電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)
李舒陽(yáng)1，李 波2
(1．西安微電機(jī)研究所，陜西西安 710077；2．哈爾濱電機(jī)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(jī)、微特電機(jī)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。說(shuō)明其系統(tǒng)組成、加載原理、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)的產(chǎn)生，以及實(shí)現(xiàn)小功率異步電機(jī)不穩(wěn)定區(qū)的自動(dòng)測(cè)試。
關(guān)鍵詞：微電機(jī)；自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；異步電機(jī)
中圖分類(lèi)號(hào)：tm306 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào):1001-6848(2000)06-0032-03
1 引 言
在微電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)電機(jī)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的微電機(jī)測(cè)試中，一般采用測(cè)功機(jī)進(jìn)行加載，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀顯示出電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及輸出功率，電參數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量出電機(jī)輸入電壓電流等。測(cè)試出電機(jī)若干工作點(diǎn)，在坐標(biāo)紙上繪出相應(yīng)的坐標(biāo)，描點(diǎn)，連成曲線。這種測(cè)試方法，由于各個(gè)參數(shù)讀取時(shí)間不同步，從而參數(shù)之間相對(duì)關(guān)系不對(duì)應(yīng)，需要人工操作和記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且不能測(cè)試出異步電機(jī)的不穩(wěn)定區(qū)。采用計(jì)算機(jī)控制的電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)能很好地解決這些問(wèn)題[1-2]，其模塊化結(jié)構(gòu)、智能化儀器、能自由組合和自動(dòng)識(shí)別的微電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)不僅能進(jìn)行各種電機(jī)的自動(dòng)測(cè)試及存貯數(shù)據(jù)、繪制曲線，而且能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理工作。
2 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由pc機(jī)、磁滯測(cè)功機(jī)、電參數(shù)測(cè)量?jī)x、可編程控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)逮儀、打印機(jī)等構(gòu)成。根據(jù)電機(jī)測(cè)試要求，用上述儀器設(shè)備可靈活地組成多種測(cè)功系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用pc機(jī)作為上位機(jī)，單片機(jī)為各測(cè)量項(xiàng)目的下位機(jī)。綜合了pc機(jī)的運(yùn)算能力強(qiáng)和單片機(jī)的抗干擾的優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。pc機(jī)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(jī)完成測(cè)試、控制、顯示，并向上位機(jī)(pc機(jī))傳送數(shù)據(jù)。磁滯測(cè)功機(jī)給電機(jī)加載及檢測(cè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)；電參數(shù)測(cè)量?jī)x為交直流通用型儀表，其頻率范圍為dc～2. 5khz，測(cè)量被試電機(jī)輸入電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率等，使用時(shí)只需將電源接至功率表輸入端，功率表輸出端接被試電機(jī)即可。電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中引入了可編程控制器，根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令，對(duì)被試電機(jī)進(jìn)行加載，并將測(cè)功機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)放大處理并存到自己的內(nèi)存單元供計(jì)算機(jī)調(diào)用和顯示，通過(guò)可編程控制器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀主要接收來(lái)自測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(lái)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
3加載原理及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)的產(chǎn)生
3.1加載原理
在電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，采用磁滯測(cè)功機(jī)，其制動(dòng)器原理圖如圖2所示，制動(dòng)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(duì)槽的位置。當(dāng)激磁線圈中通人電流，氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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(hào)的產(chǎn)生
轉(zhuǎn)矩信號(hào)由安裝在制動(dòng)器懸臂梁上的4個(gè)應(yīng)變式力矩傳感器拾取，在懸臂梁兩側(cè)分別粘有2個(gè)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(hào)。
3.3轉(zhuǎn)速信號(hào)的產(chǎn)生
制動(dòng)器同軸安裝有一個(gè)光學(xué)編碼器，在光學(xué)編碼器的兩端安裝有一個(gè)光電管和一個(gè)燈泡，光學(xué)編碼器均勻分布有齒和槽的圓盤(pán)，光學(xué)編碼器每旋轉(zhuǎn)1周，光電管產(chǎn)生60個(gè)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(jī)不穩(wěn)定區(qū)自動(dòng)測(cè)試的實(shí)現(xiàn)原理
用傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)測(cè)試異步電機(jī)曲線時(shí)，一般使用恒轉(zhuǎn)矩功機(jī)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電機(jī)的****轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)即從****轉(zhuǎn)矩過(guò)渡到堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，難以穩(wěn)定運(yùn)行在其工作點(diǎn)上，不能實(shí)現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)工作特性的測(cè)試。而電機(jī)自動(dòng)測(cè)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(hào)來(lái)控制磁滯制動(dòng)器定子線圈的激磁電流，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩的目的 |
