一种冷却风扇寿命试验控制系统及其控制方法_2

文档序号:8922121阅读:来源:国知局
动器,用于驱动冷却风扇电机;
[0040] 计数器,用于采集冷却风扇的运行次数;
[0041] 计算机,用于根据所述计数器采集的风扇的运行次数,通过所述电机驱动器控制 所述风扇电机的运转。
[0042]所述计算机为PCI(PeripheralComponentInterconnect,外设组件互联标准) 总线结构的工控机或者为PXI(PCIextensionsforInstrumentation,面向仪器系统的 PCI扩展)总线结构的工控机。
[0043] 所述系统还包括:用于检测所述冷却风扇电机的壳体温度的温度传感器、用于检 测所述冷却风扇电机的电流的电流传感器、用于检测所述冷却风扇电机的电压的电压传感 器中的至少一种,则所述计算机还用于根据所述温度传感器、所述电流传感器和所述电压 传感器检测到的数据,对所述冷却风扇电机的工作状态进行监控。
[0044] 所述计算机具体用于在所述温度传感器、所述电流传感器和所述电压传感器检测 到的数据超出正常标准范围时报警,或显示所述温度传感器、所述电流传感器和所述电压 传感器检测到的数据。
[0045] 所述系统还包括程控电源和不间断电源。
[0046] 另一方面,本发明实施还提供了一种车用冷却风扇寿命试验控制方法,所述方法 包括:
[0047] 冷却风扇电机驱动冷却风扇运行;
[0048] 计数器采集冷却风扇的运行次数;
[0049] 计算机根据所述计数器采集的冷却风扇的运行次数,通过电机驱动器控制冷却风 扇电机的运转或停止。
[0050] 优选的,所述方法还包括:
[0051] 检测所述冷却风扇电机的壳体温度、电流、电压中的至少一种;
[0052] 计算机根据检测到的壳体温度、电流、电压,对所述风扇电机的工作状态进行监 控。
[0053] 具体的,所述计算机根据检测到的壳体温度、电流、电压,对所述冷却风扇电机的 工作状态进行监控,具体包括:
[0054] 在所述温度传感器、所述电流传感器和所述电压传感器检测到的数据超出正常标 准范围时报警,或显示所述温度传感器、所述电流传感器和所述电压传感器检测到的数据。
[0055] 工作原理:此台架是通过基于LabVIEW平台开发软件来控制,首先在LabVIEW平台 开发的软件中设定控制参数(风扇类型、运行周期、电压温度和限制参数等),运行后,软件 通过工控机串口输出相应的控制信号给执行机构,从而实现对目标要求,机械工装部分起 到对传感器的安装辅助作用。
[0056] 测试台说明:
[0057] 1、开启UPS电源、工控机、显示器;
[0058] 2、在基于Labview开发的软件界面上设置对应的通道、选择风扇类型、样件工作 的工作次数、高低速切换次数、电机壳体温度报警极限值、电流电压极限值等;
[0059] 3、通过操作软件由工控机输出控制信号开启冷却风扇电机,试验开始;
[0060] 4、工控机内数据采集卡开始采集温度传感器、电流传感器和电压传感器传输的电 机壳体温度、电机工作电流和试验电压值,通过时间继电器来控制风扇高低速、停止位的切 换及转化为运行循环次数。
[0061] 5、软件自动记录试验的各项数据,试验结束后,最终生成试验报表。
[0062] 概述暨模块化的设计思想
[0063] 冷却风扇寿命试验台要求能够满足对一台冷却风扇寿命试验的要求,并具备试验 周期可设置,可拓展功能,能够对已有或潜在的多个车型的冷却风扇进行测试。
[0064] 为了解决这些问题,本试验台的研制将以模块化、通用化、平台化的设计思想为指 导,降低试验成本,提高系统的适用性,以期满足今后期试验全面需求。
[0065] 计算机是整个测试设备的中枢,通过安装在计算机上的软件,实现对整个测试设 备的控制,并存储测试数据和结果。
[0066] 基于LabVIEW编写控制软件一方面输出控制信号给样件,控制电机的运行及停 止,另一方面接收相关传感器反馈的信号,采集冷却风扇运转转速信号,电机壳体温度、及 电压电流。
[0067] 监测单元(数据采集卡)负责监控、采集各反馈信号,并将检测数据传送给计算 机,进行数据运算和保存。
[0068] 执行元件(计时器),驱动转换控制弱信号为强信号,计时器反馈信号给控制端, 进一步实现冷却风扇的转速以及电机通断时间,实现冷却风扇的间歇运转方式。
[0069] 冷却风扇寿命试验台工作流程:
[0070] 打开电源。
[0071] 启动计算机上的软件界面。
[0072] 软件根据人工输入或预设值控制输出指定信号,通过串口与被测控制器通讯,按 照预设的控制程序进行驱动冷却风扇工作以及通断时间,同时采集来自监测单元的采集信 息。
[0073] 测试过程中如有异常,则通知操作者故障原因。
[0074] 测试结束,生成测试报告,同时将测试信息保存在数据库中。
[0075] 详细方案
[0076] 整个试验台系统包括:计算机、电源、控制单元、执行单元、监测单元以及传感器 等。
[0077] 在实验室中进行寿命试验时,整个试验台控制系统单独在监控室里,隔离于现场 高温环境,有利于保护设备板卡,温度传感器等安装在现场,能及时采集到相关数据,传输 给系统,方便简洁。
[0078] 计算机方案
[0079] 方案1 :采用基于PCI总线的19英寸机箱工控机。
[0080] 方案2 :采用基于PXI总线的工控机。
[0081] PXI总线结构的工控机,机械和电气连接性能均明显优于常规基于PCI总线的工 控机。
[0082] PXI总线结构的工控机系统(包括外设),价格高于常规基于PCI总线的工控机系 统。
[0083] 具体采用的计算机系统,视实际需求而定。采用19寸液晶显示器作为显示。
[0084] 电源方案
[0085] 采用程控电源+UPS的电源方案。
[0086] 程控电源的总输出功率不少于0~30V/50A,提供三路输出,每路单独可调。
[0087] UPS用于提供意外断电时的保护。
[0088] 控制单元的工作原理如图6所示:控制单元接收电源输入和计算机指令输入,产 生对应的开关及模拟量输出、波形输出等,板卡采用外购标准多功能数采卡,安装在计算机 中。
[0089] 监测单元方案的工作原理如图7所示:
[0090] 监测单元应具备电压采集、电流采集、温度采集的能力。
[0091] 板卡采集电信号,转化为数字信息,通过PCI总线或其他途径,传送至计算机,板 卡安装在计算机内。
[0092] 监测单元的参考技术指标如下(可根据实际需求,更改):
[0093] 采集通道10路。
[0094] 电压采样范围:0~15V;电压采样精度:0. 1%,分辨率0.005V;电流采样范围: 0. 5mA~40A;电流采样精度:0. 2%,分辨率0. 05mA(电流测量值〈100mA);采样刷新率: 3kHz;温度采样范围:-40°C~200°C;温度采样精度:0. 5%。
[0095] 控制方案实施
[0096] 如图四所示,系统包括:电机驱动器104、计时器102、计算机101、计数器103。其 中,电机驱动器104用于驱动冷却风扇电机105,进而驱动冷却风扇106运行;计时器102用 于冷却风扇各转速下的运行时间和
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