王 勝，曹衛(wèi)明，鮑 梅

（1.江蘇大學(xué) 機(jī)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(gè)工程機(jī)械的性能，研制全液壓轉(zhuǎn)向器測(cè)試臺(tái)對(duì)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，以保證工程機(jī)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(wù)，該公司產(chǎn)品主要配套于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)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(shí)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(shí)，則會(huì)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(duì)其進(jìn)行精確的性能測(cè)試，是辨別產(chǎn)品優(yōu)劣、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高工藝水平、保證系統(tǒng)性能和促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)的重要手段。

根據(jù)該公司提出的要求，全液壓轉(zhuǎn)向器測(cè)試臺(tái)的電氣系統(tǒng)控制方式分為手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種，測(cè)試臺(tái)控制面板上完成手動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)完成自動(dòng)控制和檢測(cè)。被試轉(zhuǎn)向器見圖1。下面就轉(zhuǎn)向器測(cè)試臺(tái)中直流電機(jī)的如何控制，作詳細(xì)介紹。

圖1 被試轉(zhuǎn)向器

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 直流電機(jī)控制器選用

選用濟(jì)南MMT系列伺服控制器MMT-220DP04 BL，如圖2所示。

圖2 直流電機(jī)控制器

其具有電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、跟隨性好、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，用于直流電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。且具有過壓、限流保護(hù)，短路、過流報(bào)警停止輸出等功能，使用安全、穩(wěn)定、可靠。

1.2 電氣原理設(shè)計(jì)

直流電機(jī)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(jī)控制原理圖

轉(zhuǎn)向器測(cè)試臺(tái)電氣控制原理圖（直流電機(jī)控制部分）見圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)向器測(cè)試臺(tái)電氣控制原理圖（直流電機(jī)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(dòng)”“自動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)；SA2為控制直流電機(jī)的“正轉(zhuǎn)”、“停止”、“反轉(zhuǎn)”轉(zhuǎn)換開關(guān)。在手動(dòng)方式下小型繼電器J3、J4控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)；在自動(dòng)方式下，由計(jì)算機(jī)控制小型固態(tài)繼電器J19、J20，從而控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)。

2 動(dòng)作過程介紹

（1）合上QF4，接通直流電機(jī)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(dòng)”位置，31～33接通，即在手動(dòng)控制方式下，SA4撥至“開”位置，接通直流電機(jī)控制器，SA2撥至“正轉(zhuǎn)”位置，33～47接通，J3線圈得電，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電位器W調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)速儀產(chǎn)生信號(hào)，反饋給計(jì)算機(jī)，測(cè)出轉(zhuǎn)速。SA2撥至“停止”位置，33～47斷開，J3線圈失電，直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。SA2撥至“反轉(zhuǎn)”位置，33～48接通，J4線圈得電，直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）把控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1撥至“自動(dòng)”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(dòng)控制方式下，打開計(jì)算機(jī)，打開LabVIEW，進(jìn)入主界面，如圖5所示。

圖5 LabVIEW下直流電機(jī)的調(diào)試

按下虛擬按鈕“電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在“直流電機(jī)調(diào)節(jié)”中輸入0～5 V不同的電壓，電機(jī)即有不同的轉(zhuǎn)速；再次按下“電機(jī)左轉(zhuǎn)”，J19失電，32～47斷開，J3線圈失電，直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。按下虛擬按鈕“電機(jī)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(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）全自動(dòng)控制，在LabVIEW下編寫程序來自動(dòng)控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)，從而對(duì)全液壓轉(zhuǎn)向器的各種特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)踐，使用單位認(rèn)為該設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理，考慮周全，元器件選用恰當(dāng)可靠，裝配調(diào)試精細(xì)到位，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，操作方便，性能優(yōu)良，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，能替代先進(jìn)國家的同類產(chǎn)品。

[1]張日升，李尚政，劉 宏.永磁無刷直線直流電機(jī)及其選用[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2003，(10)：22-23.

[2]王志新.電機(jī)控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．

[3]王成元，等.現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009．

[4]蘇紹興.電機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010．