多種電機特性自動測量裝置及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機測量領(lǐng)域，具體涉及一種多種電機特性自動測量裝置及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在市面上存在很多種類的電機測量設(shè)備，但基本上都是手動調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)效果精度不理想，測量的電機特性與理想值相去甚遠，要測得其中一個點的數(shù)值要反復(fù)調(diào)節(jié)電機的運行狀態(tài)，很難做到精確的一個值，還要手動記錄下測量到的數(shù)據(jù)并繪制曲線，此間耗費大量時間。另外，現(xiàn)有的電機測量設(shè)備無法實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速閉環(huán)操作和電流閉環(huán)操作?，F(xiàn)有的能實現(xiàn)電機自動測量的設(shè)備一般是通過PC(電腦)機板卡來采集信號，用上位機軟件來處理數(shù)據(jù)，此類設(shè)備的制造成本較高，且不能實現(xiàn)閉環(huán)測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種多種電機特性自動測量裝置，在對待測電機的多種特性參數(shù)進行測量的同時，能對自動加載的過程中每個加載點的數(shù)據(jù)進行記錄并顯示在觸摸屏上，最終自動繪制出電機的各種特性曲線，另外還能實現(xiàn)直流電機和交流電機的轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電流閉環(huán)的控制。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]多種電機特性自動測量裝置，包含待測電機運行平臺以及PLC，另外還包括有與所述PLC通訊連接的觸摸屏，所述觸摸屏設(shè)有電機參數(shù)設(shè)置模塊、測量數(shù)據(jù)記錄模塊以及PLC開關(guān)控制模塊；所述PLC設(shè)有模擬量輸入輸出模塊和RS485通訊模塊，其中RS485通訊模塊連接有電機測量智能儀表，所述電機測量智能儀表連接于待測電機運行平臺；所述待測電機運行平臺包括待測電機、旋轉(zhuǎn)編碼器、磁粉離合器、靜態(tài)扭矩傳感器，四者之間依次同軸連接，所述磁粉離合器電連接于至少一個模擬量開關(guān)電源，該模擬量開關(guān)電源連接于模擬量輸入輸出模塊；當(dāng)所述待測電機為直流電機時，待測電機電連接有至少兩個模擬量開關(guān)電源，該模擬量開關(guān)電源電連接于模擬量輸入輸出模塊；當(dāng)待測電機為交流電機時，待測電機電連接于至少一個變頻器，所述變頻器連接于RS485通訊模塊。
[0006]需要說明的是，所述PLC設(shè)有轉(zhuǎn)速閉環(huán)模塊和電流閉環(huán)模塊，所述觸摸屏相應(yīng)設(shè)有控制轉(zhuǎn)速閉環(huán)模塊和電流閉環(huán)模塊開啟或關(guān)閉的轉(zhuǎn)速閉環(huán)開關(guān)模塊和電流閉環(huán)模塊開關(guān)模塊。
[0007]需要說明的是，當(dāng)所述待測電機為直流電機時，所述電機測量智能儀表包括轉(zhuǎn)速測量智能儀表、轉(zhuǎn)矩測量智能儀表、電壓測量智能儀表以及電流測量智能儀表，所述轉(zhuǎn)速測量智能儀表連接于旋轉(zhuǎn)編碼器，轉(zhuǎn)矩測量智能儀表連接于靜態(tài)扭矩傳感器，而電壓測量智能儀表和電流測量智能儀表直接連接于待測電機。
[0008]進一步需要說明的是，所述電流測量智能儀表包括電樞電流測量智能儀表和勵磁電流測量智能儀表，所述電壓測量智能儀表包括電樞電壓測量智能儀表和勵磁電壓測量智能儀表。
[0009]需要說明的是，當(dāng)所述待測電機為交流電機時，所述電機測量智能儀表包括轉(zhuǎn)速測量智能儀表、轉(zhuǎn)矩測量智能儀表以及單相多功能智能儀表，所述轉(zhuǎn)速測量智能儀表連接于旋轉(zhuǎn)編碼器，轉(zhuǎn)矩測量智能儀表連接于靜態(tài)扭矩傳感器，而所述單相多功能智能儀表則直接連接于待測電機。
[0010]需要說明的是，所述電機參數(shù)設(shè)置模塊包括電樞電壓設(shè)置子模塊、電樞電流設(shè)置子模塊、勵磁電壓設(shè)置子模塊、額定轉(zhuǎn)速設(shè)置子模塊、運行頻率設(shè)置子模塊、額定電流設(shè)置子模塊以及測量的扭矩范圍設(shè)置子模塊，其中電樞電壓設(shè)置子模塊、電樞電流設(shè)置子模塊、勵磁電壓設(shè)置子模塊、額定轉(zhuǎn)速設(shè)置子模塊和測量的扭矩范圍設(shè)置子模塊用于當(dāng)待測電機為直流電機時的參數(shù)設(shè)定，額定轉(zhuǎn)速設(shè)置子模塊、運行頻率設(shè)置子模塊、額定電流設(shè)置子模塊以及測量的扭矩范圍設(shè)置子模塊則用于當(dāng)待測電機為交流電機時的參數(shù)設(shè)定。
