Алматы 2014 almaty


Разработка  двухдвигательного  асинхронного  электропривода  синхронного  вращения  с


бет10/31
Дата31.03.2017
өлшемі
#11012
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   31

  Разработка  двухдвигательного  асинхронного  электропривода  синхронного  вращения  с 
микропроцессорным управлением 
Резюме. В этой статье разработка двухдвигательного асинхронного электропривода синхронного 
вращения с микропроцессорным управлением и функциональная схема двухдвигательного электропривода с 
применением микро-ЭВМ 
Ключевые  слова:  двухдвигательный  электропривод,  микропроцессорным  управлением,  синхронное 
вращения, микро-ЭВМ, плавный пуск 
 
Bekbayev A.B. Sarsenbayev E.A. Sadakbayev B. S. 
Development of the two-engine asynchronous electric drive of synchronous rotation with microprocessor 
management 
Summary.In this article development of the two-engine asynchronous electric drive of synchronous rotation 
with microprocessor management and a function chart of the two-engine electric drive with use of the micro COM-
PUTER
Key words: multi-engine еlectric drive, microprocessor management, synchronous rotation, мicro-ECM, smooth 
start-up
 
 
УДК 004+621.39 
 
Сулейменов Б.А.
1
, Порубов Д.А. докторант
1
, Waldemar Wójcik.
 2
 
1
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева,  
г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: DPorubov@yandex.ru 
2
 Люблинский политехнический университет, Республика Польша 
e-mail: waldemar.wojkic@pollub.pl 
 
ПРИБОР ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ 
ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 
 
Аннотация. В статье рассматривается прибор (датчик), позволяющий проводить диагностику топливной ап-
паратуры дизельного двигателя бесконтактным оптическим способом. Приведен алгоритм работы прибора. Прове-
дение диагностирования осуществляется на работающем двигателе без демонтажа топливной аппаратуры. 
Ключевые слова: диагностика, измерения, топливная аппаратура, алгоритм работы. 
 

