控制线圈

控制线圈（精选7篇）

控制线圈 篇1

点火线圈作为汽车电子点火系统的重要部件,其性能直接关系到汽车的工况,因此保证点火线圈的绝缘强度是提高产品质量、增强可靠性和延长寿命的关键,而点火线圈真空灌封过程中对温度的控制是保证点火线圈的绝缘强度的重中之重,这就要求其温度控制系统必须响应快、控制精度高及稳定性、鲁棒性良好。

传统PID控制策略是处理单变量常系数的线性系统和较简单的非线性系统的有效方法,但它的控制性能依赖于被控对象数学模型的精确性,很难彻底解决上述复杂慢变参数并受随机干扰影响的温度控制系统的稳定性、鲁棒性及动态性能。

1 系统原理

本文综合单神经元及专家系统两种控制规律的优点,提出带有专家智能协调控制器的Bang-Bang控制、单神经元自适应PID控制策略相结合的智能控制方案。该方案利用Bang-Bang控制能在系统启动或异常的大偏差下实现给定值的快速跟踪。利用单神经元的自我学习,自我适应能力,并根据专家经验,通过对温度系统的在线边学习边控制,实现系统的快速实时在线控制。其控制原理框图见图1。

系统输出实际温度值与设定温度值进行比较之后,推理机构查寻控制指标并进行反复推理,再由专家系统的控制规则根据系统偏差及偏差变化率的大小、方向及变化趋势得出相应的控制决策,同时由专家智能协调器来完成不同控制方式的协调切换工作,缩短了系统的调节时间,减少了输出超调。该算法无需被控对象的先验知识,控制器的结构简单,可调参数较少,便于掌握和使用。

2 基于专家系统的神经元控制

基于专家系统的神经元控制,是在单神经元控制算法的基础上加入专家系统,能够在一定范围内根据被控对象的变化特性修正控制量,使输出量超调减小,调节时间减少。其核心部分是由知识库、推理机构、控制算法组成的,本文采用产生式规则的描述方法,用正向推理的方法来逐个判别各规则的条件,若满足条件就执行该规则,否则继续搜索。

(1)控制知识的获取

该控制方案采用分段控制策略,以下规则中的u(t)为控制器输出,Un(t)为神经元的输出,Umax为控制器输出最大值,Umin为控制器输出最小值,yk(t)为实际输出温度值,yg(t)为设定温度值,e(t)为t时刻的偏差,e(t)=e(t)-e(t-1)为偏差变化率,E1为上偏差,E2为下偏差,且E1>E2>0。系统误差曲线见图2。

对图2中的误差曲线进行分析得出如下结论。

a.区域i内,即:|e(t)|≥E1。采用Bang-Bang控制,该控制方法在异常的大偏差下(如系统刚开始启动或停止运行一段时间后重新启动),控制器应输出最大值或最小值来加快动态响应,使对象以最快的速度接近设定温度值yg(t)。其控制规则如下。

IF e(t)≥E1 THEN u(t)=Umax;

IF e(t)≤-E1 THEN u(t)=Umin=0。

b.区域i i内,即:E2≤|e(t)|

IF E2≤|e(t)|

c.区域iii内,即:|e(t)|≤E2。在这一阶段内,偏差已在允许的范围之内,而且已基本趋于稳定,所以只能在原来控制量的基础上加一个小的修正量以便接近设定温度值,因此采用在单神经元自适应PID控制的基础上,根据误差的大小和变化趋势,由专家经验进行调节。

(2)控制规则集的建立

根据以上分析,并结合系统实际调试可得:Umax=4,Umin=0,E1=5,E2=1,Ki(i=1,2,3,4,5,6)为很小的控制量,一般根据系统环境、运行状况及专家经验决定,在这里取K1=K2=0.3 6,K3=K4=0.28,K5=K6=0.15。将以上各个数值代入各个规则中,便可得到系统控制规则集。

3 温控系统硬件设计与实现

在本控制系统中,采用工业控制计算机作为硬件平台,主要由键盘、PCI-2300数据采集卡、PCL-7 2 8 D/A转换卡、人机界面显示、温度传感器、温度变送器、可控硅模块等完成温度信号的采集、显示及记录等功能并做出相应的控制策略,以实现对灌注机温度控制过程的监控,其硬件组成框图见图3。

