三相异步电动机性能测试系统方案论证

三相异步电动机性能测试系统方案论证

李欣

日照市技师学院山东日照276800

摘要：三相异步电动机,作为一种机电能量变换的电磁装置在国民经济各行业有着极为广泛的应用。电机长期运行以后，由于受周围环境的影响，使电机不能正常运行。经过检修后的电机与原电机相比，性能发生变化。检修后不知电机性能具体如何，因此,引入本系统进行测试。由此可见，电机性能测试系统无论是对新产品的研制还是对电机的检修，都是一个极其重要的环节。

关键词：三相异步电机性能测试系统

一、概述

电机尤其是三相异步电机，作为一种机电能量变换的电磁装置在国民经济各行业有着极为广泛的应用。电机长期运行以后，由于受周围环境的影响，使电机不能正常运行。如在矿山、冶金等行业中，电机的损坏频率很高，经过检修后的电机与原电机相比，性能发生变化。检修后电机的性能具体如何，因此引入本系统进行测试。由此可见，电机性能测试系统无论是对新产品的研制还是对电机的检修，都是一个极其重要的环节。

传统的电机实验采用手动操作，自动化程度低，测试人员始终不能离开现场，工作紧张易疲劳，人为因素影响大，效率低，测试结果的准确性和精度不高。

电机测试技术的发展与电机工业的发展密切相关。电机工业的迅速发展对电机测试技术提出了新的要求。近代电子技术的迅速发展又为提高电机实验的精度和速度、进行动态特性测试以及采用新的测试方法提供了可能性，进一步推动电机测试技术的发展。

二、系统方案论证

本系统硬件部分的设计方案核心在于数据采集方式、系统控制方式。

1.电机测试的任务

电机测试的任务，首先是记录下电机在运行时的各种参数，如电压、电流、功率、频率、转矩等，然后再对这些数据进行加工处理、计算和分析，以掌握电机的各种性能。数据采样系统的任务就是完成数据的记录电机实验中所测量的数据，如电压、电流、功率及转矩等都需要经过各种变送器转换成直流模拟量电压，然后再将电压通过模/数（A/D）转换器转换成数字量。本设计主要采集电压、电流信号。

2.数据采集系统

数据采集技术的应用及其广泛。从大的方面说，例如数据遥测系统、脉冲编码与调制通信、自动测试系统、数据采样控制系统、视频信号处理系统等等。数据采集的核心内容是把模拟信号转换为数字信号。因此，数据采集系统中关键器件就是模/数转换器，简称A/D转换器。此外，一个数据采集系统中一般还包括下列各种器件：传感器（Tranducer，Sensor）、信号处理电路（SignalConditioning）、采样保持电路（Sample-Hold）、A/D转换器等。

3.测试原理

三相异步电动机的基本结构和额定值:三相异步电动机主要是由静止的定子和转动的转子两大部分组成。定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组是异步电动机的主要电路部分,它是由许多线圈按一定规律联接而成,其作用是通过时变电流建立旋转磁场以实现能量转换。机座的作用是固定和支持定子铁芯并形成散热风格。转子绕组的主要作用是感生电势、流过电流和产生电磁转矩。转轴的作用是支撑转子和传递机械能,它由成型圆钢加工而成。

4.数据采集方式

随着计算机的广泛应用，数据采集的重要性显而易见。它是计算机与外界连接的桥梁。不同类型信号采集的难易程度差别很大。数据采集前，必须对所采集的信号特性有所了解，才能选择合理的方式和系统配置。任意一个信号都是随时间而改变的物理量。常见的如温度、流速、压力、应变信号属于模拟直流信号，即信号是静止的或变化非常缓慢的模拟信号。采集系统在采集模拟直流信号时，需要有足够的精度以正确测量信号电平，由于直流信号变化缓慢，用软件计时就够了，不需要使用硬件计时。

5.控制方式

主控制器的类型可以为单CPU（单片机）控制，多单片机控制。下面将分别对其进行讨论：分析。单CPU控制的数据采集系统通常包括以下几个环节，输入信号变换、信号放大环节、采样保持环节，A/D转换器，N路被测信号经放大及滤波后被采样／保持器（S/H）采样并保持，使输入到A/D转换器的模拟量在保持时间内保持恒定，以保证A/D转换的准确度，A/D转换器转换后的数字量可经三态门送入总线以便由单片机或微型计算机对采集的数据进行处理。上述整个过程都是在CPU的主导下用软件通过数据采集系统来完成的。

本方案采集的电压、电流信号，均采用高精度传感器，电压、电流同时采样。由于多数企业无专用的试验电源，因此所有测试结果均须经傅氏变换，取其基波用于计算。试验测试过程自动完成。为有效保护被测电机，系统中还设计了软硬件保护措施。系统使用简便、造价低、测试结果准确，可广泛用于矿山、冶金、机械等行业。

参考文献

[1]陶楚良数据采集系统及其器件.北京，北京工业学院出版社，1986。

[2]何秀伟电机测试技术.北京，北京机械工业出版社，1984。