82 
 
По прогнозам Агентства Республики Казахстан численность парка автомобильного транспорта 
увеличится  в  2015  году  до  3400,0  тыс.  единиц. Средний  возраст  парка  остается  значительным  и  со-
ставляет  порядка  10  лет,  в  том  числе  9  %  парка  эксплуатируется  свыше  20  лет,  когда  автомобили 
полностью изношены и подлежат списанию. Автомобили с возрастом до 7 лет составляют около 23,1 
%.  Такая  эксплуатация  приводит  к  непроизводительному  расходу  топлива  и  увеличению  выброса  в 
атмосферу загрязняющих веществ [1]. 
В  связи  с  этим  в  настоящее  время  важнейшей  задачей  диагностирования    автомобильного 
транспорта  является  снижение  расхода  топлива  и  повышение  его  экологической  безопасности.  По-
становлением Правительства Республики Казахстан от 29 декабря 2007 года № 1372 утвержден Тех-
нический  регламент  о  требованиях  к  выбросам  вредных  (загрязняющих)  веществ  автотранспортных 
средств,  выпускаемых  в  обращение  на  территории  Республики  Казахстан.  Согласно  Техническому 
регламенту [2] на территории Республики Казахстан вводятся в действие в следующие сроки по нор-
мативам удельных выбросов автотранспортных средств: 
1) экологический класс – 2 с 15 июля 2009 года; 
2) экологический класс – 3 с 1 января 2013 года; 
3) экологический класс – 4 в отношении: 
– ввозимых на территорию Республики Казахстан автотранспортных средств с 1 июля 2013 года; 
– производимых в Республике Казахстан автотранспортных средств с 1 января 2014 года. 
Для соответствия техническому регламенту необходимо поддерживать автомобиль в надлежа-
щем  техническом  состоянии.  Однако,  в  связи  с  тем,  что  автомобиль  представляет  собой  сложную 
систему,  оценивать  его  техническое  состояние  субъективными  методами  в  большинстве  случаев  не 
представляется  возможным,  что  делает  необходимым  привлечение  для  этой  цели  специализирован-
ных средств диагностики, вычислительной техники и последних достижений в  электронике и изме-
рительной технике. 
Применение  диагностируемых  средств  с  одной  стороны  связано  с  затратами  на их приобрете-
ние, а с другой позволяет вовремя  определить неисправность и тем самым провести своевременный 
ремонт,  что  снизит  его  затраты.  Применение  средств  диагностирования  позволяет  уменьшить  влия-
ние человеческого фактора на определение неисправности, например, при низкой квалификации воз-
можно неправильное  ее  определение, что в результате приведет к дополнительным затратам на про-
ведения ремонта. 
В  связи  с  этим,  поставлена  цель  по  определению  правильности  постановки  диагноза.  Данная 
цель решается путем достижения следующей задачи: разработка прибора для автоматизации диагно-
стирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. 
Любая  система  диагностирования  автомобиля  включает  следующие  взаимосвязанные  элемен-
ты:  объект  диагностирования,  диагностические  параметры,  нормативные  показатели,  средства,  про-
цедуру диагностирования и человека [3]. Кроме того, для организации диагностирования необходимо 
установить режимы, технологию и место диагностирования в общем комплексе  обслуживания и ре-
монта. 
В  статье  рассматривается  средство  для  проведения  процесса  диагностирования.  В  качестве 
средства  разработан  прибор,  позволяющий  проводить  диагностирование  топливной  аппаратуры  ди-
зельного двигателя по углу опережения подачи топлива (УОПТ). 
В устройстве используется бесконтактный оптический способ измерения (рисунок 1). Он осно-
ван на том, что поверхность освещается светодиодом, отраженный свет попадает на фотодиод, кото-
рый улавливает изменения яркости, вызванные вибрацией отражающей поверхности в момент впры-
ска топлива. 
Преимуществами оптического способа измерения являются: 
– меньшая зависимость от изменений температуры поверхности, вибрация которой измеряется; 
– возможность работы с загрязненной поверхностью, мягкой поверхностью, неровной поверх-
ностью и т.п. 
Разработанный прибор  позволяет  проводить  диагностику  работы  топливной аппаратуры  (ТА), 
т.е. контролировать следующие параметры [4]: 
– угол опережения подачи топлива; 
– частоту вращения коленчатого вала. 
При анализе литературных источников [5,6,7] и опросе экспертов, занимающихся ремонтом то-
пливной аппаратуры, было выяснено, причины по которым происходит отклонение контролируемого 
параметра от заданных значений  (таблица 1). 
 

83 
 
 
 
Рисунок 1. Принцип работы датчика 
 
 
Таблица 1 
Причины отклонения контролируемых параметров от заданных 
 
Контролируемый параметр 
На что влияет 
Причины отклонения 
УОПТ 
поздний 
Возрастает выброс СH 
Снижается выброс NOx 
Износ плунжерной пары 
ранний 
Снижается выброс СH 
Возрастает выброс NOx 
Износ подшипника кулачкового 
вала 
Нестабильность частоты вра-
щения КВ 
Время впрыска топлива 
Износ плунжерной пары 
 
