/DIS11898规范,可以根据需要通过编程设置通讯波特率,能够实现在5~1000 kbps之间自由设置。

3.3 CAN通讯软件

矿用多回路电磁启动器温度数据传输系统软件程序开发经历应用设计、代码创建、调试、分析与调整四个阶段,在DSP集成开发环境CCS 3.3中进行编译。CCS 3.3提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具,它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试,它能够加速开发进程,提高工作效率。CAN通讯是温度数据通讯系统数据传输的桥梁。在CAN通信硬件基础上设计CAN初始化、数据发送和接收子程序。CAN发送子程序如图5所示,该子程序负责节点报文发送,按照特点的格式将采集的数据组成一帧报文,送入CAN通讯控制器的缓冲区,每间隔1 s传输一个数据帧,CAN通讯速率设置为100 Kb/s,邮箱1作为发送邮箱,利用查询状态位完成相应数据传输。

4 结语

矿用多回路电磁启动器是煤矿重要的电气设备,在井下安全生产中起到控制和保护的双重作用。利用CAN总线技术的抗干扰能力强、传输速率高等优点,开发了一套分布式结构框架的矿用多回路电磁启动器温度数据传输系统。系统对多点温度信息进行处理、光耦隔离、运算与传输,能够对多回路温度变化进行实时监测及数据传输,实现了多回路的分散采集、集中管理、远程监控与存储。矿用多回路电磁启动器温度数据传输系统同样适用于井下馈电开关、软启动器、电缆接线盒等其他设备的温度数据传输和远程监控。

参考文献

[1]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[2]胡文平,尹项根,张哲.电气设备在线监测技术的研究与发展[J].华北电力技术,2003(3):23-26.

[3]徐科军,张瀚,陈智渊.TMS320x281x DSP原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[4]赵海森,李志强,张健.自起动永磁电机初始状态对起动冲击电流和冲击转矩的影响[J].电机与控制应用,2010(8):10-13.

电磁起动器篇7

我单位1辆解放CA1121J型汽车, 一次事故维修后发动机旋转有力, 但不能起动。经观察断油电磁阀不工作, 检查F4熔断器良好, 插头连接可靠。怀疑断油电磁阀损坏, 更换新的断油电磁阀, 故障排除。可是工作一段时间后, 故障又重复出现。经仔细检查, 发现断油电磁阀的线路连接错误。原来, 这辆车控制断油电磁阀工作的有2根导线, 红色导线是从点火开关经F4熔断器接过来, 另外1根白色导线从起动机的电动机接柱接过来。由于维修人员疏忽, 把白色导线接到起动机火线接柱上。这样原本只在起动过程中接通的白色导线始终大电流通电, 从而导致电磁阀被烧坏。更换新的断油电磁阀, 把白色导线接到起动机的电动机接柱上, 试车, 故障彻底排除。

二、原理分析

图1所示为解放CA1121J型汽车起动电路图。电磁阀的工作有3种状态。熄火时电子控制器没有电流, 阀芯没有行程, 处于停油状态;起动发动机时, 电子控制器红色导线1和白色导线2都有电流, 阀芯行程最大, 供油量也最大;起动后, 红色导线有电流, 白色导线没有电流, 阀芯行程减小, 供油量也减小。

三、知识拓展

起动机工作良好, 柴油机发动不着故障诊断排除时, 遵循由简至繁、由外至内、分段检查、逐步排除的原则。

1.检查排除电路故障

首先检查排除断油电磁阀电路故障。接通点火开关, 观察断油电磁阀是否动作, 如不动作, 检查保险丝和电磁阀线路。如果环境温度低, 还应检查起动预热装置是否有故障。

2.检查排除油路故障

首先确定故障在低压油路还是高压油路。经验做法是:将喷油泵排气螺钉松开, 扳动手油泵, 观察排气螺钉处是否流油, 如果流油正常, 则说明故障出在高压油路。若不流油或流出泡沫状柴油, 而且长时间扳动手油泵也排不尽, 表明低压油路有故障。

①诊断排除低压油路故障 (一看、二试、三排、四查、五除)

一看油:检查油箱开关是否打开, 油箱中存油是否充足。

二试泵:压动手油泵试验。如果上下压动手油泵时, 均无正常的泵油阻力, 说明手油泵失效, 应检查手油泵进出油阀是否关闭不严等。

三排气:松开喷油泵排气螺钉, 压动手油泵, 先排滤清器再排喷油泵, 直到排气螺钉处流出的油为纯净柴油。