电机转子全自动动平衡机的研制与开发

发布时间：2017-09-26 02:27

  本文关键词：电机转子全自动动平衡机的研制与开发

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【摘要】：电机是生产、生活中的重要用品,而电机转子又是电机中不可或缺的部件。由于设计上的缺陷、材质的不均匀以及工艺的精确度等原因,电机转子必然会存在不平衡量；当其高速旋转时,这些不平衡量势必引起转子振动,进而产生噪声甚至发生危险。因此,电机转子的动平衡需求迫切。目前,电机转子动平衡的校正方法主要有手工动平衡校正和全自动动平衡校正对于手工动平衡校正存在诸多缺陷：1、对操作工人的操作经验要求苛刻；2、平衡周期较长；3、存在人工的差异性。因此急需一种高效精准的全自动动平衡机来满足电机转子动平衡的需要。尽管某些国外厂家拥有较高平衡精度的全自动动平衡机,但设备成本较高,维护要求高,而且难以健全配套设施。因此,本文研究如何研制与开发出符合我国现状的电机转子全自动动平衡机。本文首先通过动平衡机发展情况的调研,并学习借鉴国内外电机转子动平衡机的研究设计经验,确定了全自动动平衡机的目标功能及细化流程,进一步设计系统的硬件结构组成；根据硬件结构设计,对硬件系统的主要部件进行选型,其中包括工控机、运动控制卡、触摸屏,同时对控制卡进行引脚分配并接线,设计点胶控制板的硬件电路。针对该平衡机的目标功能,对控制系统软件进行设计。采用前后台的程序架构,并结合模块化设计、主从控制的思想,将系统程序划分为主控制系统模块、分控制系统模块、通讯模块以及UI模块,并对每一个模块进行详细设计。系统软件的设计过程中,将会涉及到相关技术问题,例如,用于计算转子校正量的影响系数法、从振动信号中提取不平衡信息的不平衡提取算法以及实现快速性、平滑性平衡的速度曲线规划问题。最后,对系统进行实验并对结果分析。主要测试内容包括：1、定位效果及安全性测试；2、点胶效果测试；3、整机效果测试。测试结果显示,性能较好,能够满足基本要求。
【关键词】：电机转子 全自动 动平衡
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM305
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题意义11-12
• 1.2 平衡机的发展情况12-13
• 1.2.1 平衡机的发展历史12
• 1.2.2 平衡机的发展现状12-13
• 1.3 论文内容及安排13-15
• 1.3.1 论文的内容13-14
• 1.3.2 论文的结构安排14-15
• 第二章 转子动平衡理论15-22
• 2.1 平衡与不平衡转子15
• 2.2 转子动平衡理论基本原理15-19
• 2.2.1 转子的不平衡分类15-17
• 2.2.2 转子的二面平衡原理17-19
• 2.2.3 不平衡量的表示方法19
• 2.3 动平衡校正基本原理19-21
• 2.3.1 去重型校正原理及应用19-20
• 2.3.2 加重型校正原理及应用20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 全自动平衡机的相关技术研究22-38
• 3.1 影响系数法22-25
• 3.1.1 单平面影响系数法22
• 3.1.2 双平面影响系数法22-24
• 3.1.3 现场动平衡的影响系数法24-25
• 3.2 不平衡的提取算法25-30
• 3.2.1 积分法25-26
• 3.2.2 DFT及快速DFT算法26-27
• 3.2.3 全相位FFT算法27-30
• 3.3 电机控制的速度曲线规划30-37
• 3.3.1 T型曲线速度控制31-33
• 3.3.2 S型曲线速度控制33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 控制系统的硬件设计38-50
• 4.1 硬件系统的总体方案设计38-41
• 4.1.1 全自动平衡机的功能与流程分析38-41
• 4.1.2 控制系统的硬件结构图41
• 4.2 控制系统的主要部件选型41-46
• 4.2.1 工业控制计算机的选型41-43
• 4.2.2 运动控制卡的选型43-44
• 4.2.3 TFT液晶触摸显示屏的选型44-46
• 4.3 运动控制卡的引脚分配46-48
• 4.4 点胶控制板的硬件电路设计48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 控制系统的软件设计50-71
• 5.1 控制系统软件架构50-51
• 5.2 主控制系统设计51-59
• 5.2.1 主控制系统的程序结构51-52
• 5.2.2 自检复位模块52-53
• 5.2.3 自动运行与单步调试模块53-54
• 5.2.4 系统相关设置模块54-59
• 5.3 分控制系统设计59-60
• 5.4 主分控制系统间的通讯模块设计60-66
• 5.4.1 MODBUS协议简介60-63
• 5.4.2 MODBUS报文传输的实现63-66
• 5.5 系统的UI模块设计66-69
• 5.6 本章小结69-71
• 第六章 系统实验与结果分析71-76
• 6.1 系统实验平台71-72
• 6.2 系统测试及分析72-75
• 6.2.1 定位效果及安全性测试72
• 6.2.2 点胶效果测试72-73
• 6.2.3 整机效果测试73-75
• 6.3 本章小结75-76
• 总结与展望76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81-82
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见82

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本文编号：920972