电磁制动器实时性能检测与故障预测研究

发布时间：2017-04-27 13:02

  本文关键词：电磁制动器实时性能检测与故障预测研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电磁制动器是冶金、建筑、化工、机床、舞台、电梯、轮船、包装等机械上的安全制动装置，，这些机械设备的安全可靠程度直接影响了工作人员的生命安全及生产工作的能力，如果电磁制动器在工作过程中出现故障，没能及时进行制动并排除，其结果不仅会对机械设备损坏，甚至造成安全事故的发生。因此电磁制动器的安全运行至关重要。为了避免以上产生的严重后果，本文通过分析电磁制动器的工作原理、性能指标及故障产生的原因，提出一种对电磁制动器性能实时检测与故障预测的方法，并开发了电磁制动器性能检测与故障预测系统。 本文主要研究内容包括以下几个部分： 一、通过对电磁制动器的机构特性及工作原理进行分析，总结出电磁制动器的性能指标，并提出实时性能检测与故障预测的方法。该方法通过实时检测电磁制动器的制动盘间隙、弹性系数及绕组温度等参数的状态及变化情况，来检测制动器当前的制动性能，并对可能发生的故障做出预测。 二、针对提出的性能检测与故障预测方法，设计了电磁制动器实时性能检测与故障预测系统。本系统以dsPIC30F4011为核心芯片，完成了集CPU、电源电路，电压、电流采集电路，可控硅控制电路，显示电路、按键电路、报警电路于一体的硬件系统设计。为保障性能检测及故障预测实时性，系统软件采用汇编语言进行编写，包括主程序、参数采集子程序、性能检测及故障预测子程序、显示子程序及按键检测子程序等。 三、为验证所提出的性能检测及故障预测方法的可行性，以及所设计系统的有效性，搭建了电磁制动器实验平台，进行了相关的实验测试。实验模拟了间隙变化、弹性系数变化、绕组温升等造成的故障，并对所采集的信号进行了特征量提取及分析处理。实验结果表明，本文所提出的方法是可行的，通过对制动器工作过程中的电感值、电阻值进行分析和处理，能够检测出制动器当前的性能状态是否正常，并能够成功预测制动器所发生的故障。实验结果同时验证了本文所设计的系统是成功、有效的，能够满足实时性在线检测与故障预测的要求。 本课题的研究丰富了电磁制动器性能检测及故障预测的方法，有利于机械设备稳定、可靠运行，降低故障发生的频率，希望对实际工程应用提供一定价值。
【关键词】：电磁制动器 故障预测 故障分析 性能指标 检测系统
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134;TP277
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 概述11-15
• 1.1.1 制动器简介11-13
• 1.1.2 电磁制动器在工业中的应用情况13
• 1.1.3 电磁制动器在应用中存在的问题13-14
• 1.1.4 电磁制动器性能检测与故障预测的意义14-15
• 1.2 国内外研究现状及存在问题15-16
• 1.2.1 电磁制动器性能检测及故障预测的国内外研究现状15-16
• 1.2.2 存在的问题及不足16
• 1.3 本文的主要内容及论文结构16-19
• 第二章 电磁制动器的故障模式分析19-29
• 2.1 电磁制动器的组成及工作原理19-24
• 2.1.1 电磁制动器的组成19
• 2.1.2 电磁制动器的等效模型19-20
• 2.1.3 电磁制动器的工作原理20-22
• 2.1.4 电磁制动器电磁力的产生22-24
• 2.2 电磁制动器的主要故障模式24-25
• 2.3 电磁制动器的故障原因分析25-27
• 2.4 小结27-29
• 第三章 电磁制动器实时性能检测与故障预测方法29-37
• 3.1 电磁制动器的制动性能指标29-30
• 3.2 电磁制动器的性能检测方法30-33
• 3.2.1 特征量的选取30-31
• 3.2.2 特征量的计算方法31-33
• 3.2.3 基于特征量的制动器性能检测方法33
• 3.3 电磁制动器的故障诊断方法及等级定义33-35
• 3.4 小结35-37
• 第四章 电磁制动器实时性能检测与故障预测系统设计37-67
• 4.1 系统总体设计37-38
• 4.2 系统硬件设计38-56
• 4.2.1 DSPIC 30F4011 单片机介绍38-41
• 4.2.2 电源部分41-45
• 4.2.3 制动器电流采样及隔离放大电路45-49
• 4.2.4 可控硅控制电路49-52
• 4.2.5 制动器电压采集电路52
• 4.2.6 按键输入及数码显示电路52-55
• 4.2.7 报警电路55-56
• 4.3 系统软件设计56-66
• 4.3.1 编译环境及仿真器介绍56-58
• 4.3.2 主程序58-59
• 4.3.3 参数采集与计算子程序59-60
• 4.3.4 性能检测与故障预测程序60-61
• 4.3.5 显示程序61-63
• 4.3.6 按键检测程序63-66
• 4.4 小结66-67
• 第五章 系统实验测试67-79
• 5.1 实验装置简介67-68
• 5.2 性能检测实验68-78
• 5.2.1 间隙变化故障模拟实验68-75
• 5.2.2 弹性系数变化模拟实验75-77
• 5.2.3 绕组温升模拟实验77-78
• 5.3 测试结果与分析78
• 5.4 小结78-79
• 第六章 结论与展望79-81
• 附录81-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果89-90
• 致谢90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：330637