CN105974309A - 一种电机参数自动测试*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机参数自动测试***。所述的测试***包括集成箱，其侧面有三个引出接口，第一个接口将DSP控制***处理后的参数信息通过串口发送到上位机显示，第二个接口连通光电编码器和电机，第三个接口将电机和电流传感器模块串接到电路中，数模转换模块将模拟电压转换后的数字电压送给DSP控制***，开关控制电源模块来给整个***进行供电。本发明通过集成箱侧面三个接口与电机、上位机进行数据传递，这样的设计使整个***看起来既简洁，使用起来又方便。

Description

一种电机参数自动测试***

技术领域

本发明涉及一种电机参数自动测试***。

背景技术

近年来，随着科技的飞速发展，工业水平的不断提高，电机的供需量大大增加。尤其随着家用电器的普及，使各种中小型电机产量也大幅度提高，相应的电机性能行业标准也随之日益完善。科学技术的发展对电机提出了越来越高的性能与质量指标，因此电机参数的精确测试也显得更为重要。

传统的电机测试完全采用手工方法，在电机负载运行时，利用各种仪表测出电机的电流、转矩、转速等参数，再通过手工计算获得电机的机械特性和性能参数。但是，对电机生产厂家而言，这种测试方法是极为复杂、繁琐的，其测量精度也很难保证，并且，有些电机仅能空载运行或空载电流过大，这些情况下传统的电机测试方法大多数都是不合适的。因此，如何实现电机测试技术的自动化、智能化一直是工业发展中人们所关注的课题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服上述技术的不足，提供一种自动测试电机参数并将处理结果自动保存并实时显示在上位机软件中的电机参数自动测试***。

本发明的目的是这样实现的：

一种电机参数自动测试***，所述的测试***包括集成箱(1)，其侧面有三个引出接口，第一个接口(8)将DSP控制***(3)处理后的参数信息通过串口(2)发送到上位机显示(11)，第二个接口(9)连通光电编码器(7)和电机(12)，第三个接口(10)将电机(12)和电流传感器模块(6)串接到电路中，数模转换模块(4)将模拟电压转换后的数字电压送给DSP控制***(3)，开关(13)控制电源模块(5)来给整个***进行供电。

所述的集成箱(1)内部包括电源模块、DSP控制***、串口、光电编码器、数模转换模块、电流传感器模块。

所述电流传感器模块采用ACS712霍尔电流传感器。

所述数模转换模块采用AD7606芯片。

所述DSP控制***为TMS320F2812芯片及其***电路。

本发明的有益效果在于：

1)本发明通过集成箱侧面三个接口与电机、上位机进行数据传递，这样的设计使整个***看起来既简洁，使用起来又方便；

2)DSP控制***将电机参数通过串口送给上位机实时显示，更方便我们对电机参数的观察，及电机性能的把握；

3)本发明只需得到电机的电流和转速，通过DSP内部算法的解算便可以得到电机的一些比较难测得的参数，比如反电动势系数、输出转矩、输出功率等等；

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的参数解算流程图；

图3是本发明的操作流程图；

图4是本发明自主研发的上位机软件操作界面图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

本发明提供的是一种电机参数自动测试***。该***包括集成箱、电源模块、电机、电流传感器模块、模数转换模块、光电编码器，DSP控制***，串口、上位机显示。该***的检测方法如下：将电流传感器模块串联接入电机电路中，测出通过电机的电流I_a；DSP通过光电编码器得到电机的转速n；通过空载二点法得到电机电枢电阻R_a；以电流值I_a、电机的转速n以及相应的电机电枢绕组R_a为基础，建立相应的数学模型通过DSP来解算出其他的电机参数，比如：反电动势，反电动势系数，电机输出转矩，电机输出功率。最后将相应的参数通过上位机界面来更加具体的显示各个电机参数。本发明实现对电机参数的实时采集、分析处理、上位机在线显示,具有良好的实时性和稳定性，采用本发明专利不但可以降低电机参数测试装置的成本,还可以提高检测精度。

本发明包括集成箱，电源模块、DSP控制***、串口、光电编码器、数模转换模块、电流传感器模块，按下集成箱侧面的开关，开通电源模块给整个***供电，DSP控制***通过光电编码器得到电机的转速，电流传感器模块将通过电机的电流转化为相应比例的模拟电压，数模转换模块将模拟电压转换为数字电压送给DSP,通过解算得到通过电机的电流。以电流值以及转速为基础，通过建立相应的数学模型来解算出其他的电机参数，比如：电机电枢电阻，反电动势，反电动势系数，电机输出转矩，电机输出功率。最后将相应的参数通过上位机界面来更加具体的显示各个电机参数。

