[发明专利]一种变频调速电动机的参数测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种变频调速电动机的参数测试系统，属于电机测试技术领域。

背景技术

在当前的测试领域中，传统的测试系统由于本身所固有的诸多弊端变得越来越不适应现代测试的要求，需要从新的方向上寻找突破点，以解决当前测试系统的问题。

交流电机以其结构简单、坚固耐用、环境适应能力强、电机维护简单等优点，至今为大部分传动装置所采用。随着自动化水平的不断提高，新器件的不断问世，同时为了提高产品产量和质量，大幅度地节省能源，交流电机调速传动的比重正在迅速增加。随着电力电子技术的发展,交流电机的变频调速已逐步取代了传统的变极调速、电磁调速和调压调速系统,被广泛应用于矿产、运输、纺织、风机、及空调家电等领域,其控制性能及经济性能都已接近甚至超过直流电机调速系统。为了对交流电机在变频调速系统中的工作状况进行更好的研究，改善功率因数，需要实时、较长时间地采集电机的运行状态参数——包括交流变频调速装置输出的三相电压、电流等多路信号，并对采得的信号进行存储、分析处理和动态回放。然而，交流变额器输出的电压和电流中既有按调速要求输出的低频率基波分量，又含有开关引起的很多高次谐波，在对系统电参数如电机效率、有功功率、无功功率、功率因数等重要技术指标进行综合测试、评价时，采用现有测试仪器和数字存贮示波器已经不能满足这些要求，原因有以下两个方面：

(1) 变频调速系统是非线性设备，其驱动电压信号是经过调制的矩形波，电流呈现出强烈的非正弦性，谐波分量极大；而现有测试仪器采样速度较低，只能用于工频稳态参数测量，无法完成非正弦信号的测量；

(2) 在电机的启动、切除或负载发生变化等涉及电流大而且变化较快的场合，会出现瞬变过程；对瞬变过程中电流的分析所需用的测试数据一般达上百万个，而普通数字存贮式示波器响应速度虽然快, 但存储容量不大,一般仅为 10k 级 ，由于受存储容量和存储路数所限，满足不了此要求。

现阶段测变频调速输出电压、电流特别是功率的专用数字测量仪器的价格十分昂贵，非一般的工业应用单位所能承受。有关变频调速电机的试验方法与测量手段,研究的较少。变频调速电机的主要电气参数包括三相电流、三相电压、有功功率、功率因数及频率等。变频调速电机的工作频率是变化的,大部分额定频率在低频或超低频,如果用传统的模拟测量技术进行测试,会因低频信号周期长、幅值变化缓慢等原因,引起响应时间长、测量准确度低等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构合理，使用方便可靠，能满足变频调速电动机参数测试要求的变频调速电动机的参数测试系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种变频调速电动机的参数测试系统，它包括一带有人机交互界面的、主要以微机构成的测量平台，所述的电动机上设置有至少包括电流、电压、温度以及振动信号传感器，分别通过接入信号调理电路，并通过数据采集电路接入测量平台，由所述测量平台的微机完成对电动机振动、温度以及定子绕组短路故障的检测。

本发明所述的信号调理电路包括信号放大、隔离以及滤波电路，所述的电流和电压信号传感器分别连接信号调理电路，经过所述信号放大、隔离以及整形滤波电路后，转换成数据采集电路可以采集的交直流电压输出信号；所述的温度和振动信号传感器经过信号的简单处理后以同样的方式分别连接信号调理电路，并由信号调理电路将其信号转换成数据采集电路可以采集的交直流电压输出信号。

本发明所述的数据采集电路包括数据采集和数据传送两部分，其中所述的数据采集采用内部嵌入采样保持电路的模数转换器；所述的数据传送包括基于PCI总线的传输电路、基于USB总线的传输电路以及基于ISA总线的传输电路三种；

数据采集电路将通过信号调理电路调理后的现场信号以一定的频率进行采集并存储在片内或片外的缓存器后，由测试平台的微机通过基于 PC 中断方式读取数据。

本发明所述的模数转换器包括TI 公司的 THS1206、Maxim 公司的 MAX125 以及 AD 公司的 AD7874 ，其中 AD 公司的AD7874 具有四通道同步采样保持电路，在外部采样时钟的低电平有效时采样保持电路对 4 通道的输入信号完成同步采样并存入保持电路，然后转换电路通过多路开关电路依次完成对 4 个保持信号的转换；

所述测试平台的微机通过基于 PC 中断方式读取由数据采集电路发送的数据主要包括如下三种：

一是程序查询方式：微机CPU通过程序依次查询某地址单元，然后读取数据；