电机转速测量与监控系统的研究文献综述

 2022-06-11 21:33:30

摘要:本设计主要为实现一款可精准测量并显示电机转速的电机转速测量监控系统。对目前电机转速测量系统开发手段进行了比较和分析,确定了采用单片机和电感式传感器实现电机转速的测量与显示。本设计应用AT89C51芯片作为核心,6位LED数码管实现显示功能,使用电感式传感器通过PWM调制技术完成测量。这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,测量精准,操作简单,编程容易。

关键词:转速测量、单片机、电感式传感器、PWM调制

正文:

  1. 电机转速测量监控系统研究的背景和意义

在随动控制系统中, 电机转速的反馈与控制占有很大的比重,实现速度反馈的方式与手段,对系统的稳态误差及动态响应性能都有着十分重要的影响。对于一个高精度的控制系统,稳定而准确的电机反馈转速,可以更好地对电 机性能做定量分析和判断电机运行的异常情况等进行监测。因此,对电机转速的测量是非常重要的。传统的以模拟量作为速度反馈参数的系统,由于受非线性、温度变化和元件老化等因素的影响,很难满足控制过程的快速性和准确性要求

转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统 。因此,电机转速监控系统的研究在工业生产中有着重要的意义。

  1. 国内外研究概况

电机是工业生产的直接动力,电机是利用电磁感应原理工作的机械,随着生产的发展而不断发展,电机测速仪作为生产设备的一部分,也随电机技术的发展而不断改进。转速是能源设备与动力机械性能测试中的一个重要的特性参量,许多动力机械的特性参数是根据它们与转速的函数关系来确定的,如压缩机的排气量、轴功率、内燃机的输出功率等等,而且功力机械的振动、管道气流脉动、各种工作零件的磨损状态等都与转速密切相关。

转速测量的方法有很多,测量仪表的型式也多种多样,其使用条件和测量精度也各不相同。根据转速测量的工作方式可分为两大类:接触式转速测量仪表与非接触式测量仪表。前者在使用时必须与被测转轴直接接触,如离心式转速表、磁性转速表与测速发电机等;后者在使用时不需要与被测转轴接触,如光电式转速表、电子数字式转速表、闪光测速仪等。随着科学技术的迅速发展,转速测量系统已经步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表,如离心式转速表、磁性转速表、微型发电机转速表,均已被时代淘汰。而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪,虽属于非接触式仪表,目前仍有应用,但也处于次要地位。代之而起的是非接触式的电子化与数字化的监控系统。通常这类仪器具有体积小,重量轻、读数准确、使用方便等优点,容易编程修改易修改,且能够实时监控转机的转速变化。既能够测量出转机在稳定情况下的平均转速,也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。

电机转速监控系统的研究在国内外都属于热门话题,在工业生产、科技教育、民用电器等多方面都广泛应用,通常属于产品的核心部分。电机转速监控系统已经普遍的应用在国内外的经济生活与日常生活中。

三、本论文拟设计的主要内容

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