该温度控制系统是一个反馈控制结构。首先,通过键盘设定好各被控区段要求达到的温度值,在被控对象的升温过程中,通过温度传感器检测被控对象的温度。同时,为了能使计算机系统检测到被测对象的温度信号变化,必须把传感器的温度信号(非电量的物理信号)转化为电信号(电压)。我们将温度传感器测得加热丝的温度值输入到温度变送器中,由于温度变送器输出的信号为恒流信号,所以必须通过I/V转换才能使电流值转换成相应的电压值,再将此电压信号送到PCI-2300数据采集卡,由采集卡完成数据采集及A/D转换。从采集卡出来的数字量经过数字滤波、线性化处理、标度变换后,经显示系统将温度显示在显示屏上,同时将温度数值存储进文件。当采样周期到达时,与设定温度进行比较,将两者之间的偏差大小以及偏差的变化率大小及方向,按照选定的算法进行处理,计算出相应控制量并输出,并且将控制量经PCL-728D/A转换卡后送给可控硅模块。通过控制可控硅在T周期内的导通时间来控制加热丝的加热功率,从而决定是否需要继续加热以及计算加热的时间。当实际温度值超过设定的上限时,温度值就会在控制界面上处于闪烁状态(红色),此时系统会立即自动断开加热电源;当实际温度值还没有达到设定的上限还继续需要加热时,温度值也会在控制界面上显示,此时系统就会自动接通电源,开始进行下一次的温度采集和处理,最终使得整个系统各段温度值稳定在温度设定值附近,从而达到控温的目的。

4 结束语

针对具有时变特性的非线性、时滞温控系统提出专家智能协调控制方案,主要采用Bang-Bang控制、基于专家经验的单神经元自适应PID控制策略相结合的智能控制方案,并用Matlab进行了仿真试验,结果表明该控制方法缩短了系统的调节时间,减少了输出超调,静态误差小,具有很强的稳定性及鲁棒性。这种复合智能控制系统具有良好的控制效果,并可推广应用到具有类似特征的控制系统中。

2008中国汽车工程学会非金属材料分会第三届年会

为促进我国汽车非金属材料及制品技术水平的发展和提高,加强汽车主机厂、非金属材料制品生产企业、非金属材料供应商及相关行业之间的沟通与交流,促进协调发展。中国汽车工程学会非金属材料分会将于2008年5月16日至18日(初定时间,以3月份发的正式通知为准)在浙江温州召开“2008中国汽车工程学会非金属材料分会第三届年会”。

摘要：从汽车点火线圈的灌封工艺入手,采用带有专家智能协调控制器的Bang-Bang控制与单神经元自适应PID控制策略相结合的智能控制方案,实现了对影响点火线圈质量控制的主要工艺参数即温度进行智能精确控制。

控制线圈 篇2

通过表1与表2对比可以看出, 装有计费控制装置的开关柜合闸线圈烧毁率较高, 平均达到了36%, 远远超出不带计费控制装置的开关柜。我们对该型开关柜的二次回路、机构进行了认真检查, 并对每次合闸线圈烧毁的原因进行了分析, 确定造成10 kV开关柜在合闸过程中烧毁线圈的主要原因有两个。

一个原因是计费装置出口接线位置不当, 如图1 (实线部分) 所示电路。经过测试和分析, 计费控制装置出口继电器KCC接于33处, 当用户欠费继电器KCC闭合, 开关跳闸, SAS311无法监视, 若此时进行合闸操作, 只要合闸指令未断, 则开关反复跳合, 直至合闸线圈烧毁。

另一个原因是SAS311测控保护装置合闸指令无时间性, 当开关存在故障引起合闸时间过长时, 容易烧毁合闸线圈。

我们在对合闸线圈烧毁的原因分析的基础上, 又组织有关技术人员进行了认真研究, 决定采取以下办法解决上述问题, 实践证明, 效果良好。

(1) 将计费控制装置继电器KCC出口接点由原来的33处改接在SAS311装置端子C4处 (图1中虚线所示) , 这样在继电器KCC接点闭合开关跳闸时, SAS311装置即刻中断合闸指令, 开关不再反复跳合。

(2) 对SAS311测控保护装置软件进行修改, 在原来合闸操作指令中增加3 s后终止程序的指令, 这样在开关存在故障时, 合闸失败后不会再反复合闸。

控制线圈 篇3

关键词：线圈并联,磁通量,自感系数

众所周知,当两个线圈串联时,通过整个线圈的磁通量等于通过两个线圈磁通量的和。在确定两个线圈串联后的等效自感系数时,可以利用磁通量的方法,也可以用感应电动势的方法。但在确定两个线圈并联后的等效自感系数时,人们通常利用感应电动势的方法[1,2,3],迄今为止还未见到用磁通量的方法。因为这里存在一个长期困扰研究者的基本问题,即当两个线圈并联时,通过两个线圈的磁通量之间满足什么关系?文中将试图回答这一问题。

