专利名称：便携式电机参数检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及属于测试仪表技术领域，专用于电机参数测试的便携式仪表，具体是 一种便携式电机参数检测装置。
背景技术：
电机的效率是人们衡量电机优劣的一个非常重要的参数；电机的输出功率不能直 接通过仪表测量，而是间接通过转速和转矩进行测量；对电机转矩的测试是一个比较复杂 的操作，它必须要求电机带上负载，电机测试负载通常选用发电机和磁粉阻尼装置，需要有 专用的测试台(即测功机)进行测试，一台测功机要包括，铸铁平台、磁粉阻尼装置、大功 率直流电源、散热冷却系统、直角弯板、专用法兰盘、电流、电压、功率，转速表等，重量接近1 千公斤；大功率电机机壳尺寸比较固定，在测试台上测试相对容易，对于小功率电机外壳形 状多种多样，尺寸也不固定，如果在测试台上测试，每种电机均需要专用的卡具，因此，不可 能实现质量监督人员对电机质量的随机检测；在电机参数测量中，除了测量系统本身的误 差外，被测电机的主轴与负载的主轴的同心度直接影响测量误差，因此对联轴器和安装的 精度要求较高。因此，提供一种适于便捷地对小功率电机进行效率测试的装置，是本领域要解决 的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于便捷地对小功率电机参数 进行测试的便携式电机参数检测装置。为解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式电机参数检测装置，包括用于设 置在被测电机输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的LCD、经计数器与CPU单元相连 用于检测被测电机的转速的反射式红外光电传感器。电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入 电压处于峰值时开始计时至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰值 的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而 根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的 关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功 率和效率；其中效率等于输出功率与输入功率的比值；输出功率等于转矩与转速的乘积 与9550的比值；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。所述参数已知电机是指该电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数等 参数已知。本发明具有积极的效果本发明的便携式电机参数检测装置的主要检测对象是小 型电机，尤其是针对家电上使用的各种电机，它不需要固定的试验台，对环境几乎没有什么要求就可以进行各种参数的测试。(2)本发明的便携式电机参数检测装置使用简单，携带方 便，不需要使用专用卡具，对被测电机的位置没有要求，安装简单；风叶安装时，没有同心度 的要求，容易保证测量精度；还可直观显示参数、效率、转速、输入功率、输出功率、功率因数 等电机参数。(3)微处理器的处理过程①微处理器(本例选用C8051F330D)内置的10位 AD转换器采样输入电压，在电压峰值启动定时器，到电流的峰值时间计算出功率因数，得出 输入功率；②通过反射式红外光电传感器和计数器检测电机的转速；③以风叶的转速为依 据，通过风叶产生阻转矩的专家系统得到转矩；④根据转速，转矩和功率之间的关系计算输 出功率；⑤显示数据转速，转矩，输入功率，输出功率，效率。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本发明作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的便携式电机参数检测装置的电路框 图；图2为实施例中的便携式电机参数检测装置的使用状态示意图；图3为实施例中的第 一关系曲线的示意图；图4为实施例中的第二关系曲线的示意图；图5为实施例中的风叶 转速与风叶阻转矩的关系曲线的示意图。
具体实施例方式见图1-5，本实施例的一种便携式电机参数检测装置，包括用于设置在被测电机 输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的IXD、经计数器与CPU单元相连用于检测被测 电机的转速的飞反射式红外光电传感器。电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入 电压处于峰值时开始计时直至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰 值的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从 而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的 关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功 率和效率；其中效率等于输出功率与输入功率的比值；输出功率等于转矩与转速的乘积 与9550的比值；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。所述预先获取风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线的方法包括如下步骤步骤 ①在现有的测功机上将一参数已知电机安装上所述风叶，当该电机转速到额定转速时 (例如3000r/min)记录当前转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，然后依次降低该
电机的转速60r/min (即依次为2940r/min、2880r/min、2820r/min、......)，并记录相应转速
下该电机的输入电压、电流及功率因数，直至该参数已知电机的转速降至600r/min时，最 后一次记录该电机的输入电压、电流及功率因数，从而得到一组相应转速下该电机的输入 电压、电流及功率因数的标准数据，以及输入功率与风叶转速的第一关系曲线；其中，该参 数已知电机的输入功率根据所述参数已知电机的输入电压、电流与功率因数得出。该步骤 ①中还包括如下步骤控制所述参数已知电机的转速从600r/min开始，每增加60r/min (即 依次为660r/min、720r/min、780r/min、……)记录一次相应转速下该参数已知电机的输入 电压、电流及功率因数，直至该电机到达所述额定转速(例如3000r/min)，得到一组相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数的校正数据，取对应转速下分别依据 标准数据与校正数据得出的输入功率的平均值，以校正所述第一关系曲线。步骤②将参数已知电机接上测功机的负载，当该参数已知电机的转速达额定转 速时(例如3000r/min)，调整测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准 数据中额定转速下的输入电流，此时记录下测功机测得的转矩；然后依次降低该电机的转
