[發明專利]一種變頻調速電動機的參數測試系統

在審

• 申請號: 201510046116.3
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104848890A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 趙玉成;嚴耀良;周衛國;金山紅;朱偉;茆超;錢偉杰;周力;楊曉雷;申濤;郭磊;李自剛
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司嘉興供電公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01R31/06;G01R31/34
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術領域

本發明涉及的是一種變頻調速電動機的參數測試系統，屬于電機測試技術領域。

背景技術

在當前的測試領域中，傳統的測試系統由于本身所固有的諸多弊端變得越來越不適應現代測試的要求，需要從新的方向上尋找突破點，以解決當前測試系統的問題。

交流電機以其結構簡單、堅固耐用、環境適應能力強、電機維護簡單等優點，至今為大部分傳動裝置所采用。隨著自動化水平的不斷提高，新器件的不斷問世，同時為了提高產品產量和質量，大幅度地節省能源，交流電機調速傳動的比重正在迅速增加。隨著電力電子技術的發展,交流電機的變頻調速已逐步取代了傳統的變極調速、電磁調速和調壓調速系統,被廣泛應用于礦產、運輸、紡織、風機、及空調家電等領域,其控制性能及經濟性能都已接近甚至超過直流電機調速系統。為了對交流電機在變頻調速系統中的工作狀況進行更好的研究，改善功率因數，需要實時、較長時間地采集電機的運行狀態參數——包括交流變頻調速裝置輸出的三相電壓、電流等多路信號，并對采得的信號進行存儲、分析處理和動態回放。然而，交流變額器輸出的電壓和電流中既有按調速要求輸出的低頻率基波分量，又含有開關引起的很多高次諧波，在對系統電參數如電機效率、有功功率、無功功率、功率因數等重要技術指標進行綜合測試、評價時，采用現有測試儀器和數字存貯示波器已經不能滿足這些要求，原因有以下兩個方面：

(1)?變頻調速系統是非線性設備，其驅動電壓信號是經過調制的矩形波，電流呈現出強烈的非正弦性，諧波分量極大；而現有測試儀器采樣速度較低，只能用于工頻穩態參數測量，無法完成非正弦信號的測量；

(2)?在電機的啟動、切除或負載發生變化等涉及電流大而且變化較快的場合，會出現瞬變過程；對瞬變過程中電流的分析所需用的測試數據一般達上百萬個，而普通數字存貯式示波器響應速度雖然快,?但存儲容量不大,一般僅為?10k?級?，由于受存儲容量和存儲路數所限，滿足不了此要求。

現階段測變頻調速輸出電壓、電流特別是功率的專用數字測量儀器的價格十分昂貴，非一般的工業應用單位所能承受。有關變頻調速電機的試驗方法與測量手段,研究的較少。變頻調速電機的主要電氣參數包括三相電流、三相電壓、有功功率、功率因數及頻率等。變頻調速電機的工作頻率是變化的,大部分額定頻率在低頻或超低頻,如果用傳統的模擬測量技術進行測試,會因低頻信號周期長、幅值變化緩慢等原因,引起響應時間長、測量準確度低等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種結構合理，使用方便可靠，能滿足變頻調速電動機參數測試要求的變頻調速電動機的參數測試系統。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，一種變頻調速電動機的參數測試系統，它包括一帶有人機交互界面的、主要以微機構成的測量平臺，所述的電動機上設置有至少包括電流、電壓、溫度以及振動信號傳感器，分別通過接入信號調理電路，并通過數據采集電路接入測量平臺，由所述測量平臺的微機完成對電動機振動、溫度以及定子繞組短路故障的檢測。

本發明所述的信號調理電路包括信號放大、隔離以及濾波電路，所述的電流和電壓信號傳感器分別連接信號調理電路，經過所述信號放大、隔離以及整形濾波電路后，轉換成數據采集電路可以采集的交直流電壓輸出信號；所述的溫度和振動信號傳感器經過信號的簡單處理后以同樣的方式分別連接信號調理電路，并由信號調理電路將其信號轉換成數據采集電路可以采集的交直流電壓輸出信號。

本發明所述的數據采集電路包括數據采集和數據傳送兩部分，其中所述的數據采集采用內部嵌入采樣保持電路的模數轉換器；所述的數據傳送包括基于PCI總線的傳輸電路、基于USB總線的傳輸電路以及基于ISA總線的傳輸電路三種；

數據采集電路將通過信號調理電路調理后的現場信號以一定的頻率進行采集并存儲在片內或片外的緩存器后，由測試平臺的微機通過基于?PC?中斷方式讀取數據。

本發明所述的模數轉換器包括TI?公司的?THS1206、Maxim?公司的?MAX125?以及?AD?公司的?AD7874?，其中?AD?公司的AD7874?具有四通道同步采樣保持電路，在外部采樣時鐘的低電平有效時采樣保持電路對?4?通道的輸入信號完成同步采樣并存入保持電路，然后轉換電路通過多路開關電路依次完成對?4?個保持信號的轉換；

所述測試平臺的微機通過基于?PC?中斷方式讀取由數據采集電路發送的數據主要包括如下三種：

一是程序查詢方式：微機CPU通過程序依次查詢某地址單元，然后讀取數據；