Как  можно  увидеть  из  таблицы  1,  измерение  контролируемых  параметров  дает  возможность 
узнать  причину,  по  которой  они  отклонились  от  номинальных  значений,  т.е.  неисправность  деталей 
ТА, от чего зависит неисправность этих деталей, а так же определить экологичность работы топлив-
ной системы и двигателя в целом. 
Процесс  диагностирования разделяется на две части: определение момента впрыска топлива и 
частоты вращения коленчатого вала (КВ). 
В процессе определения впрыска топлива были выявлены следующие проблемы: 
1. так как характеристики отражающей поверхности могут быть различными и зависят от мате-
риала, шероховатости и т.п., уровень сигнала на приемнике будет сильно отличаться в разных случа-
ях  и  заранее  неизвестен.  Кроме  того,  на  непостоянство  влияет  также  разброс  характеристик  осве-
щающего светодиода от экземпляра к экземпляру; 
2. изменения яркости из-за вибрации очень малы по сравнению со средней засветкой фотодио-
да.  Т.е.  в  сигнале  присутствует  значительная  постоянная  составляющая,  и  нет  возможности  сильно 
усилить  полезный  сигнал,  т.к.  в  этом  случае  также  усилится  постоянная  составляющая  и  усилитель 
"зашкалит".  
3. сигнал с фотодиода имеет малую амплитуду, требует усиления и сильно подвержен помехам, 
особенно с частотой 50 Гц. 
Для  решения  первой  и  второй  проблем  была  реализована  идея  автоматической  подстройки 
уровня опорного сигнала входного  усилителя. Для решения третьей проблемы применено экраниро-
вание схемы. Печатная плата помещена в металлический корпус, соединенный с общей точкой пита-
ния, соединение фотодиода со схемой выполнено экранированным проводом, сам фотодиод в корпу-
се чувствительного элемента также закрыт металлической крышкой. Применение таких мер позволи-
ло значительно снизить влияние на схему помех, что сделало возможным увеличение коэффициента 
усиления, что, в свою очередь, повысило чувствительность датчика. 
Получение  УОПТ  возможно  определением  начала  впрыска  топлива  и  измерением  частоты 
вращения коленчатого вала. Поэтому вторая часть прибора позволяет измерить частоту вращения КВ. 
Принцип  работы  прибора  при  измерении  частоты  вращения  КВ  осуществляется  следующим 
способом. На маховике устанавливается отражающая метка и оптический датчик, по принципу пока-
занному на рисунке 1, и на выходе датчика устанавливается высокий уровень, если метка находится в 
зоне действия датчика, и низкий уровень, если метка не находится в зоне действия датчика. Положе-
ние метки выбирается таким образом, что бы она соответствовала верхней мертвой точке (ВМТ) ци-

84 
 
линдра. Сигнал с датчика подается на вход контроллера DI0 (digital input, дискретный вход 0). В со-
ставе контроллера имеются таймеры. На таймер подается либо тактовая частота, на которой работает 
контроллер, либо тактовая частота, деленная на заданное число, которое задается диапазоне 1...65535. 
Таймер имеет в составе 16-разрядный счетчик (0...65535). Каждый раз, когда в таймер приходит так-
товый импульс, счетчик увеличивается на 1. Когда значение достигает 65535, происходит переполне-
ние, и счетчик снова считает с 0. В счетчик таймера можно загружать произвольное значение в про-
извольный момент времени. Алгоритм определения частоты вращения КВ приведен на рисунке 2: 
 
 
 
Рисунок 2. Алгоритм определения частоты вращения КВ 
 
Обозначения, приведенные на рисунке 2: 
1) T – период таймера; 
2) TIM0 – наименование таймера; 
3) DI0 – нулевой дискретный вход контроллера; 
4) DI0_пред – предыдущее значение на нулевом дискретном входе контроллера; 
5) f – частота таймера. 
Алгоритм работает следующим образом. 
Если  на  входе  появилась  единица,  т.е.  датчик  сработал,  то  проверяется  переменная  DI0_пред  – 
предыдущее состояние датчика. Если предыдущее состояние было 0, что соответствует началу прохо-
ждения  метки,  то  вычисляется  частота  вращения  вала  по  прошедшему  с  прошлой  метки  времени. 
DI0_пред устанавливается равной 1, чтобы частота еще раз не пересчитывалась, пока метка проходит 
под датчиком, и обнуляется таймер TIM0, т.е. счет времени запускается с начала. Когда метка из зоны 
действия  датчика  (DI0=0),  значение  переменной  DI0_пред  устанавливается  равным  0.  В  следующий 
раз, когда метка появится под датчиком, вновь вычисляется частота и весь алгоритм повторяется. 
Однако надо учитывать, что таймер работает обычно на высокой частоте, а вращение вала про-
исходит  относительно  медленно.  Например,  если  таймер  работает  на  частоте  10  МГц,  то  счетчик 
прибавляется 10000000 раз в секунду. Максимальное значение счетчика 65535, значит, счетчик пере-
полнится за 65535/10000000 = 0,0065535 сек. Это соответствует частоте 152 Гц. Т.е., если метка про-
ходит под датчиком реже, чем 152 раза в секунду, то таймер будет успевать переполняться. В резуль-
тате усовершенствованный алгоритм приведен на рисунке 3. 
 