1 命题与证明

命题 在不考虑线圈电阻的条件下,对于线圈并联,通过两个线圈的磁通量相等。

证明 假设有线圈1和线圈2,它们的自感系数分别为L1和L2,之间的互感系数为M,不考虑它们的电阻,把两个线圈并联,如图1所示。设干路中通有电流I,两个支路中电流分别为I1和I2,则有

I=I1+I2 (1)

当电流变化时式(1)仍然成立。

对式(1)两边对时间求导,有

$\frac{\text{d}{\rm I}}{\text{d}t}=\frac{\text{d}{\rm I}{}_1}{\text{d}t}+\frac{\text{d}{\rm I}{}_2}{\text{d}t}$ (2)

当电流变化时,在线圈1中会产生自感电动势εL1和互感电动势ε12,在线圈1中总的感应电动势ε1为

$\epsilon {}_1=\epsilon {}_{L1}\pm \epsilon {}_{12}=-L{}_1\frac{\text{d}{\rm I}{}_1}{\text{d}t}\mp {\rm M}\frac{\text{d}{\rm I}{}_2}{\text{d}t}$ (3)

在式(3)中,符号“±”及“∓”的取法,对于顺并联取上面的符号,对于反并联取下面的符号,以下同。

同样,在线圈2中总的感应电动势ε2为

$\epsilon {}_2=\epsilon {}_{L2}\pm \epsilon {}_{21}=-L{}_2\frac{\text{d}{\rm I}{}_2}{\text{d}t}\mp {\rm M}\frac{\text{d}{\rm I}{}_1}{\text{d}t}$ (4)

设两个线圈并联后的等效自感系数为L,则等效线圈的自感电动势εL为

$\epsilon {}_L=-L\frac{\text{d}{\rm I}}{\text{d}t}$ (5)

由于不考虑线圈的电阻,所以在任意时刻t,有

εL=ε1=ε2 (6)

将式(2)～式(6)联立,可得到两个线圈并联后的等效自感系数

$L=\frac{L{}_{1}L{}_2-{\rm M}{}^2}{L{}_1+L{}_2\mp {\rm M}{}^2}$ (7)

令Φm1=L1I1±MI2,Φm2=L2I2±MI1,Φm=LI。Φm1、Φm2和Φm分别表示t时刻通过线圈1、线圈2和等效线圈的磁通量。则式(3)～式(5)可分别表示为

$\epsilon {}_1=-\frac{\text{d}\Phi {}_{m1}}{\text{d}t}$ (8)

$\epsilon {}_2=-\frac{\text{d}\Phi {}_{m2}}{\text{d}t}$ (9)

$\epsilon {}_L=-\frac{\text{d}\Phi {}_m}{\text{d}t}$ (10)

式(8)～式(10)正是法拉第电磁感应定律。

由式(6)得,在任意时刻t

$\frac{\text{d}\Phi {}_m}{\text{d}t}=\frac{\text{d}\Phi {}_{m1}}{\text{d}t}=\frac{\text{d}\Phi {}_{m2}}{\text{d}t}$ (11)

将上式两边同乘以dt,得

dΦm=dΦm1=dΦm2 (12)

即在相同的时间内,通过每个线圈的磁通量的增量相等,且等于等效线圈磁通量的增量。

假设在t=0时刻,I=I1=I2=0,Φm=Φm1=Φm2=0,则在任意时刻t,有

Φm=Φm1=Φm2 (13)

即在任意时刻t,通过两个线圈的磁通量相等,且等于通过等效线圈的磁通量,证毕。

2 应用

下面用磁通量的方法确定两个线圈并联后的等效自感系数。在任意时刻t

I=I1+I2 (14)

通过线圈1的磁通量为

Φm1=L1I1±MI2 (15)

通过线圈2的磁通量为

Φm2=L2I2±MI1 (16)

通过等效线圈的磁通量为

Φm=LI (17)

根据文中的结论,有

Φm=Φm1=Φm2 (18)

将式(14)～式(18)联立可得到两个线圈并联后的等效自感系数

$L=\frac{L{}_{1}L{}_2-{\rm M}{}^2}{L{}_1+L{}_2\mp {\rm M}{}^2}$ (19)

