基于pc機的電動機特性自動測試系統
馬明明 薛均義(西安交通大學710049)
趙 斌 蘆 剛 （西北工業大學）
摘 要 介紹一種基于pc機的電動機特性自動測試系統，系統采用了測試集成的設計思想，能對電動機的各種靜動態特性進行自動測試。
敘 詞 電動機靜態特性動態特性測試系統
1 引 言
傳統的利用儀表目測讀數測試電機的方法已越來越不能滿足對電機測試的精度、速度和進行動態測試的要求，電機測試自動化勢在必行。
本文提出了一種新型的基于pc機的個人儀器式電動機特性自動測試系統。該系統采用了測試集成的設計思想[2]，以pc機為基礎，配置相應的傳感器模塊對電壓、電流、轉速和轉矩瞬時值進行測量，利用多功能數據采集卡進行數據采集，并配合驅動電路對電機進行控制，由軟件完成數據處理及適時發出控制命令，使整個系統協調工作。用戶可通過鍵盤或鼠標操作圖形化界面上的按鍵，進行電動機各種特性的，測試，測試結果的存儲，特性監線的顯示、放大、壓縮和打印等。系統還具有傳統測試方法所無法實現的自動故障監測及安全保護功能。該系統將傳統的獨立測試儀器與計算機的軟硬件資源融為一體。這樣，計算機的顯示器、鍵盤、cpu、ram和磁盤等部件成為系統的其享資源．且可用計算機軟件代替傳統儀器的某些硬件，充分體現硬件軟化的特點，因此能大大減少重復設備，節約物質資源，降低成本，實現多種功能，擴展性好。
2測試原理
為了實現自動測出被測電機在不同負載下的運行，系統用直流發電機作為電動機負載，發電機帶恒定負載電阻，通過用計算機自動控制改變發電機勵磁電壓來改變發電機運行狀態，以達到改變電動機負載（或輸出功率）的目的。為了實現電機的自動合閘與拉閘，系統采用受計算機控制的接觸器作為電動開關。
要得到各類電動機的各種特性曲線，無外乎就是要得到電機在各負載狀態下或各個瞬時的輸入電壓、電流的有效值、瞬時值、轉矩、轉速、輸入功率、輸出功率、功率因數.效率。為體現硬件軟化以節省資源的特點，決定僅采集值i（且可以用軟件選擇是測三相中的一相，二相，還是三相都測，而其它量均可通過軟件由這四個量計算而得到。
注意，pl是指交流電動機的一相平均功率，直正的輸入功率應乘以3。對于直流電動機而言，pl即為輸入功率，不必乘3。
系統框圖如圖1所示，系統主要由pc機、傳感器模塊組、高速多功能采集卡、自動合閘拉閘和負載狀態控制五部分構成。
3.1傳感器模塊組
傳統的電流、電壓測試方法是利用分流器或互感器等，但它們存在著精度低、體積大、適用波形范圍窄、不能電隔離、響應慢等缺點，不能滿足高速自動測試系統的要求。為了能捕捉到直流、交流，甚至瞬變的電壓、電流信號，系統采用了新型的light模塊為電壓、電流傳感器，將被測電機的電壓、電流信號變為反映其真實波形為-5～+5v范圍的電壓信號，以供a/d轉換。它采用磁補償原理，能檢測從直流到lookhz的任意波形的輸入電流、電壓值，其響應時間小于irls，跟蹤速度di/dt高于50a/tis，精度優于百分之1，非線性失真度小于±百分之0.1，過載能力也很強 (20倍)，尺寸微小，這是傳統的分流器、互感器所無法比擬的。注意此種傳感器為電流輸出型，需用一適當的測量電阻r將萁變為-5～+5v范圍內的電壓信號。轉矩轉速則采用的是與被測電機同軸聯接的jc型轉矩轉速傳感器，其基本原理是通過磁電變換，把被測轉矩換成具有相位差的兩個電信號，此兩信號的頻率與電機轉速成正比，相位差與轉矩成正比。把這兩個電信號輸入jw型扭矩儀，可輸出-5～5v之內的轉矩和轉速模擬電壓信號，此輸出需經低通濾波后才能輸入a/d。
3.2高速多功能采集卡
該卡插入計算機的擴展槽內，直接與計基于pc機的電動機特性自動測試系統算機內部總線相連，用來實現模擬量輸入及輸出通道，數字量輸入及輸出通道以及定時／計數器功能。它是系統成為個人儀器式自動測試系統的重要標志。本系統采用的是hy- 8071型多功能數據采集卡，該卡具有300khz的通過率，12bit分辯率的a/d和d/a，可提供8雙/16單的模擬輸入通道和2路模擬輸出通道，8路數字量輸入和8路數字 |