本发明还包括以下特征：

在DSP控制***中加入蜂鸣器，通过程序设定某一参数为特定值，当大于(或小于)这个值时，启动蜂鸣器进行报警，这个功能可以帮我们选择某一特定参数类型的电机，或者淘汰参数不合格的电机。

图1是本发明一种电机参数自动测试***的结构示意图，该测试***包括集成箱(1)，用来将各个模块封装到一起，并引出三个接口(8)(9)(10)获取电机参数信息及显示处理后的参数；串口(2)，用来实现DSP和上位机进行通信，实时显示电机各参数；DSP控制***(3)，将采集到的转速和电流为基础，建立数学模型解算其他参数；数模转换模块(4)，将模拟信号转换为数字信号；电源模块(5)，给整个***供电；电流传感器模块(6)，采集通过电机的电流，转化为相应比例的电压信号；光电编码器(7)，得到电机的转速；开关(13)，控制电源启动整个***。

图2是本发明一种电机参数自动测试***的参数解算流程图，步骤如下：

Step1：电机电流：***正常工作时，电流传感器模块输出与电流I_a成比例的电压U_out，通过数模转换模块后，DSP得到电压U_out数字量。K：电流通过电流传感器模块转化为电压相应的比例系数。

I_a＝U_out/K

Step2：电机电枢电阻：在空载的条件下，分别在电机上加入两组不同的电压，测出两组数据U₁、I₁、n₁、U₂、I₂、n₂，根据反电动势系数相等原理，列出方程，求出R_a。

$Ke=\frac{U_1-I_1{R}_a}{n_1}=\frac{U_2-I_2{R}_a}{n_2}$

Step3：反电动势：反电动势由电机的转子切割磁力线而产生，其方向与外加电压相反，故称为“反电动势”。此时通过电枢线圈的电流，正比于外加电压与反电动势之差。U_a为电源模块给电机的外加电压，ε为反电动势，R_a为电机的内电阻，只需求得通过电路的电流，便可得出电机两端的反电动势。

ε＝U_a-I_aR_a

Step4：反电动势系数：在空载条件下，将电机两端接入相应的电压U_a，通过旋转编码器测得电机转速n，便可得到反电动势系数。

$Ke=\frac{U_a-I_a{R}_a}{n}$

Step5：输出转矩：通过上述方法，我们可以得到反电动势系数Ke，通过电机的电流I_a，由公式T＝9.08KeI_a便可以得到电机的输出转矩。

T＝9.08KeI_a

Step6：输出功率：通过上述方法，知道输出转矩和转速，就可以得到电机的输出功率。

$P=\frac{T*n}{9.55}$

图3是本发明一种电机参数自动测试***的操作流程图，步骤如下：

Step1：按下启动开关，电源模块给整个***供电。

Step2：DSP控制***通过光电编码器得到电机转速，同时电流传感器模块将电机电流转化为一定比例的模拟电压，数模转换模块将模拟电压转化为数字量发送给DSP控制***。

Step3：DSP控制***根据图2的建立的数学模型，解算出各电机参数。

Step4：DSP控制***将解算后的电机参数通过串口发送给上位机显示。

图4是本发明一种电机参数自动测试***的上位机软件操作界面图，

结合图2，图3，图4，DSP控制***通过光电编码器得到电机的转速及通过电流传感器模块得到电流后，通过图2参数解算后，将得到的电机参数通过串口发送给上位机显示。

Claims (5)

1.一种电机参数自动测试***，其特征在于：所述的测试***包括集成箱(1)，其侧面有三个引出接口，第一个接口(8)将DSP控制***(3)处理后的参数信息通过串口(2)发送到上位机显示(11)，第二个接口(9)连通光电编码器(7)和电机(12)，第三个接口(10)将电机(12)和电流传感器模块(6)串接到电路中，数模转换模块(4)将模拟电压转换后的数字电压送给DSP控制***(3)，开关(13)控制电源模块(5)来给整个***进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种电机参数自动测试***，其特征在于：所述的集成箱(1)内部包括电源模块、DSP控制***、串口、光电编码器、数模转换模块、电流传感器模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种电机参数自动测试***，其特征在于：所述电流传感器模块采用ACS712霍尔电流传感器。

4.根据权利要求1或2所述的一种电机参数自动测试***，其特征在于：所述数模转换模块采用AD7606芯片。

5.根据权利要求3所述的一种电机参数自动测试***，其特征在于：所述DSP控制***为TMS320F2812芯片及其***电路。