電機檢測系統方案設計

2021-11-06 13:52:48 字數 3996 閱讀 8743

科學技術的發展對電機效能和質量指標提出了越來越高的要求,電機檢驗技術的發展與電機工業的發展是密切相關的。電機檢測是利用儀器、儀表及相關裝置,按照相關的規定,對電機製造過程中的半成品和成品,或以電機為主體的配套產品的電氣效能、力學效能、安全效能及可靠性等技術指標進行的檢驗。通過這些檢驗,可以全部或部分的反映被試電機的相關效能資料,用這些資料,可以判斷被試電機是否符合設計要求、品質的優劣以及改進的目標和方向。

電機檢測是電機研究、生產和維修過程中不可缺少的重要環節,是電機製造和生產的重要工序。

傳統的檢測裝置和方法由於操作時間長,需觀測的儀器多,人工讀取測試資料和進行資料分析、計算,在一定程度上影響了電機檢測的質量和精度。隨著目前電機設計水平、工藝水平的進一步提公升,以及電機原材料的效能不斷提高,電機的效能和質量指標有了很大的提高。因此,對電機檢驗技術的要求也日益提高,提高電機檢驗效率、降低操作人員勞動強度、提高測試精度和試驗質量勢在必行,而由於測試理論的豐富、測試手段的進步、裝置精度的提高以及自動化測試系統和電子計算機在測試中的廣泛應用,電機的檢驗技術也確實有了突飛猛進的發展。

因此,研製一套符合要求的電機自動檢測系統,對於從事電機維修的單位來說是非常有必要的。

1、系統可檢測電機的轉矩、轉速、功率等引數。

2、系統可檢測電機的輸入電流、電壓、功率因數、功率等引數。

3、系統具有手動、自動測試方式,全部過程可在控制櫃上的顯示控制儀上實現;資料可鎖存,以便手工記錄;

4、系統具有自動測試方式,即負載根據設定自動載入,掃瞄電機從空載到設定值的特性曲線;

5、系統具有定點測試方式,即電機執行後,負載自動調節到設定值,並在設定值處穩定執行;

6、系統可記錄測試結果,電機測試資料以報表或曲線的方式顯示,可列印儲存,方便下次開啟查詢曲線,曲線座標引數可修整。

1、額定扭矩檢測精度:±0.5%;轉速精度±0.2%;

2、測功範圍:0.01nm~1000nm;

3、轉速測量範圍:0~7000轉/分;

4、溫度測量範圍:0~70度;

5、電壓測量範圍:交流-400~+400伏,直流-30~+30伏;

6、電流測量範圍:100安培。

根據系統的功能和技術指標的要求,本系統將採用pxi控制匯流排技術,選用高精度測量儀器,自動和手動兩種方式進行檢測。

選用的主要裝置有:pxi控制器、測功機、測功機控制儀、單三相直流電引數儀、交流變頻電源、直流電源、夾具、顯示器和控制操作台等。系統結構原理圖見圖1。

考慮到系統的可靠性、通用性和保障性要求,系統設計中應慎重選擇主要裝置,下面就對系統的控制匯流排和主要測量儀器(測功機)進行分析和選擇。

1、控制匯流排選擇

出於效能的穩定性和擴充套件性考慮,為了具有更好的通用性,便於同時檢測多種型別和型號的電機,系統準備採用pxi虛擬儀器作為控制匯流排。同其他控制匯流排技術相比,虛擬儀器技術具有四大優勢:

(1)效能高

虛擬儀器技術是在pc技術的基礎上發展起來的,所以完全「繼承」 了以現成即用的pc技術為主導的最新商業技術的優點,包括功能超卓的處理器和檔案i/o,使您在資料高速匯入磁碟的同時就能實時地進行複雜的分析。此外,不斷發展的網際網路和越來越快的計算機網路使得虛擬儀器技術展現其更強大的優勢。

(2)擴充套件性強

ni的軟硬體工具使得我們不再受限於當前的技術中。這得益於ni軟體的靈活性,只需更新計算機或測量硬體,就能以最少的硬體投資和極少的、甚至無需軟體上的公升級即可改進整個系統。在利用最新科技的時候,我們可以把它們整合到現有的測量裝置,最終以較少的成本加速產品上市的時間。

(3)開發時間少

在驅動和應用兩個層面上,ni高效的軟體構架能與計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術結合在一起。ni設計這一軟體構架的初衷就是為了方便使用者的操作,同時還提供了靈活性和強大的功能,使我們輕鬆地配置、建立、發布、維護和修改高效能、低成本的測量和控制解決方案。