[0011]需要說明的是，所述觸摸屏設(shè)有圖形生成模塊。
[0012]需要說明的是，所述PLC還連接有電子手輪。
[0013]基于上述多種電機特性自動測量裝置的直流電機測量方法，包括如下步驟:
[0014]SI通過觸摸屏，通過觸摸屏的電樞電壓設(shè)置子模塊、電樞電流設(shè)置子模塊、勵磁電壓設(shè)置子模塊、額定轉(zhuǎn)速設(shè)置子模塊和測量的扭矩范圍設(shè)置子模塊中設(shè)定待測直流電機的電樞電壓、電樞電流、勵磁電壓、額定轉(zhuǎn)速以及測量的扭矩范圍，并通過觸摸屏的轉(zhuǎn)速閉環(huán)開關(guān)模塊和電流閉環(huán)開關(guān)模塊確定是否開啟PLC中的轉(zhuǎn)速閉環(huán)模塊以及電流閉環(huán)模塊；設(shè)定完成后，觸摸屏通過PLC開關(guān)控制模塊控制PLC啟動；
[0015]S2啟動后，PLC根據(jù)步驟SI中設(shè)定的電樞電壓值和勵磁電壓值通過模擬量輸入輸出模塊向與待測直流電機連接的兩個模擬量開關(guān)電源發(fā)送信號，兩個模擬量開關(guān)電源分別根據(jù)接收到的信號向待測直流電機輸出一個電壓值，該電壓值與設(shè)定的電樞電壓值和勵磁電壓值相同；此時，電壓測量智能儀表以及電流測量智能儀表將實時測量到的待測直流電機兩端的電壓和電流值通過RS485通訊模塊傳送到PLC，PLC利用PID運算使得模擬量開關(guān)電源輸出電壓值和設(shè)定值保持一致，使待測直流電機啟動；
[0016]S3待測直流電機完全啟動后，PLC的模擬量輸入輸出模塊根據(jù)在觸摸屏預(yù)先設(shè)定的扭矩范圍向與磁粉離合器連接的模擬量開關(guān)電源發(fā)送信號，該模擬量開關(guān)電源根據(jù)該信號向磁粉離合器發(fā)送電壓值，通過向磁粉離合器發(fā)送不同的電壓值控制負載的扭矩大小，并逐漸從扭矩范圍的最小值依次加載到最大值；此時，轉(zhuǎn)矩測量智能儀表實時讀取待測直流電機的轉(zhuǎn)矩數(shù)值并通過RS485通訊模塊傳送至PLC，PLC運用PID算法對測量到的扭矩值與設(shè)定值進行PID運算使得實際的扭矩值與設(shè)定值一致；
[0017]S4在待測直流電機加載的過程中，所述PLC通過RS485通訊模塊讀取和記錄各個電機測量智能儀表的數(shù)值并通過觸摸屏實時顯示；
[0018]S5當(dāng)步驟SI中選擇開啟轉(zhuǎn)速閉環(huán)模塊，則PLC在接收到轉(zhuǎn)速測量智能儀表的測量數(shù)值后會利用PID算法對該測量值和設(shè)定的額定轉(zhuǎn)速值進行PID運算，通過加減待測直流電機的電樞電壓控制待測直流電機的轉(zhuǎn)速維持在預(yù)先設(shè)定的額定轉(zhuǎn)速上；
[0019]S6當(dāng)步驟SI中選擇開啟電流閉環(huán)，則PLC在接收到電流測量智能儀表的電樞電流測量數(shù)值后利用PID算法對該測量值和設(shè)定的電樞電流值進行PID運算，通過加減待測直流電機的電樞電壓控制待測直流電機的電流維持在預(yù)先設(shè)定值上；
[0020]S7在測量結(jié)束后，所述觸摸屏的圖形生成模塊會根據(jù)待測直流電機的每個特性的數(shù)據(jù)自動生成特性曲線并顯示。
[0021]基于上述多種電機特性自動測量裝置的交流電機測量方法包括如下步驟:
[0022]SI通過觸摸屏，在觸摸屏的運行頻率設(shè)置子模塊、額定電流設(shè)置子模塊、額定轉(zhuǎn)速設(shè)置子模塊和測量的扭矩范圍設(shè)置子模塊設(shè)定待測交流電機的運行頻率、額定電流、額定轉(zhuǎn)速以及測量的扭矩范圍，并通過觸摸屏的轉(zhuǎn)速閉環(huán)開關(guān)模塊和電流閉環(huán)開關(guān)模塊確定是否開啟轉(zhuǎn)速閉環(huán)模塊和電流閉環(huán)模塊；設(shè)定完成后，通過觸摸屏的PLC開關(guān)控制模塊啟動PLC ；
[0023]S2啟動后，PLC根據(jù)將設(shè)定的運行頻率值以命令的形式通過RS485通訊模塊發(fā)送至變頻器，變頻器根據(jù)接收的頻率命令向待測交流電機輸出該運行頻率值，使待測交流電機啟動；
[0024]S3待測交流電機完全啟動后，PLC的模擬量輸入輸出模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的扭矩范圍向與磁粉離合器連接的模擬量開關(guān)電源發(fā)送信號，該模擬量開關(guān)電源根據(jù)該信號向磁粉離合器發(fā)送電壓值，通過向磁粉離合器發(fā)送不同的電壓值控制負載的扭矩大小，并逐漸從扭矩范圍的最小值依次加載到最大值；此時，轉(zhuǎn)矩測量智能儀表實時讀取待測交流電機的轉(zhuǎn)矩數(shù)值并通過RS48