淺談直流電機在全液壓轉向器測試臺中的應用

王 勝，曹衛明，鮑 梅

（1.江蘇大學 機電總廠，江蘇 鎮江 212013；2.海安職業教育中心，江蘇 海安 226600）

鑒于全液壓轉向器的優劣決定了整個工程機械的性能，研制全液壓轉向器測試臺對轉向器進行全面的監測，以保證工程機械的品質安全就顯得十分必要。

工廠接到某公司的一批新產品開發任務，該公司產品主要配套于工程機械、農業機械等，全液壓轉向器就是該公司主要產品之一，駕駛人員通過其可以用較小的操縱力實現較大的轉向力控制，并且性能安全、可靠、操縱輕便、靈活。

但全液壓轉向器發生故障時，則會有轉向沉重、轉向輪跑偏、左右轉向輕重不同等現象。因此，對其進行精確的性能測試，是辨別產品優劣、改進結構設計、提高工藝水平、保證系統性能和促進產品升級的重要手段。

根據該公司提出的要求，全液壓轉向器測試臺的電氣系統控制方式分為手動和自動控制兩種，測試臺控制面板上完成手動控制，計算機完成自動控制和檢測。被試轉向器見圖1。下面就轉向器測試臺中直流電機的如何控制，作詳細介紹。

圖1 被試轉向器

1 設計思路

1.1 直流電機控制器選用

選用濟南MMT系列伺服控制器MMT-220DP04 BL，如圖2所示。

圖2 直流電機控制器

其具有電動機運轉平穩、噪音低、跟隨性好、響應速度快等特點，用于直流電機的無級調速。且具有過壓、限流保護，短路、過流報警停止輸出等功能，使用安全、穩定、可靠。

1.2 電氣原理設計

直流電機控制原理圖見圖3。TC2是選用德力西的開關電源，其作用是把AC 220 V變為DC 5 V，供控制器調速使用。

圖3 直流電機控制原理圖

轉向器測試臺電氣控制原理圖（直流電機控制部分）見圖4所示。

圖4 轉向器測試臺電氣控制原理圖（直流電機控制部分）

開關電源TC1把AC 220 V變為DC 24 V，即控制電路的電源電壓為安全電壓。SA1為“手動”“自動”轉換開關；SA2為控制直流電機的“正轉”、“停止”、“反轉”轉換開關。在手動方式下小型繼電器J3、J4控制直流電機正反轉；在自動方式下，由計算機控制小型固態繼電器J19、J20，從而控制直流電機正反轉。

2 動作過程介紹

（1）合上QF4，接通直流電機控制電源AC220V；合上QF6，接通控制電路直流電源DC24V。

（2）把控制面板上轉換開關SA1撥至“手動”位置，31～33接通，即在手動控制方式下，SA4撥至“開”位置，接通直流電機控制器，SA2撥至“正轉”位置，33～47接通，J3線圈得電，直流電機轉動，旋轉電位器W調節轉速，此時轉速儀產生信號，反饋給計算機，測出轉速。SA2撥至“停止”位置，33～47斷開，J3線圈失電，直流電機停止轉動。SA2撥至“反轉”位置，33～48接通，J4線圈得電，直流電機反向轉動。

（3）把控制面板上轉換開關SA1撥至“自動”位置，31～32 接通，J1、J2 線圈得電，51～56、50～55 斷開，52～58、50～57閉合，即在自動控制方式下，打開計算機，打開LabVIEW，進入主界面，如圖5所示。

圖5 LabVIEW下直流電機的調試

按下虛擬按鈕“電機左轉”，小型固態繼電器J19得電，32～47接通，J3線圈得電，直流電機轉動，在“直流電機調節”中輸入0～5 V不同的電壓，電機即有不同的轉速；再次按下“電機左轉”，J19失電，32～47斷開，J3線圈失電，直流電機停止轉動。按下虛擬按鈕“電機右轉”，小型固態繼電器J20得電，32～48接通，J4線圈得電，直流電機反向轉動。

（4）全自動控制，在LabVIEW下編寫程序來自動控制直流電機的正轉、停止、反轉，從而對全液壓轉向器的各種特性進行實時監測并得出各種參數，最終來判斷產品的優劣。所用元器件見表1。

表1 元器件清單

3 結束語

經過4年多的實踐，使用單位認為該設計方案科學合理，考慮周全，元器件選用恰當可靠，裝配調試精細到位，系統工作穩定，操作方便，性能優良，達到國內先進水平，能替代先進國家的同類產品。

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