一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)。所述的測試系統(tǒng)包括集成箱，其側(cè)面有三個引出接口，第一個接口將DSP控制系統(tǒng)處理后的參數(shù)信息通過串口發(fā)送到上位機(jī)顯示，第二個接口連通光電編碼器和電機(jī)，第三個接口將電機(jī)和電流傳感器模塊串接到電路中，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓送給DSP控制系統(tǒng)，開關(guān)控制電源模塊來給整個系統(tǒng)進(jìn)行供電。本發(fā)明通過集成箱側(cè)面三個接口與電機(jī)、上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，這樣的設(shè)計(jì)使整個系統(tǒng)看起來既簡潔，使用起來又方便。
【專利說明】
一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，工業(yè)水平的不斷提高，電機(jī)的供需量大大增加。尤 其隨著家用電器的普及，使各種中小型電機(jī)產(chǎn)量也大幅度提高，相應(yīng)的電機(jī)性能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 也隨之日益完善?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展對電機(jī)提出了越來越高的性能與質(zhì)量指標(biāo)，因此電機(jī)參 數(shù)的精確測試也顯得更為重要。
[0003] 傳統(tǒng)的電機(jī)測試完全采用手工方法，在電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時，利用各種儀表測出電機(jī) 的電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，再通過手工計(jì)算獲得電機(jī)的機(jī)械特性和性能參數(shù)。但是，對電機(jī) 生產(chǎn)廠家而言，這種測試方法是極為復(fù)雜、繁瑣的，其測量精度也很難保證，并且，有些電機(jī) 僅能空載運(yùn)行或空載電流過大，這些情況下傳統(tǒng)的電機(jī)測試方法大多數(shù)都是不合適的。因 此，如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)測試技術(shù)的自動化、智能化一直是工業(yè)發(fā)展中人們所關(guān)注的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為克服上述技術(shù)的不足，提供一種自動測試電機(jī)參數(shù)并將處理結(jié) 果自動保存并實(shí)時顯示在上位機(jī)軟件中的電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，所述的測試系統(tǒng)包括集成箱（1)，其側(cè)面有三個引出 接口，第一個接口（8)將DSP控制系統(tǒng)(3)處理后的參數(shù)信息通過串口（2)發(fā)送到上位機(jī)顯示 (11)，第二個接口（9)連通光電編碼器(7)和電機(jī)（12)，第三個接口（10)將電機(jī)（12)和電流 傳感器模塊(6)串接到電路中，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(4)將模擬電壓轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓送給DSP控 制系統(tǒng)(3)，開關(guān)(13)控制電源模塊(5)來給整個系統(tǒng)進(jìn)行供電。
[0007] 所述的集成箱（1)內(nèi)部包括電源模塊、DSP控制系統(tǒng)、串口、光電編碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 模塊、電流傳感器模塊。
[0008] 所述電流傳感器模塊采用ACS712霍爾電流傳感器。
[0009] 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用AD7606芯片。
[0010] 所述DSP控制系統(tǒng)為TMS320F2812芯片及其外圍電路。
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0012] 1)本發(fā)明通過集成箱側(cè)面三個接口與電機(jī)、上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，這樣的設(shè)計(jì)使 整個系統(tǒng)看起來既簡潔，使用起來又方便；
[0013] 2)DSP控制系統(tǒng)將電機(jī)參數(shù)通過串口送給上位機(jī)實(shí)時顯示，更方便我們對電機(jī)參 數(shù)的觀察，及電機(jī)性能的把握；
[0014] 3)本發(fā)明只需得到電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速，通過DSP內(nèi)部算法的解算便可以得到電機(jī) 的一些比較難測得的參數(shù)，比如反電動勢系數(shù)、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率等等；
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明的參數(shù)解算流程圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的操作流程圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明自主研發(fā)的上位機(jī)軟件操作界面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020] 本發(fā)明提供的是一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括集成箱、電源模塊、電 機(jī)、電流傳感器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、光電編碼器，DSP控制系統(tǒng)，串口、上位機(jī)顯示。該系統(tǒng) 的檢測方法如下：將電流傳感器模塊串聯(lián)接入電機(jī)電路中，測出通過電機(jī)的電流I a; DSP通 過光電編碼器得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速η;通過空載二點(diǎn)法得到電機(jī)電樞電阻Ra;以電流值Ia、電機(jī)的 轉(zhuǎn)速η以及相應(yīng)的電機(jī)電樞繞組R a為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型通過DSP來解算出其他的電 機(jī)參數(shù)，比如:反電動勢，反電動勢系數(shù)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，電機(jī)輸出功率。最后將相應(yīng)的參數(shù) 通過上位機(jī)界面來更加具體的顯示各個電機(jī)參數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對電機(jī)參數(shù)的實(shí)時采集、分 析處理、上位機(jī)在線顯示，具有良好的實(shí)時性和穩(wěn)定性，采用本發(fā)明專利不但可以降低電機(jī) 參數(shù)測試裝置的成本，還可以提高檢測精度。
[0021] 本發(fā)明包括集成箱，電源模塊、DSP控制系統(tǒng)、串口、光電編碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電 流傳感器模塊，按下集成箱側(cè)面的開關(guān)，開通電源模塊給整個系統(tǒng)供電，DSP控制系統(tǒng)通過 光電編碼器得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電流傳感器模塊將通過電機(jī)的電流轉(zhuǎn)化為相應(yīng)比例的模擬電 壓，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓送給DSP，通過解算得到通過電機(jī)的電流。以 電流值以及轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來解算出其他的電機(jī)參數(shù)，比如：電機(jī)電 樞電阻，反電動勢，反電動勢系數(shù)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，電機(jī)輸出功率。最后將相應(yīng)的參數(shù)通過上 位機(jī)界面來更加具體的顯示各個電機(jī)參數(shù)。
