滤波减速器(滤波减速器原理)

海潮机械 2023-01-22 14:00 编辑:admin 81阅读

1. 滤波减速器原理

扭矩传感器自出现,在短短时间内已经应用于各个行业中,成为传感器家族中不可或缺的一个品种。

一、扭矩传感器的特点:

1.既可以测量静止扭矩,也可以测量旋转转矩;2.既可以测量静态扭矩,也可以测量动态扭矩;3.检测精度高,稳定性好;抗干扰性强;4.体积小,重量轻,多种安装结构,易于安装使用;5.不需反复调零即可连续测量正反转扭矩;6.没有导电环等磨损件,可以高转速长时间运行;7.传感器输出高电平频率信号可直接送计算机处理;8.测量弹性体强度大可承受100%的过载。

二、扭矩传感器的测量原理:

将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后,经过压/频转换,变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的,因此实现了无接触的能源及信号传递功能。

三、扭矩传感器原理结构:

在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为基础扭矩传感器;在轴上固定着:(1)能源环形变压器的次级线圈,(2)信号环形变压器初级线圈,(3)轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。

四、扭矩传感器工作过程:

向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F转换器的工作电源。

当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。

五、扭矩传感器的应用:

1.检测发电机,电动机 ,内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率。2.检测减速机,风机,泵,搅拌机,卷扬机,螺旋桨,钻探机械等设备的负载扭矩及输入功率。3.检测各种机械加工中心,自动机床的工作过程中的扭矩。4.各种旋转动力设备系统所传递的扭矩及效率;5.检测扭矩的同时可以检测转速,轴向力。6.可用于制造粘度计,电动(气动,液力)扭力扳手。

2. 谐波减速器原理图

摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理,采用摆线针齿啮合的新颖传动装置。摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分:输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套,在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承,形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道,并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合,以组成齿差为一齿的内啮合减速机构,(为了减小摩擦,在速比小的减速机中,针齿上带有针齿套)。

当输入轴带着偏心套转动一周时,由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故,摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动,在输入轴正转周时,偏心套亦转动一周,摆线轮于“相反方向”转过一个齿从而得到减速,再借助W输出机构,将摆线轮的低速自转运动通过销轴,传递给输出轴,从而获得较低的输出转速。

所以摆线针轮减速机的输入轴和输出轴转动方向为什么是反向的。

3. 滤波器原理及其作用

1.

有源谐波滤波器 有源滤波器很容易切换电力线的谐波,而不依赖于基频的无功功率。有源滤波器利用自生谐波分量并将其注入电力线以消除不必要的谐波。 与有源滤波器相比,无源谐波滤波器很容易消除电力线内的谐波,但其设计难度很大,所以一般会根据负载对无功功率的要求来设计这些滤波器。但在这种情况下,无源滤波器的设计并不容易,并且会导致特定负载条件下的功率执行器运行不良。 有源滤波器可使用各种拓扑来消除电力线内的谐波,在设计有源谐波滤波器时需要考虑以下几点: 该滤波器的使用需要电源才能运行的不同类型的半导体开关。 具有不同功率开关的电压源逆变器。 使用电源线的采样和控制参考。 PWM系统作为谐波将PWM触发信号注入电力系统。

2.

无源谐波滤波器 无源谐波滤波器很容易获得并且最常用,这些滤波器利用典型的无源元件(如电容器、电阻器等)来构成储能电路。

4. 谐波减速器减速原理

谐波减速器主要应用于航空、航天、机器人、通信设备、电子设备、医疗器械等领域,由于谐波减速器的基本组成部件和谐波减速器的工作原理与普通的齿轮减速器有很大的差异化,因此决定了它拥有普通齿轮减速器无法比拟的优点,下面是国森科整理的七个谐波减速器的主要优点。

1.小型轻量

谐波减速器与一般齿轮减速器相比较,输出力矩相同时,它的体积可减小2/3,重量可减轻1/2。

2.传动精度高

因为谐波传动中同时啮合的齿数多,误差平均化,即多齿啮合对误差有相互补偿作用,故传动精度高。在齿轮精度等级相同的情况下,传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小,甚至能做到无侧隙啮合,因此传动空程小,适用于反向转动。

3.传动速比大

单级谐波传动速比范围为70-320,在某些装置中可达到1000,多级传动速比可达30000以上。它不仅可用于减速,也可用于增速的场合。

4.结构简单紧凑、安装方便

因为只有三个基本组成部件,且输入与输出同,所以结构简单紧凑,安装方便。

5.承载能力高

这是因为谐波传动中同时啮合的齿数多,双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30%以上,而且柔轮采用了高强度材料,齿与齿之间是面接触。

6.可向密闭空间传递运动

利用柔轮的柔性特点,轮传动的这一特定优点是现有其他传动无法比拟的。

7.传动效率高、运动平稳

由于柔轮轮齿在传动过程中作均匀的径向移动,因此,即使输入速度很高,轮齿的相对滑移速度仍是极低(故为普通渐开线齿轮传动的百分之—),所以,轮齿磨损小,效率高(可达69%-96%)。又由于啮入和啮出时,齿轮的两侧都参加工作,因而无冲击现象,运动平稳。

谐波减速器由于谐波传动原理的优越性,拥有以上7个其它普通齿轮减速器不可比拟的优点,因此可以在各个重要领域的重要部件得到重要的应用。

5. 谐波减速器的工作原理

这里简单解释一下谐波,空气从进气口流入进气歧管,气缸进气门打开的时候,一部分空气冲入气缸,气门关闭后,一部分气体未进入气缸被挡在门外,会在进气门外形成一定的压力(丰田捕风捉影说成增压),并且会往反方向回弹,形成振荡,也就是所谓的“谐波”。

而可变进气歧管,或者文章所说的“谐波增压”就是通过调整进气歧管长度来调整谐波振荡频率来达到低转时增加气体流速的作用。

听起来一头雾水,其实可变进气歧管属于相当老旧的技术,对动力的提升简直微乎其微,从本质上说,可变进气歧管属于进气优化技术,和可变气门正时、可变升程属于一类技术,跟涡轮增压、机械增压可谓风牛马不相及。

现代索纳塔、广汽传祺、福特福克斯、雪佛兰科鲁兹等车型都配备可变进气歧管,而这些车型也鲜有大张旗鼓拿这个技术来宣扬,一来技术老旧,二来可变进气歧管对动力和油耗的提升微乎其微。

谐波增压最多属于民用自然吸气发动机针对发动机进气优化而已,目的是在不同发动机转速工况下提升低转扭距,在中高转速下减少进气阻力,但和真正意义的涡轮增压或机械增压是完全不同的概念,不可同日而与。

比如民用自然吸气发动机再怎么携压,进气歧管总是会存在真空度的,也就是说进气压力小于等于一个大气压,而使用涡轮增压或机械增压的发动机进气压力往往可以达到1.5甚至更高的大气压,效果当然不同,而且使用涡轮增压或机械增压的发动机的效率要高于自然吸气发动机,这就是为什么连BMW都不得不放弃自然吸气发动机转向增压发动机的研发。

6. 滤波减速器原理图

这是变频器产生的谐波干扰了传输网络导致的,建议给变频器加滤波器,或者是电抗器,一般情况下,能解决该问题。

7. 减速器基本原理

原理是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说,主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向;