 
 
Рисунок 3. Усовершенствованный алгоритм определения частоты вращения КВ 
Обозначения, приведенные на рисунке 3 соответствуют обозначения рисунка 2 и дополнительно: 
1) ChP – число переполнений таймера; 
2) Tp – время переполнения таймера. 

85 
 
Для  определения  УОПТ  необходимо  измерять  угол,  на  который  повернется  КВ  после  начала 
впрыска до момента прохождения ВМТ. Угол можно вычислить, зная частоту вращения КВ и интер-
вал времени между срабатыванием датчика. 
В  качестве  средства  обработки  данных  был  выбран  микроконтроллер  STM32F407  фирмы  ST 
Microelectronics.  Он  относится  к  семейству  ARM  Cortex-M4,  обладает  высоким  быстродействием  и 
предназначен для цифровой обработки сигналов. Ключевые особенности: 
– полностью 32-битная архитектура; 
– объем ОЗУ 192 кб, объем FLASH памяти программ 1 Мб; 
– наличие сопроцессора для вычислений с плавающей точкой;  
– наличие специальных векторных инструкций, применяемых в цифровой обработке сигналов; 
– большой набор коммуникационных интерфейсов; 
– полноценная отладка по JTAG или SWD; 
– общая ориентированность набора инструкций на компиляторы C; 
–  несколько  многоканальных  скоростных  12-битных  АЦП,  до  миллиона  измерений в  секунду, 
режим непрерывного измерения; 
– двухканальный ЦАП с разрядностью 8 или 12-бит; 
– 16-канальный контроллер DMA. 
Разработка  приложения  для  микроконтроллера  выполнена  на  языке  C  с  помощью  интегриро-
ванной среды разработки IAR EMBEDDED WORKBENCH FOR ARM v6. 
Блок схема алгоритма работы всего прибора представлена на рисунке 4. 
 
 
 
Рисунок 4. Схема алгоритма работы прибора 
 

86 
 
Испытания работы прибора проводились на станции технического обслуживания (рисунок 5). 
 
 
 
Рисунок 5. Испытание прибора 
 
В процессе испытаний показания разработанного прибора сравнивались с показаниями прибо-
ров  стенда,  и  соответствуют  им.  В  результате  выявлено,  что  разработанным  прибором  имеется  воз-
можность проводить измерения следующих параметров топливоподачи: 
– угол опережения подачи топлива; 
– длительность впрыска топлива; 
– давление впрыска топлива; 
– частоту вращения коленчатого вала. 
На приведенной осциллограмме (рисунок 6) видно, что в момент начала впрыска топлива воз-
никают серия колебаний (верхний график). 
 
 
 
Рисунок 6. Осциллограмма измерения давления подачи топлива 
 
Верхний сигнал представляет собой сигнал с датчика впрыска, а нижний – давление в топливо-
проводе. 
В результате проведенных исследований можно сделать следующий вывод: 
–  применение  разработанного  прибора  дает  возможность  проведения  диагностирования  (кон-
троля параметров) ТА без ее разборки и снятия с двигателя и определять ее техническое состояние; 
– применение микроконтроллера в системе диагностики ТА позволяет: 
– упростить устройство, тем самым уменьшить его себестоимость и повысить его надежность; 
– использовать сложные алгоритмы обработки сигналов, повышая качество измерений; 

