電機運行參數(shù)監(jiān)控裝置

1、電機運行參數(shù)監(jiān)控裝置一、緒論設(shè)計目的電機作為一種拖動動力設(shè)備，在機床加工、運輸、電力等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用。為了保障電機系統(tǒng)的正常運行，需要通過檢測控制裝置對它進(jìn)行監(jiān)控。重點 監(jiān)控的參數(shù)是電機A、B、C三相線圈的溫度、電機軸的徑向振動振幅，電機軸 的轉(zhuǎn)速。設(shè)計的任務(wù)和要求三相交流電動機單向運行主電路、電機控制電路如圖1-1所示?，F(xiàn)要求設(shè)計 電機運行參數(shù)監(jiān)控裝置，對該電機運行三相線圈的溫度、出軸轉(zhuǎn)速和振動幅度實 時監(jiān)控。運行參數(shù)監(jiān)測為防止因負(fù)荷過大或缺相，造成電機定子線圈過熱，要求電機運行過程中實時監(jiān)測電動機三相定子線圈的溫度，測溫范圍：0200C電機運行過程中，要求實時監(jiān)測電動機出軸轉(zhuǎn)速，測量

2、范圍：1203500 r/min。 電機在運轉(zhuǎn)過程中，可能會出現(xiàn)軸松動，軸振動幅度過大，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，要求實時監(jiān)測電動機出軸橫向振 幅監(jiān)測。二、主體部分(1)測量方法及傳感器的選擇溫度監(jiān)測：溫度的監(jiān)測選用熱敏電阻，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過限定值時，聲光報警并控制控制回路 觸點斷開，進(jìn)而控制主觸點斷開從而使電動機停轉(zhuǎn)。熱敏電阻的主要特點是：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，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、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、過載能力強。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)時的電阻值、 Ro：溫度T0、(K)時的電阻值、B:B 值、*T(K)=t(C)+273.15。實際上， 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，將與實測值之間存在一定誤 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)計算時，則可降 低與實測

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 值的波動會引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D不變。因此，在探討B(tài)值的 波動量時，只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計算，常數(shù)C、D、E可由 4 點的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0,R0).(T1,R1) .(T2,R2) and(T3,R3)，通過式 36計算。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、電阻的電機過熱保護器電路Rt1Rt2Rt3 :熱敏電阻(NTC)，安裝在三相繞組附近 溫度低時：電阻高三極管不導(dǎo)通繼電器不吸合電機運行 溫度高時：電阻低三極管導(dǎo)通繼電器吸合電機停止B、電動機出軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測電動機出軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過限定值時，聲光報警并控 制控制回路觸點斷開，進(jìn)而控制主觸點斷開從而使電動機停轉(zhuǎn)?；魻杺鞲衅髦饕攸c霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實現(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。對測速裝置的要求是分辨能力強、 高精度和盡可能短的檢測時間?；驹恚豪没魻栃?yīng)表達(dá)式：UH = KHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓

6、盤每 轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過 放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速?；糇o件和磁翩霍爾+5v元件r710kout管腳圖注意事項：1、霍爾電流傳感器本身已經(jīng)存在濾波電路，輸出無須再加裝濾波，可直接 供單片機的05V的AD采集或比較器直接參與比較，信號非常穩(wěn)定，而且抗十?dāng)_能力也很強，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循環(huán)判斷 的時間.C、電動機出軸振幅監(jiān)測電動機的出軸振幅監(jiān)測采用紅外發(fā)射接收對管在電動機的軸橫向四周安裝直射式紅外對管，當(dāng)軸向振幅過大時，紅外對管 監(jiān)測出并且啟動報警裝置，聲光控報警并控制主觸點斷開，進(jìn)而使電動機停轉(zhuǎn)。 應(yīng)用電路：R21 0kR1L50CN Y7 0R31 0kC7104+5 vTk5 oR 1P13紅外對管的工作原