显然,利用磁通量的方法确定线圈并联后的等效自感系数比用感应电动势的方法更为简单。

3 结束语

利用法拉第电磁感应定律证明了:对于理想线圈(即不考虑电阻),在线圈并联时,通过每个线圈的磁通量相等,且等于通过整个回路的磁通量。对于理想线圈的串并联可总结为:线圈串联,电流相等,磁通量相加;线圈并联,磁通量相等,电流相加。利用磁通量的方法确定线圈并联后的等效自感系数比用感应电动势的方法更为简单。

参考文献

[1]林祥立.两并联线圈总等效自感系数的确定[J].六盘水师专学报:自然科学版,1995(4):64-67.

[2]梁明智.具有互感的线圈的串联和并联[J].赤峰学院学报:自然科学版,2009,25(1):13-14.

合闸线圈的保护方法 篇4

(1) 定期检查辅助开关。如发现定位有偏差应及时调整, 确保切换动作及时、准确、可靠。

(2) 定期检查合闸接触器触点。触点烧损严重时应及时处理, 防止粘连。

(3) 电动合闸操作时, 合适掌握合闸位置停顿时间, 停顿1 s比较合适。时间太短的话, 可能合不上闸;时间长了, 起不到保护作用。

(4) 短时间内, 不要多次进行电动合闸。因为合闸时合闸线圈电流大线圈发热, 要留给合闸线圈必要的散热时间, 防止其过热。

防烧毁合闸线圈的研制 篇5

1 合闸线圈烧毁的原因

经过综合自动化改造过的变电站, 其断路器通过远程遥控可以实现开关的分合操作。在实际运行中当断路器投入不成功时, 将可能发生遥控继电器接点带电分断的现象。由于合闸线圈为感性负载, 操作电源又多为220V直流电, 所以在这种情况下遥控继电器接点容易发生引弧烧毁。在当遥控继电器接点发生熔接粘连时, 由于长时间通电, 会引起合闸线圈烧毁。

2 解决办法

为了防止烧毁遥控继电器, 综合自动化厂家的解决办法是:如果合闸继电器触点带电则锁定继电器, 使其不动作, 用烧毁合闸线圈和操作保险的办法来保证遥控继电器等综合自动化设备的安全。

而笔者经研究试验, 提出改进的解决办法是在线圈内部安置温控元件PTC, 使合闸线圈可在操作电源不断电的异常情况下, 增加回路阻抗, 减小线圈中的电流强度, 从而保护线圈使其免于烧毁。图1是安装了温控元件 (PTC) 后合闸线圈剖面图。

3 原理说明

3.1 结构原理介绍

本成果结构简单, 它是在线圈内部安置一个温控元件PTC, 并将其串联在合闸线圈中, 当合闸线圈通电时间过长或线圈温度达到一定值 (但低于烧毁温度) 时, 温控元件温度上升, 电阻增大并闭锁, 此时将减小线圈中的电流强度, 阻止线圈温度上升, 从而保护线圈。

当引起线圈烧毁的故障排除后, 线圈两端电压消失, 数分钟后PTC元件温度下降, 合闸线圈的功能可以自行恢复, 为下一次合闸操作做好准备。其电路原理图如图2所示。

3.2 核心部件原理介绍

本成果的核心元件是正温度系数热敏电阻PTC。图3是这种材料的热阻曲线, 从曲线图可以看出, 温度超过居里温度 (拐点温度) 后, PTC热敏电阻阻值将急剧增大。

4 结束语

(1) 本成果成本低, 可靠性高、无触点, 寿命长, 可以有效解决合闸线圈烧毁的变电检修难题。经过1年多的实际运行测试, 可以将异常状态下合闸线圈烧毁率从100%降低到3%以下。

(2) 本成果的应用不需要改动变电设备原二次回路, 便能有效防止合闸线圈烧毁, 提高了检修人员的工作效率, 缩短了停电时间。

电磁阀线圈的改进 篇6

黄骅港的翻车机液压系统中, 用到了大量的电磁阀, 电磁阀的驱动电压采用直流24V。电磁阀线圈的防护等级较高, 密封较好, 但是由于翻车机作业环境恶劣, 煤块经常冲击电磁阀线圈插头, 造成线圈接线柱经常裸露在外, 再加上翻车机作业时为了抑尘必须洒水, 所以经常出现线圈接线柱腐蚀断裂的情况, 严重影响生产的顺利进行。