87 
 
– добавление новых функций, путем перепрограммирования микроконтроллера, без изменения 
конструкции прибора. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.  Об  утверждении  Программы  "Энергосбережение  -  2020"  -  ИПС  "Әділет"  [Электрон.  ресурс].  UPL:  
http://adilet.zan.kz/rus/docs/P1300000904 (дата обращения: 24.01.2014). 
2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 29 декабря 2007 года № 1372 «Об утвержде-
нии  Технического  регламента  о  требованиях  к  выбросам  вредных  (загрязняющих)  веществ  автотранспортных 
средств, выпускаемых в обращение на территории Республики Казахстан» (с изменениями и дополнениями по 
состоянию на 06.02.2013 г.) - ПАРАГРАФ-WWW. [Электрон. ресурс], 
UPL:  http://online.zakon.kz/Document/ ?doc_id=30152858  (дата обращения: 24.01.2014). 
3.  Мирошников  Л.В.  Диагностирование  технического  состояния  автомобилей  на  автотранспортных 
предприятиях / Л.В. Мирошников, А.П. Болдин, В.И. Пал – М.: «Транспорт», 1977. – 263 с.: ил. 
4. ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения. Техническая документация. [Элек-
трон.  ресурс].  UPL:  http://tdocs.su/gost-20911-89-tehnicheskaya-diagnostika-terminy-i-opredeleniya  (дата  обраще-
ния: 24.01.2014). 
5.  Системы  управления  дизельными  двигателями.  Перевод  с  немецкого.  Первое  русское  издание.  –  М.: 
ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004.– 480 с.: ил. 
6.  Гюнтер  Г.  Диагностика  дизельных  двигателей.  Перевод  с  немецкого  Ю.Г.  Грудского  –  М.:  ООО 
«Книжное издательство «За рулем», 2007г. – 176 с.: ил. 
7. Эксплуатация и техническое обслуживание дорожных машин, автомобилей и тракторов: Учебник для 
среднего проф. образования/С.Ф. Головин, В.М. Коньшин, А.В. Рубайлов и др.; Под ред. Е.С. Локшина. – М.: 
Мастерство, 2002. – 464 с., ил. 
 
Сулейменов Б.А., Порубов Д.А. Вуйцик В., 
Дизельді  қозғағыштың  отынды  аппаратурасының  диагностикалауын  автоматтандыруына 
арналған аспап 
Түйіндеме.  Мақалада  дизельді  қозғағыштың  отынды  аппаратурасының  диагностикасын  байланыссыз 
оптикалық  әдісімен  жүргізу  қарастырылады.  Аспаптың  жұмысының  алгоритмі  келтірілді.  Диагностикалауды 
жүргізу жұмыс істеп тұрған отынды аппаратурасының демонтаждаусыз қозғағышында жүзеге асады. 
Түйін сөздер: диагностика, өлшеу, отынды аппаратура, жұмыстың алгоритмі. 
 
Sulemenov Batyrbek, Dmitriy Porubov, Waldemar Wójcik 
The device for automation diagnosing diesel engine fuel equipment annotation. 
Summary.The  article  considers  the  measuring  apparatus  (sensor),  allowing  to  carry  out  diagnostics  of  fuel 
equipment of diesel engine contactless optical method. The presented algorithm of operation of the device. Conducting 
diagnosing carried out on the engine is running without dismantling the fuel equipment 
Key words: diagnosis, measurement, fuel equipment, the algorithm works. 
 
 
УДК 681.587.34  
 
Тумабаева А.К. магистрант,  Утебаев Р.М. 
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева,  
г.Алматы, Республика  Казахстан, aika_tak@mail.ru 
 
ПРИБОР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА РОБОТА 
 
Аннотация. Рассматривается проблема обеспечения надежности электроприводов в целом и в робото-
технике в частности. Приведены  основные отличия методов диагностики электроприводов. Предлагается ком-
пьютерная модель электронного прибора для организации автоматической диагностики электропривода робота.
 
Ключевые слова: робототехнические системы, электродвигатели, виды диагностики, метод спектраль-
ного анализа тока. 
 
Проблема обеспечения надежности электроприводов 
В настоящее время при активном развитии технологий в робототехнике и в других сферах, где 
применяются  электроприводы,  встает  вопрос  об  обеспечении  надежности  работы  устройств  и  орга-
низации систем предсказуемого поведения технических средств. 
Опыт эксплуатации электродвигателей свидетельствует  о большом количестве отказов, проис-
ходящих по причине аварийных ситуаций. Ежегодно аварийность составляет до 35% от общего парка 
электрических машин эксплуатируемых предприятием. 

