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冷却风扇液压泵—马达传动试验台疲劳试验中软测量技术的应用初探

作　者: 周聪
导　师: 张桂香
学　校: 湖南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 软测量技术电封闭技术变频器多传动模糊控制 PLC 虚拟仪器
分类号: TH137.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

冷却风机、液压泵和液压马达都是工程中常见的工业设备,应用非常广泛。目前国内关于能够同时对冷却风机、液压泵、液压马达进行综合性能测试试验台的研制很少。本文介绍的冷却风扇液压泵-马达传动试验台系统主要用于实现冷却风扇、液压泵、液压马达系统的试验及液压部件测试试验。该试验台主要由动力传动系统、液压系统、测控系统及辅助系统等组成。在该试验台的基础上,本文叙述了在试验台疲劳试验中应用软测量的方法来代替传统的扭矩传感器实现电机转矩无传感器测量的思想。因此,本文的工作具有十分重要的实际工程意义和应用价值。首先,文中提出了两种动力传动系统方案,并对两种方案的技术特点做出分析。在动力传动系统中,该试验台采用了“内部电封闭”技术,通过变频器对驱动和负载电机实行多传动控制。在液压系统的介绍中,文章给出了整个液压系统的原理图,采用模糊控制技术实现油箱的温度控制。测控系统是该试验台一个关键部分,通过数据采集仪,大量数据信号被输入到工业计算机进行运算处理。另外,通过PLC控制系统控制部分开关量和模拟量。采用LABVIEW虚拟仪器技术编制的程序具有良好的人机界面,使得系统更容易为操作人员所接受。然后文章讨论了软测量技术在该试验台疲劳试验中的应用方案,分析了异步交流电机的数学模型和电机的各种损耗。最后,以一台55kW电机参数为依据,对额定工况下的计算数据进行了核算,达到了较好的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 论文背景及意义  10-11
  1.2 冷却风扇液压泵－马达传动试验台系统相关内容  11-13
    1.2.1 试验台动力传动系统的介绍  11-12
    1.2.2 试验台液压系统简介  12
    1.2.3 试验台测控系统简介  12-13
    1.2.4 监视系统介绍  13
    1.2.5 风扇性能测试系统介绍  13
  1.3 试验台总体性能设计要求  13-15
  1.4 本文的主要内容及章节介绍  15-16
第2章冷却风扇液压泵－马达传动试验台动力传动系统介绍  16-21
  2.1 冷却风扇液压泵－马达传动试验台动力传动系统第一方案  16-18
    2.1.1 第一方案的基本构成  16-17
    2.1.2 第一方案动力传动的技术特点  17-18
  2.2 冷却风扇液压泵－马达传动试验台动力传动系统第二方案  18-20
    2.2.1 第二方案的基本构成  18-19
    2.2.2 第二方案与第一方案的不同点  19-20
  2.3 “一泵带一马达风扇”的功能扩展方案  20
  2.4 本章小结  20-21
第3章冷却风扇液压泵－马达传动试验台液压系统介绍  21-29
  3.1 液压技术的发展  21
  3.2 液压系统的总体结构  21-24
    3.2.1 液压系统的原理  21-22
    3.2.2 液压系统的试验过程  22-24
  3.3 油源系统的介绍  24-25
    3.3.1 试验台中油源系统的设计要求  24
    3.3.2 油源系统中温控装置  24-25
  3.4 主要液压元件的选型  25-28
    3.4.1 高温高压液压泵  25-27
    3.4.2 被测试泵的选型  27
    3.4.3 液压马达的选型  27-28
    3.4.4 溢流阀的选型  28
  3.5 液压系统中传感器的选型  28
  3.6 本章小结  28-29
第4章冷却风扇液压泵－马达传动试验台测控系统介绍  29-39
  4.1 测控系统的总体方案  29-31
    4.1.1 测控系统的组成  29-31
    4.1.2 测控系统的技术特点  31
  4.2 数据采集系统  31-33
    4.2.1 测控系统的信号组成  31
    4.2.2 HBM MGCpuls 数据采集仪  31-32
    4.2.3 LU-905M 多路信号巡检显示控制仪  32-33
  4.3 数据处理与控制系统  33-34
    4.3.1 电机的变频控制  33-34
    4.3.2 PLC 控制系统  34
    4.3.3 油源恒温模糊控制  34
  4.4 测控系统的通信网络设计  34-36
    4.4.1 以太网通信  34-35
    4.4.2 光纤通信  35
    4.4.3 RS485 通信  35-36
  4.5 测控系统的抗干扰措施  36-38
    4.5.1 硬件的抗干扰措施  36-38
    4.5.2 软件的抗干扰措施  38
  4.6 本章小结  38-39
第5章试验台测功机系统中转矩的测量  39-46
  5.1 测功机方案的概述  39-42
    5.1.1 水力测功机  40
    5.1.2 电涡流测功机  40-41
    5.1.3 电力测功机  41-42
  5.2 普通变频电机＋法兰式扭矩仪的方案  42-44
  5.3 试验项目中的转矩测量及其精度要求  44
  5.4 应用软测量技术的转矩测量  44-45
  5.5 本章小结  45-46
第6章软测量技术在试验台疲劳试验中的应用  46-69
  6.1 软测量技术的介绍  46-51
    6.1.1 软测量技术的应用现状与前景  47-48
    6.1.2 软测量技术的工程实现  48-51
  6.2 软测量技术在疲劳试验中的应用分析  51-63
    6.2.1 应用软测量技术的方案分析  53-54
    6.2.2 三相异步电机的模型分析  54-61
    6.2.3 异步交流电机的损耗分析  61-63
  6.3 55kW 异步交流电机的电磁转矩计算与电机损耗分析  63-68
  6.4 本章小结  68-69
结论  69-71
参考文献  71-74
附录A（攻读学位期间发表的论文目录）  74-75
附录B（液压系统原理图）  75-76
致谢  76

冷却风扇液压泵—马达传动试验台疲劳试验中软测量技术的应用初探

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