[实用新型]变频调速电动机的参数测试系统

权利要求书

1.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，其特征在于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。

2.根据权利要求1所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于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。

3.根据权利要求1或2所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于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。

4.根据权利要求3所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于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；

二是直接存储器存取(DMA) 方式：将外部存储器地址与 PC 机内存统一编址，易实现高速数据传输，可以大大提高数据的采集速度；

三是中断控制方式：数据转换完成后，以硬中断信号的方式，通知 PC 机读取。

5.根据权利要求4所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于所述的数据采集电路主要由模数转换电路和控制电路构成，一路模拟输入信号经过零比较后，连接控制电路的锁相环电路，经N倍频后的输出频率经整形后作为模拟数据采集器AD7874芯片的启动信号，与所述模拟数据采集器AD7874芯片相连有ISA总线传输电路，将数据传送至测试平台。

6.根据权利要求5所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于所述的测试平台是通过微机以及附带的人机交互界面完成对电动机振动、温度和定子绕组断路故障的监测，所述的人机交互界面包括了 LabVIEW 前面板的设置，其中：

振动温度监测部分的前面板设置，它由一个数值型曲线图表 Waveform char来分别显示温度、振动的采样点信息；采样循环时间控制旋钮选择控制采样循环时间，循环时间的大小通过数据显示窗口显示；“温度模拟控制端”和“振动幅度控制值”分别用来仿真数据采集卡采样到的温度和振动信号；切换按钮实现对振动和温度测量的切换，温度计可以实时显示测量温度的大小；

定子电流监测部分的前面板设置，它包括电压参数设置部分、三相电压示波窗口，每相电流示波窗口和每相的有功功率、功率因数、电流等的测量结果；其中，正弦电压参数设置部分用来设置正弦电压的各个参数，如频率、幅值、Ua初相位、偏压、采样信息、a相阻抗值等；“运行切换控制”按钮用来进行电压电流和振动温度测量的切换，开关“ON、OFF”控制波形的输出，报警灯给出报警信号；

程序框图设置，在完成前面板的器件摆放后，开始进行程序框图设置，将采集到的电流、温度、振动信号由数据采集卡采集后都转变为电信号与所给定的值比较，对电机运行情况进行实时监测，显示波形，并配有报警信号。

7.根据权利要求6所述的变频调速电动机的参数测试系统，其特征在于所述的程序框图由两部分组成，一部分是对温度和振动进行监测，一部分是对定子绕组断路故障进行监测：

其中振动和温度部分框图设置是：前面板上报警灯用做显示温度或振动超过允许值时的报警信号，采样循环时间控制旋钮用来设定采样的时间间隔，设置采样周期可选择为0—1秒，循环时间的大小在左下角的数据显示窗口显示；温度计用来实时显示温度的大小；两个控制端用来进行对温度和振动的采样值的模拟；当输入的温度数值超过程序设定的允许值时，报警灯会变亮；循环时间的控制通过Wait Until Next ms Multiple函数来实现，设计中设定与定时函数连接的常数值是1000，通过它与循环时间控制端输入的值相乘，来设定程序的循环时间；当温度大于等于50度时报警灯会变亮；

切换按钮用来切换对振动和温度的测量，开关控制波形的输出；用一个噪声信号源模拟数据采集电路采样到的振动信号，其振幅大小可由振动幅度设定端给定，表示电动机振动幅度的变化；当振动幅值超过程序中给定值时，报警灯会变亮；

所述定子故障监测部分的框图设置是：参数设置前面板用来设置正弦电压量的各个参数，电压电流波形用两个示波控件 Waveform Graph显示；运行控制端用来进行对电压电流和振动温度检测的转换，开关控制波形的输出；测量结果由六个数值指示窗口和五个表计指示仪显示；a相电压用一个正弦函数产生器产生，用来模拟电动机定子的电压，可以设定它的各个参数，如频率、幅值、相位、偏压等；其余各相电压和a相大小相等相位互差120度；定子阻抗可以设定，当定子绕组发生故障时，其值会发生变化；定子电流额定值为2.7安，程序设定为当定子电流小于2.2安或者大于3.2安时，报警灯会变亮。