一种电机参数自动测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电机参数自动测试系统。所述的测试系统包括集成箱，其侧面有三个引出接口，第一个接口将DSP控制系统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控制系统，开关控制电源模块来给整个系统进行供电。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，这样的设计使整个系统看起来既简洁，使用起来又方便。
【专利说明】
一种电机参数自动测试系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种电机参数自动测试系统。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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】
[0004] 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系统。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：
[0006] -种电机参数自动测试系统，所述的测试系统包括集成箱（1)，其侧面有三个引出 接口，第一个接口（8)将DSP控制系统(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 制系统(3)，开关(13)控制电源模块(5)来给整个系统进行供电。
[0007] 所述的集成箱（1)内部包括电源模块、DSP控制系统、串口、光电编码器、数模转换 模块、电流传感器模块。
[0008] 所述电流传感器模块采用ACS712霍尔电流传感器。
[0009] 所述数模转换模块采用AD7606芯片。
[0010] 所述DSP控制系统为TMS320F2812芯片及其外围电路。
[0011] 本发明的有益效果在于：
[0012] 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 整个系统看起来既简洁，使用起来又方便；
[0013] 2)DSP控制系统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；
[0014] 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】
[0015] 图1是本发明的结构示意图；
[0016] 图2是本发明的参数解算流程图；
[0017]图3是本发明的操作流程图；
[0018] 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】
[0019] 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。
[0020] 本发明提供的是一种电机参数自动测试系统。该系统包括集成箱、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控制系统，串口、上位机显示。该系统 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η;通过空载二点法得到电机电枢电阻Ra;以电流值Ia、电机的 转速η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。
[0021] 本发明包括集成箱，电源模块、DSP控制系统、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系统供电，DSP控制系统通过 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。
[0022] 本发明还包括以下特征：
[0023] 在DSP控制系统中加入蜂鸣器，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。
[0024] 图1是本发明一种电机参数自动测试系统的结构示意图，该测试系统包括集成箱 (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控制系统 (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)，给整个系统供电；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 电源启动整个系统。
[0025] 图2是本发明一种电机参数自动测试系统的参数解算流程图，步骤如下：
[0026] Step 1:电机电流：系统正常工作时，电流传感器模块输出与电流Ia成比例的电压 Ucmt，通过数模转换模块后，DSP得到电压1]_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。
[0027] Ia = U〇ut/K
[0028] 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1]1、1 1、111、1]2、12、112，根据反电动势系数相等原理，列出方程，求出1^。
[0029]
[0030] 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。仏 为电源模块给电机的外加电压，ε为反电动势，1^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。
[0031] ε =Ua-IaRa
[0032] 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匕，通过旋转编 码器测得电机转速n，便可得到反电动势系数。
[0033]
[0034] 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 Ia，由公式T = 9.08KeU更可以得到电机的输出转矩。
[0035] T = 9.08KeIa
[0036] 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。
[0037]
[0038]图3是本发明一种电机参数自动测试系统的操作流程图，步骤如下：
[0039] Stepl:按下启动开关，电源模块给整个系统供电。
[0040] Step2:DSP控制系统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 系统。
[0041 ] Step3:DSP控制系统根据图2的建立的数学模型，解算出各电机参数。
[0042] Step4:DSP控制系统将解算后的电机参数通过串口发送给上位机显示。
[0043]图4是本发明一种电机参数自动测试系统的上位机软件操作界面图，
[0044] 结合图2,图3,图4，DSP控制系统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。
【主权项】
1. 一种电机参数自动测试系统，其特征在于:所述的测试系统包括集成箱（1)，其侧面 有三个引出接口，第一个接口（8)将DSP控制系统(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控制系统(3)，开关(13)控制电源模块(5)来给整个系统进行供电。2. 根据权利要求1所述的一种电机参数自动测试系统，其特征在于:所述的集成箱（1) 内部包括电源模块、DSP控制系统、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系统，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系统，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系统，其特征在于:所述DSP控制系统 为TMS320F2812芯片及其外围电路。
【文档编号】G01R31/34GK105974309SQ201610289438
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】李光春, 柯杰, 杜世通, 吴振, 于岩, 程章龙, 韩鹏, 吴亚明, 张佩, 郭国辉
【申请人】哈尔滨工程大学