[0022] 本發(fā)明還包括以下特征：
[0023] 在DSP控制系統(tǒng)中加入蜂鳴器，通過程序設(shè)定某一參數(shù)為特定值，當(dāng)大于(或小于） 這個值時，啟動蜂鳴器進(jìn)行報警，這個功能可以幫我們選擇某一特定參數(shù)類型的電機(jī)，或者 淘汰參數(shù)不合格的電機(jī)。
[0024] 圖1是本發(fā)明一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該測試系統(tǒng)包括集成箱 (1)，用來將各個模塊封裝到一起，并引出三個接口（8) (9) (10)獲取電機(jī)參數(shù)信息及顯示處 理后的參數(shù)；串口（2)，用來實(shí)現(xiàn)DSP和上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時顯示電機(jī)各參數(shù);DSP控制系統(tǒng) (3)，將采集到的轉(zhuǎn)速和電流為基礎(chǔ)，建立數(shù)學(xué)模型解算其他參數(shù);數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(4)，將模 擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；電源模塊(5)，給整個系統(tǒng)供電；電流傳感器模塊(6)，采集通過電 機(jī)的電流，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)比例的電壓信號;光電編碼器(7)，得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速;開關(guān)（13)，控制 電源啟動整個系統(tǒng)。
[0025] 圖2是本發(fā)明一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)的參數(shù)解算流程圖，步驟如下：
[0026] Step 1:電機(jī)電流：系統(tǒng)正常工作時，電流傳感器模塊輸出與電流Ia成比例的電壓 Ucmt，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊后，DSP得到電壓1]_數(shù)字量。K:電流通過電流傳感器模塊轉(zhuǎn)化為電 壓相應(yīng)的比例系數(shù)。
[0027] Ia = U〇ut/K
[0028] Step2:電機(jī)電樞電阻:在空載的條件下，分別在電機(jī)上加入兩組不同的電壓，測出 兩組數(shù)據(jù)1]1、1 1、111、1]2、12、112，根據(jù)反電動勢系數(shù)相等原理，列出方程，求出1^。
[0029]
[0030] Step3:反電動勢:反電動勢由電機(jī)的轉(zhuǎn)子切割磁力線而產(chǎn)生，其方向與外加電壓 相反，故稱為"反電動勢"。此時通過電樞線圈的電流，正比于外加電壓與反電動勢之差。仏 為電源模塊給電機(jī)的外加電壓，ε為反電動勢，1^為電機(jī)的內(nèi)電阻，只需求得通過電路的電 流，便可得出電機(jī)兩端的反電動勢。
[0031] ε =Ua-IaRa
[0032] Step4:反電動勢系數(shù):在空載條件下，將電機(jī)兩端接入相應(yīng)的電壓匕，通過旋轉(zhuǎn)編 碼器測得電機(jī)轉(zhuǎn)速n，便可得到反電動勢系數(shù)。
[0033]
[0034] Step5:輸出轉(zhuǎn)矩:通過上述方法，我們可以得到反電動勢系數(shù)Ke，通過電機(jī)的電流 Ia，由公式T = 9.08KeU更可以得到電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0035] T = 9.08KeIa
[0036] Step6:輸出功率:通過上述方法，知道輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，就可以得到電機(jī)的輸出功 率。
[0037]
[0038]圖3是本發(fā)明一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)的操作流程圖，步驟如下：
[0039] Stepl:按下啟動開關(guān)，電源模塊給整個系統(tǒng)供電。
[0040] Step2:DSP控制系統(tǒng)通過光電編碼器得到電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時電流傳感器模塊將電機(jī) 電流轉(zhuǎn)化為一定比例的模擬電壓，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字量發(fā)送給DSP控制 系統(tǒng)。
[0041 ] Step3:DSP控制系統(tǒng)根據(jù)圖2的建立的數(shù)學(xué)模型，解算出各電機(jī)參數(shù)。
[0042] Step4:DSP控制系統(tǒng)將解算后的電機(jī)參數(shù)通過串口發(fā)送給上位機(jī)顯示。
[0043]圖4是本發(fā)明一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)的上位機(jī)軟件操作界面圖，
[0044] 結(jié)合圖2,圖3,圖4，DSP控制系統(tǒng)通過光電編碼器得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速及通過電流傳感 器模塊得到電流后，通過圖2參數(shù)解算后，將得到的電機(jī)參數(shù)通過串口發(fā)送給上位機(jī)顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的測試系統(tǒng)包括集成箱（1)，其側(cè)面 有三個引出接口，第一個接口（8)將DSP控制系統(tǒng)(3)處理后的參數(shù)信息通過串口（2)發(fā)送到 上位機(jī)顯示（11)，第二個接口（9)連通光電編碼器(7)和電機(jī)（12)，第三個接口（10)將電機(jī) (12)和電流傳感器模塊(6)串接到電路中，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(4)將模擬電壓轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓 送給DSP控制系統(tǒng)(3)，開關(guān)(13)控制電源模塊(5)來給整個系統(tǒng)進(jìn)行供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的集成箱（1) 內(nèi)部包括電源模塊、DSP控制系統(tǒng)、串口、光電編碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電流傳感器模塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，其特征在于:所述電流傳感 器模塊采用ACS712霍爾電流傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)模轉(zhuǎn)換 模塊采用AD7606芯片。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電機(jī)參數(shù)自動測試系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP控制系統(tǒng) 為TMS320F2812芯片及其外圍電路。
【文檔編號】G01R31/34GK105974309SQ201610289438
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李光春, 柯杰, 杜世通, 吳振, 于巖, 程章龍, 韓鵬, 吳亞明, 張佩, 郭國輝
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)