速60r/min(即依次为2940r/min、2880r/min、2820r/min、......)并调整所述负载，使相应
转速下的该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依 次记录对应转速下的测功机测得的转矩，直至该参数已知电机的转速降至600r/min时，最 后一次记录该转速下的测功机测得的转矩；从而得到对应转速下该参数已知电机的输入功 率与该输出转矩的第一关系数据组，并根据该第一关系数据组得出第二关系曲线；该步骤 ②中还包括如下步骤控制所述参数已知电机的转速在600r/min，调整测功机的负载，使 该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，此时记录下测功 机测得的转矩；然后依次增加该电机的转速60r/min并调整所述负载，使相应转速下的该 电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的 测功机测得的转矩，从而得到该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第二关系数据组， 取对应输入功率下的所述第一、第二关系数据组中的输出转矩的平均值，以校正所述第二 关系曲线。步骤③根据校正后的第一关系曲线和校正后的第二关系曲线得出风叶的转速与 风叶阻转矩的关系曲线。其中，根据力的作用力与反作用力，风叶阻转矩与参数已知电机的 输出转矩相等。选不同阻转矩的风叶(选取原则是被测电机在额定转速提供的最大功率小于风 叶在该转速提供的功率)，以预先获取相应风叶的风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，以覆 盖10w-200w的测量范围。所述参数已知电机为直流无刷电机，其具有工作状态稳定、调速方便、损耗小等特
点ο显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的 实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发 明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
一种便携式电机参数检测装置，其特征在于包括风叶，用于设置在被测电机的输出轴上；CPU单元；LCD，与CPU单元相连；反射式红外光电传感器，经计数器与CPU单元相连，用于检测被测电机的转速；电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入电压处于峰值时开始计时至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰值的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率；CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于所述预先获取 风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线的方法包括如下步骤步骤①在现有的测功机上将一参数已知电机安装上所述风叶，当该电机转速到额定 转速时记录当前转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，然后依次降低该电机的转速 60r/min，并记录相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，直至该参数已知电机的 转速降至600r/min，从而得到一组相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数的标准 数据，同时得到该参数已知电机的输入功率与风叶转速的第一关系曲线；步骤②将所述参数已知电机接上测功机的负载，当该参数已知电机的转速达额定转 速时，调整所述测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中额定转 速下的输入电流，此时记录下所述测功机测得的转矩；然后依次降低该电机的转速60r/ min并调整所述负载，使相应转速下的该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对 应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的测功机测得的转矩，直至该参数已知电 机的转速降至600r/min，从而得到对应转速下该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第 一关系数据组，并根据该第一关系数据组得出第二关系曲线；其中，该参数已知电机的输入 功率根据所述参数已知电机的输入电压、电流与功率因数得出；步骤③根据第一关系曲线和第二关系曲线得出所述风叶的转速与风叶阻转矩的关系 曲线。
3.根据权利要求2所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于所述参数已知 电机为直流无刷电机。
4.根据权利要求2所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于步骤①还包括 如下步骤控制所述参数已知电机的转速从600r/min开始，每增加60r/min记录一次相应 转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数，直至该电机到达所述额定转速，得到 一组相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数的校正数据，取对应转速下 分别依据标准数据与校正数据得出的输入功率的平均值，以校正所述第一关系曲线。
5.根据权利要求4所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于步骤②还包括 如下步骤控制所述参数已知电机的转速在600r/min，调整所述测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，此时记录下所述测功机 测得的转矩；然后依次增加该电机的转速60r/min并调整所述负载，使相应转速下的该电 机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的所 述测功机测得的转矩，从而得到该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第二关系数据 组，取对应输入功率下的所述第一、第二关系数据组中的输出转矩的平均值，以校正所述第 二关系曲线。
全文摘要
本发明涉及一种结构简单、适于便捷地对小功率电机参数进行测试的便携式电机参数检测装置，其包括用于设置在被测电机输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的LCD、经计数器与CPU单元相连用于检测被测电机的转速的反射式红外光电传感器。电流电压检测单元检测输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
文档编号G01P3/36GK101930054SQ20101016897
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者廉春园, 王雁平 申请人:常州工学院