(4)無縫整合

虛擬儀器技術從本質上說是乙個整合的軟硬體概念。隨著產品在功能上不斷地趨於複雜,工程師們通常需要整合多個測量裝置來滿足完整的測試需求,而連線和整合這些不同裝置總是要耗費大量的時間。ni的虛擬儀器軟體平台為所有的i/o裝置提供了標準的介面,幫助我們輕鬆地將多個測量裝置整合到單個系統,減少了任務的複雜性。

2、測功機選擇

測功機是系統檢測電機引數的主要裝置,測功機選擇的恰當與否也是系統成功與否的關鍵,常用的測功機一般有磁滯測功機、磁粉測功機和電渦流測功機等,下面就從各種測功機的形式和適用範圍進行選擇性比較。

(1)磁滯測功機

磁滯測功機由帶齒極定子、空心磁滯杯轉子、激磁線圖、支架、底板等組成,當磁滯測功機內部線圈通過電流時產生磁力線,並形成磁迴路二產生轉矩,改變勵磁電流即可改變負載力矩。

適用於中小力矩而轉速較高的電機測試,如非同步電機、小功率直流電機、串激電機及電動工具行業等。

(2)磁粉測功機

磁粉測功機是由定子、實心轉子、激磁線圈、磁粉介質、支架、底板等組成,當磁粉測功機內部線圈通過電流時產生磁場,使內部磁粉按磁力線排成磁鏈,由磁粉鏈產生拉力變為阻止轉子旋轉的阻力,該力即為負載力矩。改變激磁電流即可改變負載力矩。

適用於大力矩而轉速較低的場合。如起動電機恆力矩帶載起動、非同步電動機、直流減速電機及造紙、紡織等行業使用的恆張力控制等。

(3)電渦流測功機

電渦流測功機由感應子**子)、電樞及勵磁繞組、轉矩、轉速感測器、底板等組成,當感應子被電動機驅動旋轉時,氣隙磁通密度隨感應子的旋轉而發生週期性變化。因此,在渦流環表面及一定深度內感生渦流電動勢,並產生渦流,該渦流所產生的磁場又與氣隙磁場相互作用,產生制動力矩。改變定子的勵磁電流,可以調節被測動力機械的轉矩。

適用於高轉速、大功率動力機械的轉矩和功率測量,尤其適用於動力機械的**壽命試驗及溫公升試驗,如串激電機、電動工具及大功率電機。

通過上面的分析,系統準備採用磁滯測功機。

根據系統組成和功能要求,需要在硬體系統搭建的基礎上,設計一套檢測軟體,系統主要檢測軟體的功能如下。

1、測試專案軟體

(1)空載、負載、堵轉測試時對電流、轉矩、轉速、輸出功率進行安全值的設定,可實現自動退出限制。

(2)自動載入與手動載入測試:

負載測試載入速度可調:根據實際需要自行調節;

測試載入增量可調:可對初始載入量和增量進行設定。

(3)定點測試:可對電流、轉矩、轉速、功率進行測試。可定乙個點不解除安裝;定多個點解除安裝。定點個數最多可以定5個點。定點資料可以設定。

(4)耐久測試:執行方式,空載、轉矩、輸入功率、輸出功率、不測可隨意設定;每個專案下的耐久值和誤差值可隨意設定;測試時間也可以隨意設定。

2、銘牌引數記錄軟體

電機型號、額定功率、額定電壓、額定轉速、客戶名稱、客戶檔案、測試人員、測試日期。

引數作為報表幫助客戶整理和分析資料。

3、曲線顯示軟體

(1)兩種模式:轉速模式、轉矩模式。兩種模式只是對資料分析的方式。

(2)曲線顯示:電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率。每條曲線的最大值和顏色代表的曲線可隨意設定,方便分析資料。

4、電機引數的儲存和呼叫軟體

每一種電機的引數設定好以後可以儲存,以便下次使用和呼叫不需要重新去設定。

5、測試介面軟體

測試介面可以實時顯示測試的瞬時值(電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率),並可以間按一定的時間(隨意設定)採集資料。同時在測試過程中曲線自動繪製。更好的監控測試的過程。

6、報表分析軟體

(1)整個測試過程的曲線圖(電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率)。

(2)銘牌引數值。

(3)關鍵點電機效能分析。

空載點:電流值和轉速值

最大轉矩點:轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值;

最大輸出功率點:轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值;

最高效率值:轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值。

1、方案制定:2023年4月6日~2023年4月20日;

2、裝置採購:2023年4月21日~2023年5月20日;

3、硬體搭建:2023年5月21日~2023年6月20日;

4、軟體編制:2023年6月21日~2023年7月20日;

5、系統聯調:2023年7月21日~2023年8月20日;

6、產品試用:2023年9月1日~2023年12月30日。

系統產生的主要費用情況見表1所示。

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