電機(jī)溫升的自動(dòng)測(cè)試
周 箭，陳隆道
(浙江大學(xué)，浙江杭州 310027)
摘 要：介紹一種應(yīng)用單片微饑實(shí)現(xiàn)的電機(jī)三相繞組冷、熱態(tài)電阻及溫升的自動(dòng)測(cè)試，并結(jié)臺(tái)具體的研制過(guò)程提出了一些誤差修正方法及測(cè)試數(shù)據(jù)的相關(guān)處理。
關(guān)鍵詞：誤差修正：熱態(tài)電阻測(cè)試：溫升測(cè)試
1 引 言
溫升是電機(jī)的一項(xiàng)重要性能技術(shù)指標(biāo)。電機(jī)的溫升通常是通過(guò)測(cè)量其繞組的冷、熱態(tài)電阻變化獲得的。其關(guān)鍵是對(duì)繞組熱態(tài)電阻的精確測(cè)i式上。普通電橋法和現(xiàn)有的專(zhuān)用測(cè)量設(shè)備在測(cè)試溫升時(shí)普遍存在著精度較低、自動(dòng)化程度低、功能不甚完善等缺陷，因此，研制了一種精度較高、功能較強(qiáng)的電機(jī)溫升自動(dòng)測(cè)試儀。本文重點(diǎn)介紹這種基于單片微機(jī)系統(tǒng)的電機(jī)冷、熱態(tài)電阻及溫升的自動(dòng)測(cè)試儀，它不僅可用作單相或三相電機(jī)的冷、熱態(tài)電阻及溫升測(cè)試，也適用于變壓器、接觸器等的測(cè)試。其電阻檢測(cè)范圍為20mω～2000ω，儀器精度為o．1級(jí)，具有測(cè)試方便、快速、精確和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。
2硬件結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)
電機(jī)繞組電阻及溫升自動(dòng)測(cè)試儀的硬件主要由6個(gè)功能模塊組成：cpu系統(tǒng)、恒流源電路、信號(hào)調(diào)理和a／d轉(zhuǎn)換電路、控制及驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤(pán)／顯示器電路和外部接口電路(見(jiàn)圖1)。
對(duì)繞組直流電阻的測(cè)量足采用一組已知的高精度、高穩(wěn)定度的直流恒流源，通過(guò)測(cè)量其在被測(cè)電阻rx兩端的壓降vx，從而計(jì)算出rx的大小。這里，恒流源的性能直接決定著測(cè)量的精度和可靠性。根據(jù)儀器的設(shè)計(jì)要求，選用高精度的3端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器lm338(****輸出電流5a)作為恒流源，并選用精度為5×1 0-4精密線繞電阻為采樣電阻
圖2為測(cè)量原理圖，山圖2，并根據(jù)集成三端穩(wěn)壓器的性能。得：
根據(jù)lm338芯片的性能，其調(diào)整端電流，i0≤50μa、△i0≤o．2μa，電壓凋整率su≤百分之零點(diǎn)零二，負(fù)載凋整率sc≤百分之零點(diǎn)零二，電壓溫度系數(shù)αu≤百分之零點(diǎn)零二／℃。所以，在一定的輸人電壓、負(fù)載、環(huán)境變化范圍內(nèi)，vj具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性，且，i0＜＜ij因此由式(1)、(2)，得：
在測(cè)試過(guò)程中，只要預(yù)先獲得基準(zhǔn)電壓vi與標(biāo)準(zhǔn)電阻ri的數(shù)值，即可根據(jù)式(3)，通過(guò)對(duì)vx的測(cè)量來(lái)求得rx值。
恒流源通過(guò)電機(jī)繞組所產(chǎn)生的直流壓降是所要求測(cè)量的信號(hào)。為消除一些諸如靜電和電磁耦合干擾信號(hào)、熱態(tài)電阻測(cè)量時(shí)電機(jī)停機(jī)后產(chǎn)生的反電勢(shì)干擾信號(hào)等，設(shè)計(jì)了一個(gè)增益可調(diào)、共模抑制比大于80db、輸入阻抗平衡、上限截止頻率為1hz的信號(hào)調(diào)理電路(如圖3所示)，完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的放大和濾波。
針對(duì)電機(jī)繞組阻值在溫升試驗(yàn)過(guò)程中變化不大的特性，采用了抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉、轉(zhuǎn)換速度較慢的高精度雙積分式a／d轉(zhuǎn)換器一icl7135。數(shù)據(jù)采集用中斷方式，通過(guò)8155i／o口與803l單片機(jī)數(shù)據(jù)線相連。
儀器的控制及驅(qū)動(dòng)電路部分由可編程接口芯片8155、光電耦合器、繼電器等組成，通過(guò)繼電器切換完成4項(xiàng)功能：(1)控制電機(jī)外部電源的接通與斷開(kāi)。(2)產(chǎn)生不同數(shù)值的恒流源。(3)完成基準(zhǔn)電壓和被測(cè)信號(hào)電壓的測(cè)量。(4)完成三相電機(jī)繞組間的自動(dòng)切換。設(shè)計(jì)中，采用光電耦合器件使主電路和驅(qū)動(dòng)電路在電氣上隔離，從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
鍵盤(pán)／顯示電路部分由8279專(zhuān)用鍵盤(pán)／顯示器控制芯片、緩沖／驅(qū)動(dòng)器74ls06、75451、譯碼器74lsl38及數(shù)碼管等組成。儀器能同時(shí)顯示三相冷態(tài)直流電阻值或熱態(tài)電阻值、對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間與溫升值。
儀器中另外還配備了串行通訊口和打印接口，使儀器可與pc機(jī)或另外的測(cè)試儀器通訊，也可及時(shí)地記錄測(cè)量結(jié)果，比較適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)分散和信息監(jiān)視相對(duì)集中的要求。
3 軟件結(jié)構(gòu)
整個(gè)軟件包括兩個(gè)部分，其一是運(yùn)行于用戶計(jì)算機(jī)，用于與儀器進(jìn)行通訊、對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行處理并產(chǎn)生報(bào)表的程序，采用bc2．0語(yǔ)言編寫(xiě)， |
