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电机自动测试系统
内容简介:基于计算机控制的微电机自动测试系统必将代替传统的手工测试。采用模块化结构、智能化仪器、能自由组合的微电机自动测试系统正是微电机生产厂家和测试单位所希望和渴求的,也是未来测试仪器的发展趋势。
  在微电机生产过程中,需要对电机的各个参数进行测量。传统的微电机测试中,般采用测功机进行加载,转矩转速仪显示出电机转矩、转速及输出功率,电参数测量仪测量出电机输入电压电流等。测试出电机若干工作点,在坐标纸上绘出相应的坐标,描点,连成曲线。这种测试方法,由于各个参数读取时间不同步,从而参数之间相对关系不对应,需要人工操作和记录试验数据,而且不能测试出异步电机的不稳定区。采用计算机控制的电机自动测试系统能很好地解决这些问题,其模块化结构、智能化仪器、能自由组合和自动识别的微电机自动测试系统不仅能进行各种电机的自动测试及存贮数据、绘制曲线,而且能对数据进行后处理工作。
  系统组成系统由机、磁滞测功机、电参数测量仪、可编程控制器、转矩转速仪、打印机等构成。根据电机测试要求,用上述仪器设备可灵活地组成多种测功系统。该系统采用P 机作为上位机,单片机为各测量项目的下位机。综合了P 机的运算能力强和单片机的抗干扰的优点,使系统可靠,运行稳定。P 机完成发出控制指令和数据处理、打印及绘制特性曲线。单片机完成测试、控制、显示,并向上位机( P机)传送数据。磁滞测功机给电机加载及检测转矩转速信号电参数测量仪为交直流通用型仪表,其频率范围为测量被试电机输入电气参数,如电压、电流、功率等,使用时只需将电源接至功率表输入端,功率表输出端接被试电机即可。电机自动测试系统中引入了可编程控制器,根据计算机的指令,对被试电机进行加载,并将测功机输出的转矩、转速信号放大处理并存到自的内存单
元供计算机调用和显示,通过可编程控制器,实现了系统的闭环控制转矩转速仪主要接收来自测功机的转矩、转速信号,经过可编程控制器并进行处理后将转矩转速功率显示出来。系统框图如图1 所示。
  加载原理及转矩、转速信号的产生3. 1加载原理在电机自动测试系统中,采用磁滞测功机,其制动器原理图如图2 所示,制动器由内外定子及转子组成,定子内装有激磁线圈,转子为空心杯形,由磁滞材料制成。内外定子上均有齿和槽,内外定子安装成齿对槽的位置。当激磁线圈中通入电流,气隙中产生磁场,磁场与转子材料相互作用,产生与激磁电流微电机2000年第33卷第6 期(总第期)成正比的转矩。
  转矩信号的产生转矩信号由安装在制动器悬臂梁上的4 个应变式力矩传感器拾取,在悬臂梁两侧分别粘有2 个电阻应变片,组成全桥电路,产生与转矩成正比的模拟电压信号。
  转速信号的产生制动器同轴安装有个光学编码器,在光学编码器的两端安装有个光电管和个灯泡,光学编码器均匀分布有齿和槽的圆盘,光学编码器每旋转1 周,光电管产生60个脉冲,即光电管输出频率与转速成正比的方波。
  异步电机不稳定区自动测试的实现原理用传统测功机测试异步电机T n 曲线时,般使用恒转矩功机,当负载转矩大于电机的最大转矩时,电机即从最大转矩过渡到堵转状态,难以稳定运行在其工作点上,不能实现不稳定区工作特性的测试。而电机自动测试系统采用了可编程控制器,它能根据转速反馈信号来控制磁滞制动器定子线圈的激磁电流,从而达到控制转矩的目的。当设定某不稳定区转速值时,负载转矩增加,当负载转矩大于最大转矩时,电机从稳定状态过渡到堵转状态,电机转速下降,转速反馈电路检测出此信号后,可编程控制器即减小激磁电流,此时负载转矩减小,从而使电机在不稳定区给定的某转速下能稳定地运行,实现异步电机不稳定区的自动测试。这样,系统的加载为闭环控制方式。
  系统主要功能本系统具有良好的人机界面和操作性能,能自电机自动测试系统李舒阳李波动生成坐标,并且X 轴、Y 轴坐标可以选择任意参数。测试时应根据各种不同的电机选择不同的测试方法。
  系统主要测量功能有:自动测量―转速由高至低,自动测量―转速由低至高,负载曲线,恒转速测量,恒转矩测量,手动操作。自动测量―转速由高至低适用于从空载开始测量,直至选择的最低转速为止。自动测量―转速由低至高则从最低转速开始测量。负载曲线功能是要求1 次输入多个转矩点,所有点均输入完成后,计算机开始逐点测试。恒转速测量允许用户将被试电机保持在所希望的转速下运行。其它功能有:打印、显示数据,打印曲线,屏幕显示曲线,存贮数据,图3 是1 台750W三相异步电动机利用此系统测得的T n 曲线。
  结语随着计算机技术的飞速发展,基于计算机控制的微电机自动测试系统必将代替传统的手工测试。采用模块化结构、智能化仪器、能自由组合的微电机自动测试系统正是微电机生产厂家和测试单位所希望和渴求的,也是未来测试仪器的发展趋势。采用本系统对电机进行自动测试,能提高测试效率和测量精度,有较好的经济和社会效益。
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