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霍尔开关在动态换挡系统中的应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-06-20 08:47:43【
动态换挡系统是指液力传动机车在运行状态下自动转换调车工况和运转工况的系统。采用该系统,能够使机车在起动范围内获得较高效率和较大起动牵引力以及在运转范围内获得较高的最终速度。

动态换挡系统的难点在于使1个内齿轮和另一个外齿轮在高速转动状态下安全啮合。经分析认为安全换挡应同时满足几何学条件、运动学条件和动力学条件,即约束内、外齿轮间的相位差△φ、角速度差△w和角加速度差△e在一定范围内。本系统的关键是测控部分的设计,尤其是合理选用传感器来完成对齿轮运动状态参数的拾取。

 
霍尔开关的应用

(1) 材料的准备磁钢片,考虑其规格、磁性的强弱和磁极性;霍尔探头,考虑探头的分辨力、灵敏度;非导磁性材料盘,在其上加工好安装槽,以备嵌入磁钢片;粘接剂,选用HY- 914快速粘接剂;霍尔探头支架。

(2) 制做用粘接剂将磁钢片粘入非导磁性材料盘的安装槽中,注意保证全部磁钢片的最强极性面朝向霍尔探头,制成沿圆周装有N个磁钢片的磁钢片盘。按图2将磁钢片盘安装好,随齿轮一同转动,再将霍尔探头安装在支架上探头的安装高度可调。支架固定在底座上,相对位置可调。

 
调试
当磁钢片盘随齿轮一同转动时,霍尔探头的前面每经过一个磁钢片,便产生一个脉冲信号,霍尔开关就输出频率随转速变化的脉冲信号。将霍尔脉冲信号输入到示波器,每到来一个磁钢片时,在示波器的小屏幕上可以观察到一一个正跳变,每离开一个磁钢片时,会观察到一个负跳变。观察示波器的输出波形,当输出波形较清晰且按规律上下跳变、不间断时,说明霍尔探头与磁钢片盘保持的高度和距离较理想。若观察到的波形不对,可做下列检查:
 
(1) 检查磁钢片的极性。磁钢片本身各个面的磁极性是不同的,我们选择磁极性最强的面对着霍尔探头。如果某个磁钢片的磁极性粘错了,则会引起脉冲间断。


(2) 检查重尔探头与磁钢片盘的相对位置。霍尔开关是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器,当磁钢片与霍尔探头正对着、距霍尔探头表面3~8 mm时,磁通密度达到最大,霍尔元件可以探到霍尔电势。通过不断地调整霍尔探头的位置,同时观察示波器的输出波形,可判断出磁钢片盘与霍尔探头的最佳相对位置。

(3) 检查磁钢片的间距。霍尔探头的分辨能力是有限的,如果磁钢片之间的距离太近,会造成霍尔探头将多个磁钢片感知为一个磁钢片的现象。这时可以通过提高霍尔探头的分辨力或使磁钢片的间距加大来解决。


安装与使用

考虑到工况箱内空间小、充满油污、环境恶劣、安装和维护传感器困难,需要采用传动机构将齿轮的运动参数引出来,进行检测。为了简化结构、便于引线,传感器探头相对箱体静止安装,磁钢片盘与待测齿轮一同转动。选用3组霍尔开关,分别用于测试工况箱中外齿轮、运转内齿轮、调车内齿轮的运动参数,并且每组采用双路霍尔式脉冲转速传感器作为元件冗余和数据冗余。

采用双路同时测速的方法,通过计算修正信号的误差,对测速电路中的断路或短路引起的故障进行判断和处理。传感器输出的脉冲信号中含有齿轮的相位、转速、转加速度信息,将脉冲信号输向8098单片机,做进一步的信号处理,对系统进行调控。