磁保持电磁选针器的性能分析及测试

摘要

随着时代的发展，工业智能化程度越来越高，纺织行业也紧跟时代步伐，对纺织机械的升级改造朝着高效、高质以及智能化的方向发展。其中圆纬机具有工序少、产量高、产品适应性强等特点，得到了广泛的应用。提升圆纬机的效率以及智能化水平，关键在于优化各种电子装置，而电子选针装置作为关键部件，是决定圆纬机性能的一个重要参数。故对电子选针装置的核心部件选针器进行性能分析及测试具有一定的理论与实践意义。 首先，介绍电磁选针器的分类，对各自结构特点以及工作原理进行对比分析。论述适合高速选针的电磁选针器部件半硬磁铁芯的特点。利用有限元软件Ansys作为数值分析工具，建立磁保持选针器仿真模型，在脉冲电压驱动下，求解选针器刀头摆动运动规律及转矩变化曲线。通过搭建静态力矩试验测试平台和实时摆动位移平台实验验证了基于Ansys有限元分析法参考作用和仿真模型的合理性。进一步地，探究了选针器关键部件之一的半硬磁铁芯的剩磁和矫顽力对选针器性能的影响。另一方面，从驱动参数入手，通过全面实验法分析了驱动电压与脉冲宽度对选针性能的影响因子，从而得到驱动关键点，为实际参数的设置提供参考依据。 其次，从降低圆纬机能耗的角度入手，以实例分析的方法，对电保持电磁选针器与磁保持电磁选针器进行选针能耗对比分析。利用实验室开发的打板软件将花型数据解析成选针文件，再通过选针数据分别统计出两类电磁选针器的实际工作时间。结合实验测得电保持电磁选针器和磁保持电磁选针器的单枚选针功耗。以1800 TJNB双面提花机为例，通过比较得出，当花型点总数一定，选针变化次数少于5/12花型点数时，磁保持选针器更节能，进而提出一种针对织物花型特点来合理选择电磁选针器类型的选用方法。 最后，设计了一种基于STM32的选针器可靠性测试装置，人机界面采用Qt编写。通过CAN总线，对检测板采用分布式控制。该装置对选针器刀头进行装机前的故障检测，可以提升圆纬机的稳定性与可靠性。

目录

声明

摘要

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3本文主要研究内容和各章安排

第二章电磁选针器的分类及理论分析

2．1电磁选针器分类

2．1．1结构对比分析

2．1．2选针原理对比分析

2．2半硬磁铁芯特性分析

2．3选针磁场分析

2．3．1动态分析

2．3．2静态分析

2．4本章小结

第三章磁保持选针器有限元瞬态仿真

3．1瞬态仿真理论基础

3．2仿真建模过程求解

3．2．1仿真模型建立

3．2．2激励电路设置

3．2．3仿真求解及结果分析

3．3铁芯关键参数的影响

3．3．2Hc对选针性能的影响

3．4驱动参数对选针性能的影响

3．4．1电压脉宽对选针性能的影响

3．4．2驱动参数对选针性能的比较

3．5本章小结

4．1静态力矩实验测试

4．1．1力矩测量平台搭建

4．1．2测量原理

4．1．3测量方法

4．1．4结果分析

4．2摆动位移实验测试

4．2．1位移测量平台搭建

4．2．2测量原理

4．2．3测量方法

4．2．4结果分析

4．3本章小结

第五章基于花型的选针器能耗及选用

5．1花型数据准备

5．2能耗分析

5．2．1选针文件解析

5．2．2能耗测量及计算

5．3本章小结

第六章选针器的可靠性测试系统

6．1测试平台方案设计

6．2测试系统硬件设计

6．3测试系统软件设计

6．3．1检测板主程序设计

6．3．2人机界面设计

6．3．3多节点并联串行总线

6．4本章小结

7．1总结

7．2展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