淺談直流電機在全液壓轉(zhuǎn)向器測試臺中的應用

王 勝，曹衛(wèi)明，鮑 梅

（1.江蘇大學 機電總廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；2.海安職業(yè)教育中心，江蘇 海安 226600）

鑒于全液壓轉(zhuǎn)向器的優(yōu)劣決定了整個工程機械的性能，研制全液壓轉(zhuǎn)向器測試臺對轉(zhuǎn)向器進行全面的監(jiān)測，以保證工程機械的品質(zhì)安全就顯得十分必要。

工廠接到某公司的一批新產(chǎn)品開發(fā)任務，該公司產(chǎn)品主要配套于工程機械、農(nóng)業(yè)機械等，全液壓轉(zhuǎn)向器就是該公司主要產(chǎn)品之一，駕駛?cè)藛T通過其可以用較小的操縱力實現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)向力控制，并且性能安全、可靠、操縱輕便、靈活。

但全液壓轉(zhuǎn)向器發(fā)生故障時，則會有轉(zhuǎn)向沉重、轉(zhuǎn)向輪跑偏、左右轉(zhuǎn)向輕重不同等現(xiàn)象。因此，對其進行精確的性能測試，是辨別產(chǎn)品優(yōu)劣、改進結(jié)構(gòu)設計、提高工藝水平、保證系統(tǒng)性能和促進產(chǎn)品升級的重要手段。

根據(jù)該公司提出的要求，全液壓轉(zhuǎn)向器測試臺的電氣系統(tǒng)控制方式分為手動和自動控制兩種，測試臺控制面板上完成手動控制，計算機完成自動控制和檢測。被試轉(zhuǎn)向器見圖1。下面就轉(zhuǎn)向器測試臺中直流電機的如何控制，作詳細介紹。

圖1 被試轉(zhuǎn)向器

1 設計思路

1.1 直流電機控制器選用

選用濟南MMT系列伺服控制器MMT-220DP04 BL，如圖2所示。

圖2 直流電機控制器

其具有電動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、跟隨性好、響應速度快等特點，用于直流電機的無級調(diào)速。且具有過壓、限流保護，短路、過流報警停止輸出等功能，使用安全、穩(wěn)定、可靠。

1.2 電氣原理設計

直流電機控制原理圖見圖3。TC2是選用德力西的開關(guān)電源，其作用是把AC 220 V變?yōu)镈C 5 V，供控制器調(diào)速使用。

圖3 直流電機控制原理圖

轉(zhuǎn)向器測試臺電氣控制原理圖（直流電機控制部分）見圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)向器測試臺電氣控制原理圖（直流電機控制部分）

開關(guān)電源TC1把AC 220 V變?yōu)镈C 24 V，即控制電路的電源電壓為安全電壓。SA1為“手動”“自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)；SA2為控制直流電機的“正轉(zhuǎn)”、“停止”、“反轉(zhuǎn)”轉(zhuǎn)換開關(guān)。在手動方式下小型繼電器J3、J4控制直流電機正反轉(zhuǎn)；在自動方式下，由計算機控制小型固態(tài)繼電器J19、J20，從而控制直流電機正反轉(zhuǎn)。

2 動作過程介紹

（1）合上QF4，接通直流電機控制電源AC220V；合上QF6，接通控制電路直流電源DC24V。

（2）把控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1撥至“手動”位置，31～33接通，即在手動控制方式下，SA4撥至“開”位置，接通直流電機控制器，SA2撥至“正轉(zhuǎn)”位置，33～47接通，J3線圈得電，直流電機轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)電位器W調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)速儀產(chǎn)生信號，反饋給計算機，測出轉(zhuǎn)速。SA2撥至“停止”位置，33～47斷開，J3線圈失電，直流電機停止轉(zhuǎn)動。SA2撥至“反轉(zhuǎn)”位置，33～48接通，J4線圈得電，直流電機反向轉(zhuǎn)動。

（3）把控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1撥至“自動”位置，31～32 接通，J1、J2 線圈得電，51～56、50～55 斷開，52～58、50～57閉合，即在自動控制方式下，打開計算機，打開LabVIEW，進入主界面，如圖5所示。

圖5 LabVIEW下直流電機的調(diào)試

按下虛擬按鈕“電機左轉(zhuǎn)”，小型固態(tài)繼電器J19得電，32～47接通，J3線圈得電，直流電機轉(zhuǎn)動，在“直流電機調(diào)節(jié)”中輸入0～5 V不同的電壓，電機即有不同的轉(zhuǎn)速；再次按下“電機左轉(zhuǎn)”，J19失電，32～47斷開，J3線圈失電，直流電機停止轉(zhuǎn)動。按下虛擬按鈕“電機右轉(zhuǎn)”，小型固態(tài)繼電器J20得電，32～48接通，J4線圈得電，直流電機反向轉(zhuǎn)動。

（4）全自動控制，在LabVIEW下編寫程序來自動控制直流電機的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)，從而對全液壓轉(zhuǎn)向器的各種特性進行實時監(jiān)測并得出各種參數(shù)，最終來判斷產(chǎn)品的優(yōu)劣。所用元器件見表1。

表1 元器件清單

3 結(jié)束語

經(jīng)過4年多的實踐，使用單位認為該設計方案科學合理，考慮周全，元器件選用恰當可靠，裝配調(diào)試精細到位，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，操作方便，性能優(yōu)良，達到國內(nèi)先進水平，能替代先進國家的同類產(chǎn)品。

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