88 
 
В  робототехнических    системах,  оснащенных    мехатронными    приводами,    больше  всего  при-
меняются приводы  с  двигателями  постоянного  тока (ДПТ). Это  обусловлено  более  жесткой ме-
ханической  характеристикой  ДПТ, использованием  автономных  источников  питания  и простотой  
управления  ДПТ.  
Выход  из  строя  электродвигателя  в  зависимости  от  его  функционального  назначения  наносит 
большой ущерб. В основном этот ущерб связан с простоем технологического оборудования или пор-
чи продукции вследствие аварии двигателя. Основные виды повреждений электродвигателей приве-
дено на рисунке 1[1]. 
 
 
 
Рис.1. Основные виды повреждений электродвигателей 
 
Диагностика электродвигателей является относительно молодой наукой.  Раннее считалось, что 
для обеспечения надёжной работы электрооборудования достаточно   проводить предупредительный 
ремонт  или  техническое  обслуживание  по  графику.  В  данном  случае  техническое  обслуживание  по 
графику  проводится  либо  на  вполне  исправном  двигателе,  которая  прекрасно  работает  и  без  этого 
обслуживания, либо до обслуживания дело не доходит – двигатель выходит  из строя раньше [2].  
При предупредительном обслуживании электродвигателей применяются методы диагностики и 
предупреждения, в основе которых лежит реагирование на изменение основных параметров электро-
двигателя, таких как наличие тока, уровень напряжения, потребляемая мощность и др., и определяют 
либо факт поломки двигателя, либо значительное  несоответствие  его  основных параметров. Их чув-
ствительность  недостаточна  для    выявления  неисправностей  на  ранних  стадиях  их  возникновения. 
Для  более  глубокой  диагностики  требуются  значительное  время  и  выведение  двигателя  из  работы, 
временная  остановка  технологического  процесса.  При  этом  обследование  производится  с  помощью 
тестовой диагностики, которая оказывает на изоляцию машины пагубное влияние. 
 
Основные методы диагностики электроприводов. 
Сегодня  можно  выделить  следующие  диагностические  методы  и  способы,  которые  получили 
широкое распространение на практике[3,4,5]: 

89 
 
-  Вибрационный  способ  оценки  технического  состояния  электродвигателя,  при  котором  реги-
стрируют  и  анализируют  сигнал,  по  рождаемый  вибрацией  электродвигателя.  По  полученным  дан-
ным анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих 
измерений, оценивают возможность дальнейшей эксплуатации агрегата.  
Недостатки:  
 
реализуется  только  с  непосредственным  доступом  к  электродвигателю,  т.е.  не  обеспечивает 
дистанционного диагностирования, т.е. в данном случае диагностика электродвигателя робототехни-
ческих систем не производится без остановки робота; 
 
невысокая точность, что является минусом для оценки работоспособности электродвигателя;  
 
сложность необходимых измерений. 
 
- Спектральный анализ тока. Физический  принцип  спектрального  анализа  токов  и  напряже-
ний,  заключается    в    том,    что    любые    возмущения    в    работе    электрической    и/или  механической 
части  электродвигателя  и  машинного  агрегата  вызывают  противо-ЭДС  и  изменяют  форму  рабочего 
напряжения и тока в электрической машине. Выполняя быстрое преобразование Фурье тока и напря-
жения электродвигателя, мы получаем спектры токов и напряжений для диагностирования неисправ-
ностей. Проведение  мониторинга  тока  электродвигателя  может  быть  выполнено без какого-либо 
нарушения  режима  его  работы,  а  сам  датчик  диагностического  прибора    можно    монтировать    в  
клеммную  колодку  электродвигателя, что позволяет диагностировать нашу робототехническую сис-
тему без остановки робота. Следует отметить, что по сравнению с другими способами метод диагно-
стирования спектрального анализа тока  обладает рядом преимуществ и в наибольшей степени  отве-
чает  критериям  точности,  эффективности  и  простаты  инструмента  диагностики  состояния  электро-
двигателей.  
В качестве примера ниже приведены результаты спектрального анализа токов двух однотипных 
электродвигателей: находящиеся в эксплуатации 1 неделю (рис.2) и проработавшей 5 лет (рис.3). 
 