二、线圈插头腐蚀原因分析

由于接线柱处有水存在, 且水中含有盐分, 充当了电解质的作用, 不可避免地出现了原电池反应。

1. 对于负极, 在线圈通电的过程中, 电子全部流向负

极, 负极的接线柱表面腐蚀电流降至零或接近于零, 这样就抑制了接线柱失去电子的作用, 从而防止了接线柱的腐蚀。所以接线柱的负极都是完好无损的。

2. 对于正极, 情况则相反, 不但没有阴极保护, 反而

成了“牺牲阳极的阴极保护法”中被牺牲的阳极, 化学反应方程式为:Cu-2e=Cu2+。

因此, 即使化学性质并不活泼的铜, 也很快被腐蚀, 接线柱出现断裂, 造成故障停机。

三、改进措施

在现有线圈接线柱上镀一层锡, 如图1所示。

锡是一种比铜活泼的金属, 并且由于其熔点比较低, 非常容易操作, 用普通的电烙铁就可以完成接线柱的镀锡工作。在接线柱上镀锡后, 在原电池反应中, 锡充当了阳极, 铜充当了阴极, 从而受到了保护。这样, 可以大大延长线圈接线柱的寿命, 节约了备件成本, 降低了故障率。

四、改进成效

合闸线圈烧坏的预防措施 篇7

1 合闸线圈烧坏的原因分析

(1) 断路器机构及辅助开关触点接触不良。断路器安装不牢固, 在合闸时, 机构上连杆拐臂焊点脱落;辅助开关与机构间的连杆连接松紧调节不当, 多次操作松动变位, 使动合、动断触点转换不灵活, 切换不可靠, 触点无法立即断开;辅助开关经多次断弧后触点产生严重烧痕, 切换后触点间的距离太小, 在触点间产生燃弧, 触点无法立即断开。造成合闸线圈通电时间过长, 致使合闸线圈烧坏。

(2) 合闸线圈调整不合适。固定合闸线圈内壁铁心护套上的螺丝脱落, 致使合闸铁心滑落, 合闸时冲力不足, 无法使合闸掣子脱扣;操动机构的合闸铁心顶杆碰到连板时, 不能满足继续上升8—10 mm的要求, 行程和冲程调整不当, 合闸时冲力不足;合闸铁心动作不灵活, 存在卡涩现象;合闸铁心顶杆伸出太短, 顶杆止钉松动变位, 冲程间隙达不到要求等, 均可能导致辅助开关不能正确切换。合闸时, 造成合闸线圈通电时间过长, 致使合闸线圈烧坏。

(3) 合闸掣子上的偏心圆热处理硬度不够, 掣子轴生锈, 其偏心距减小, 储能电动机部分引线接点绝缘低, 离外壳距离不够。还有很大部分是由于匝间击穿, 输出功率不够, 运行发热导致电动机烧坏, 储能回路无法储能。合闸线圈设计裕度大, 合闸线圈出现匝间短路, 线圈自身绝缘降低, 合闸时, 都可能会使合闸线圈长时间通电, 烧坏合闸线圈。

(4) 直流系统故障。在直流电源系统故障或电池容量不足的情况下, 会造成蓄电池组端电压下降, 控制电源电压过低, 在合闸过程中合闸线圈端电压低于额定电压的80%, 导致合闸力不够, 致使辅助开关不能切换。直流电源不稳, 还可能造成手动合闸、监控合闸, 特别是自动重合闸时, 合闸线圈长时间带0.4—2.2 A的电流, 合闸线圈以及保持继电器长时间带电而烧坏。

2 合闸线圈烧坏的防范措施

(1) 经常检查断路器辅助开关的触点及辅助开关的拐臂螺丝, 正确调整辅助开关的位置, 使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效地配合。

(2) 加强设备质量监督检查, 采用质量可靠, 设计合理的合闸线圈。更换合闸线圈时安装要牢固, 合闸铁心动作要灵活, 不能存在卡涩现象, 连杆、顶杆的行程配合要适当, 冲程间隙达到1.5—2.5 mm的要求。

(3) 通过精细化检修与状态性检修相结合, 加强设备巡视维护, 对重点断路器要跟踪检查, 及时发现和处理断路器机构故障和二次回路存在的隐患, 每月详细记录断路器跳合闸运行情况, 并抓住一切可能的机会检查合闸线圈及控制回路的外观、绝缘、接触电阻等。检查储能回路二次线的绝缘情况, 储能电动机的输出功率、转向一定要符合要求。