電機自動測試系統(tǒng)
李舒陽1，李 波2
(1．西安微電機研究所，陜西西安 710077；2．哈爾濱電機有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 15 0001)
摘 要：主要介紹一種適用于小功率電機、微特電機的自動測試系統(tǒng)。說明其系統(tǒng)組成、加載原理、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號的產(chǎn)生，以及實現(xiàn)小功率異步電機不穩(wěn)定區(qū)的自動測試。
關(guān)鍵詞：微電機；自動測試系統(tǒng)；異步電機
中圖分類號：tm306 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號:1001-6848(2000)06-0032-03
1 引 言
在微電機生產(chǎn)過程中，需要對電機的各個參數(shù)進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的微電機測試中，一般采用測功機進(jìn)行加載，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀顯示出電機轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及輸出功率，電參數(shù)測量儀測量出電機輸入電壓電流等。測試出電機若干工作點，在坐標(biāo)紙上繪出相應(yīng)的坐標(biāo)，描點，連成曲線。這種測試方法，由于各個參數(shù)讀取時間不同步，從而參數(shù)之間相對關(guān)系不對應(yīng)，需要人工操作和記錄試驗數(shù)據(jù)，而且不能測試出異步電機的不穩(wěn)定區(qū)。采用計算機控制的電機自動測試系統(tǒng)能很好地解決這些問題[1-2]，其模塊化結(jié)構(gòu)、智能化儀器、能自由組合和自動識別的微電機自動測試系統(tǒng)不僅能進(jìn)行各種電機的自動測試及存貯數(shù)據(jù)、繪制曲線，而且能對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理工作。
2 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由pc機、磁滯測功機、電參數(shù)測量儀、可編程控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)逮儀、打印機等構(gòu)成。根據(jù)電機測試要求，用上述儀器設(shè)備可靈活地組成多種測功系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用pc機作為上位機，單片機為各測量項目的下位機。綜合了pc機的運算能力強和單片機的抗干擾的優(yōu)點，使系統(tǒng)可靠，運行穩(wěn)定。pc機完成發(fā)出控制指令和數(shù)據(jù)處理、打印及繪制特性曲線。單片機完成測試、控制、顯示，并向上位機(pc機)傳送數(shù)據(jù)。磁滯測功機給電機加載及檢測轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號；電參數(shù)測量儀為交直流通用型儀表，其頻率范圍為dc～2. 5khz，測量被試電機輸入電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率等，使用時只需將電源接至功率表輸入端，功率表輸出端接被試電機即可。電機自動測試系統(tǒng)中引入了可編程控制器，根據(jù)計算機的指令，對被試電機進(jìn)行加載，并將測功機輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號放大處理并存到自己的內(nèi)存單元供計算機調(diào)用和顯示，通過可編程控制器，實現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀主要接收來自測功機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)過可編程控制器并進(jìn)行處理后將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率顯示出來。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
3加載原理及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號的產(chǎn)生
3.1加載原理
在電機自動測試系統(tǒng)中，采用磁滯測功機，其制動器原理圖如圖2所示，制動器由內(nèi)外定子及轄子組成，定子內(nèi)裝有激磁線圈，轉(zhuǎn)子為空心杯形，由磁滯材料制成。內(nèi)外定子上均有齒和槽，內(nèi)外定子安裝成齒對槽的位置。當(dāng)激磁線圈中通人電流，氣隙中產(chǎn)生磁場，磁場與轉(zhuǎn)子材料相互作用，產(chǎn)生與激磁電流成正比的轉(zhuǎn)矩。
3.2轉(zhuǎn)矩信號的產(chǎn)生
轉(zhuǎn)矩信號由安裝在制動器懸臂梁上的4個應(yīng)變式力矩傳感器拾取，在懸臂梁兩側(cè)分別粘有2個電阻應(yīng)變片，組成全橋電路，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)矩成正比的模擬電壓信號。
3.3轉(zhuǎn)速信號的產(chǎn)生
制動器同軸安裝有一個光學(xué)編碼器，在光學(xué)編碼器的兩端安裝有一個光電管和一個燈泡，光學(xué)編碼器均勻分布有齒和槽的圓盤，光學(xué)編碼器每旋轉(zhuǎn)1周，光電管產(chǎn)生60個脈沖，即光電管輸出頻率與轉(zhuǎn)速成正比的方波。
4異步電機不穩(wěn)定區(qū)自動測試的實現(xiàn)原理
用傳統(tǒng)測功機測試異步電機曲線時，一般使用恒轉(zhuǎn)矩功機，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電機的****轉(zhuǎn)矩時，電機即從****轉(zhuǎn)矩過渡到堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，難以穩(wěn)定運行在其工作點上，不能實現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)工作特性的測試。而電機自動測試系統(tǒng)采用了可編程控制器，它能根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號來控制磁滯制動器定子線圈的激磁電流，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩的目的 |