 
Рис 2. Спектральный состав тока нового электродвигателя 

90 
 
 
Рис 3. Спектральный состав тока электродвигателя, находящегося в эксплуатации в течение 5 лет 
 
Разработка электронного прибора для диагностики электропривода робота. 
Современные  микроконтроллеры  позволяют  создавать  компактные  приборы  для  диагностики 
электродвигателей в составе робототехнической  установки. Самыми примитивными возможностями 
микроконтроллерных  схем,  можно  назвать возможность  индикации  обрыва  цепей  электропривода  и 
сигнализацию превышения технических параметров электродвигателя. Это является методом автома-
тической индикации неисправности электропривода[6]. Для более глубокого анализа состояния элек-
тропривода  можно  использовать  математические  функции  при  обработке  данных  поступающих  от 
датчиков.  Современные  диагностические  комплексы  предназначенные  для  диагностики  электропри-
водов достаточно дороги и не могут встраиваться в роботизированные комплексы как компактные и 
незаметные системы. Это ставит задачу разработки универсальной схемы с подключаемыми библио-
теками для создания диагностических модулей для любых роботов. Такие модули позволят разработ-
чикам роботов повысить надежность и предсказуемость электроприводов любой сложности.   
В  настоящее  время  разрабатывается  аппаратно-программный  комплекс  для  диагностирования 
состояния  и  условий  работы  электрической  и  механической  части  электродвигателей  и  связанных  с 
ними механических устройств на основе спектрального анализа сигналов потребляемого электродви-
гателем тока. Блок-схема комплекса предоставлена на рисунке 4.  
 
 
Рис.4. Блок-схема диагностического комплекса 
 
Моделирования микроконтроллера для диагностического устройства произведена в программе 
ISIS  пакета  Proteus.  На  рисунке  5  представлена  структурная  схема  новой  платы  контроллера  
PIC18F2550 c USB-выходом. 

91 
 
 
 
Рис. 5. Принципиальная схема базовой платы устройства для диагностики электропривода робота 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1. Прахов  И.В. Современные методы оценки технического состояния и прогнозирования  ресурса безо-
пасной эксплуатации насосно-компрессорного оборудования с электрическим приводом / Прахов  И.В.,  Баши-
ров  М.Г.//Прикаспийский журнал: управление и технологии.2010.Т.11.№3.С.7-13. 
2.  Техническая  диагностика, http://www.metaem.ru. 
3.  Прахов  И.В. Анализ  взаимосвязи параметров  высших  гармонических  составляющих  токов  и  на-
пряжений,  генерируемых  двигателем  электропривода,  с  режимами  работы  и  характерными  повреждениями 
машинных агрегатов/ Прахов  И.В.,  Баширов  М.Г.,  Самородов  А.В. // Проблемы безопасности и чрезвычай-
ных ситуаций. М.: ВИНИТИ, 2011. №1. С.62-69.  
4.  Петухов  В.С.,  Соколов  В.А.  Диагностика  состояния  электродвигателей. Метод спектрального ана-
лиза 
потребляемого 
тока. 
// 
Новости 
электротехники 
№ 
1. 
2005. 
№31 
URL: 
http://www.news.elteh.ru/arh/2005/31/11.php.  
5.  Pete Bechard. Advanced spectral analysis // Персональный сайт PdMA Corporation 
6.  Утебаев  Р.М.,  Тумабаева  А.К.  Моделирование  системы  диагностики  сервопривода  робота/  Утебаев 
Р.М., Тумабаева А.К. //Вестник национальной инженерной академии.- 2010.-N 3.- С. 103-107 
 
Тұмабаева Ә.К., Утебаев Р.М. 
жүктеу/скачать

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   31




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет