CN101930054A - 便携式电机参数检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结构简单、适于便捷地对小功率电机参数进行测试的便携式电机参数检测装置，其包括：用于设置在被测电机输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的LCD、经计数器与CPU单元相连用于检测被测电机的转速的反射式红外光电传感器。电流电压检测单元检测输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
Description
技术领域
本发明涉及属于测试仪表技术领域，专用于电机参数测试的便携式仪表，具体是一种便携式电机参数检测装置。
背景技术
电机的效率是人们衡量电机优劣的一个非常重要的参数；电机的输出功率不能直接通过仪表测量，而是间接通过转速和转矩进行测量；对电机转矩的测试是一个比较复杂的操作，它必须要求电机带上负载，电机测试负载通常选用发电机和磁粉阻尼装置，需要有专用的测试台(即测功机)进行测试，一台测功机要包括，铸铁平台、磁粉阻尼装置、大功率直流电源、散热冷却系统、直角弯板、专用法兰盘、电流、电压、功率，转速表等，重量接近1千公斤；大功率电机机壳尺寸比较固定，在测试台上测试相对容易，对于小功率电机外壳形状多种多样，尺寸也不固定，如果在测试台上测试，每种电机均需要专用的卡具，因此，不可能实现质量监督人员对电机质量的随机检测；在电机参数测量中，除了测量系统本身的误差外，被测电机的主轴与负载的主轴的同心度直接影响测量误差，因此对联轴器和安装的精度要求较高。
因此，提供一种适于便捷地对小功率电机进行效率测试的装置，是本领域要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于便捷地对小功率电机参数进行测试的便携式电机参数检测装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式电机参数检测装置，包括：用于设置在被测电机输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的LCD、经计数器与CPU单元相连用于检测被测电机的转速的反射式红外光电传感器。
电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入电压处于峰值时开始计时至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰值的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。
CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；其中：效率等于输出功率与输入功率的比值；输出功率等于转矩与转速的乘积与9550的比值；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
所述参数已知电机是指：该电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数等参数已知。
本发明具有积极的效果：本发明的便携式电机参数检测装置的主要检测对象是小型电机，尤其是针对家电上使用的各种电机，它不需要固定的试验台，对环境几乎没有什么要求就可以进行各种参数的测试。(2)本发明的便携式电机参数检测装置使用简单，携带方便，不需要使用专用卡具，对被测电机的位置没有要求，安装简单；风叶安装时，没有同心度的要求，容易保证测量精度；还可直观显示参数、效率、转速、输入功率、输出功率、功率因数等电机参数。(3)微处理器的处理过程：①微处理器(本例选用C8O51F330D)内置的10位AD转换器采样输入电压，在电压峰值启动定时器，到电流的峰值时间计算出功率因数，得出输入功率；②通过反射式红外光电传感器和计数器检测电机的转速；③以风叶的转速为依据，通过风叶产生阻转矩的专家系统得到转矩；④根据转速，转矩和功率之间的关系计算输出功率；⑤显示数据：转速，转矩，输入功率，输出功率，效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的便携式电机参数检测装置的电路框图；图2为实施例中的便携式电机参数检测装置的使用状态示意图；图3为实施例中的第一关系曲线的示意图；图4为实施例中的第二关系曲线的示意图；图5为实施例中的风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线的示意图。
具体实施方式
见图1-5，本实施例的一种便携式电机参数检测装置，包括：用于设置在被测电机输出轴上的风叶、CPU单元、与CPU单元相连的LCD、经计数器与CPU单元相连用于检测被测电机的转速的飞反射式红外光电传感器。
电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入电压处于峰值时开始计时直至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰值的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率。
CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；其中：效率等于输出功率与输入功率的比值；输出功率等于转矩与转速的乘积与9550的比值；LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
所述预先获取风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线的方法包括如下步骤：步骤①：在现有的测功机上将一参数已知电机安装上所述风叶，当该电机转速到额定转速时(例如：3000r/min)记录当前转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，然后依次降低该电机的转速60r/min(即依次为2940r/min、2880r/min、2820r/min、……)，并记录相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，直至该参数已知电机的转速降至600r/min时，最后一次记录该电机的输入电压、电流及功率因数，从而得到一组相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数的标准数据，以及输入功率与风叶转速的第一关系曲线；其中，该参数已知电机的输入功率根据所述参数已知电机的输入电压、电流与功率因数得出。该步骤①中还包括如下步骤：控制所述参数已知电机的转速从600r/min开始，每增加60r/min(即依次为660r/min、720r/min、780r/min、……)记录一次相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数，直至该电机到达所述额定转速(例如：3000r/min)，得到一组相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数的校正数据，取对应转速下分别依据标准数据与校正数据得出的输入功率的平均值，以校正所述第一关系曲线。
步骤②：将参数已知电机接上测功机的负载，当该参数已知电机的转速达额定转速时(例如：3000r/min)，调整测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中额定转速下的输入电流，此时记录下测功机测得的转矩；然后依次降低该电机的转速60r/min(即依次为2940r/min、2880r/min、2820r/min、……)并调整所述负载，使相应转速下的该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的测功机测得的转矩，直至该参数已知电机的转速降至600r/min时，最后一次记录该转速下的测功机测得的转矩；从而得到对应转速下该参数已知电机的输入功率与该输出转矩的第一关系数据组，并根据该第一关系数据组得出第二关系曲线；该步骤②中还包括如下步骤：控制所述参数已知电机的转速在600r/min，调整测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，此时记录下测功机测得的转矩；然后依次增加该电机的转速60r/min并调整所述负载，使相应转速下的该电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的测功机测得的转矩，从而得到该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第二关系数据组，取对应输入功率下的所述第一、第二关系数据组中的输出转矩的平均值，以校正所述第二关系曲线。
步骤③：根据校正后的第一关系曲线和校正后的第二关系曲线得出风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线。其中，根据力的作用力与反作用力，风叶阻转矩与参数已知电机的输出转矩相等。
选不同阻转矩的风叶(选取原则是：被测电机在额定转速提供的最大功率小于风叶在该转速提供的功率)，以预先获取相应风叶的风叶转速与风叶阻转矩的关系曲线，以覆盖10w-200w的测量范围。
所述参数已知电机为直流无刷电机，其具有工作状态稳定、调速方便、损耗小等特点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种便携式电机参数检测装置，其特征在于包括：
风叶，用于设置在被测电机的输出轴上；
CPU单元；
LCD，与CPU单元相连；
反射式红外光电传感器，经计数器与CPU单元相连，用于检测被测电机的转速；
电流电压检测单元，用于检测被测电机的输入电压和电流，并在被测电机的输入电压处于峰值时开始计时至被测电机的输入电流达峰值时止，以得出电压峰值与电流峰值的时间差，从而计算出输入电压与电流之间的相位差，进而得出被测电机的功率因数，从而根据输入电压、电流与功率因数得出被测电机的输入功率；
CPU单元根据测得的被测电机的转速、预先获取的所述风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线，得出被测电机的转矩；然后根据被测电机的转速、转矩计算出被测电机的输出功率和效率；
LCD显示被测电机的效率、转速、输入功率、输出功率和功率因数。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于：所述预先获取风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线的方法包括如下步骤：
步骤①：在现有的测功机上将一参数已知电机安装上所述风叶，当该电机转速到额定转速时记录当前转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，然后依次降低该电机的转速60r/min，并记录相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数，直至该参数已知电机的转速降至600r/min，从而得到一组相应转速下该电机的输入电压、电流及功率因数的标准数据，同时得到该参数已知电机的输入功率与风叶转速的第一关系曲线；
步骤②：将所述参数已知电机接上测功机的负载，当该参数已知电机的转速达额定转速时，调整所述测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中额定转速下的输入电流，此时记录下所述测功机测得的转矩；然后依次降低该电机的转速60r/min并调整所述负载，使相应转速下的该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的测功机测得的转矩，直至该参数已知电机的转速降至600r/min，从而得到对应转速下该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第一关系数据组，并根据该第一关系数据组得出第二关系曲线；其中，该参数已知电机的输入功率根据所述参数已知电机的输入电压、电流与功率因数得出；
步骤③：根据第一关系曲线和第二关系曲线得出所述风叶的转速与风叶阻转矩的关系曲线。
3.根据权利要求2所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于：所述参数已知电机为直流无刷电机。
4.根据权利要求2所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于：步骤①还包括如下步骤：控制所述参数已知电机的转速从600r/min开始，每增加60r/min记录一次相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数，直至该电机到达所述额定转速，得到一组相应转速下该参数已知电机的输入电压、电流及功率因数的校正数据，取对应转速下分别依据标准数据与校正数据得出的输入功率的平均值，以校正所述第一关系曲线。
5.根据权利要求4所述的一种便携式电机参数检测装置，其特征在于：步骤②还包括如下步骤：控制所述参数已知电机的转速在600r/min，调整所述测功机的负载，使该参数已知电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，此时记录下所述测功机测得的转矩；然后依次增加该电机的转速60r/min并调整所述负载，使相应转速下的该电机的输入电流等于所述标准数据中对应转速下的输入电流，同时依次记录对应转速下的所述测功机测得的转矩，从而得到该参数已知电机的输入功率与输出转矩的第二关系数据组，取对应输入功率下的所述第一、第二关系数据组中的输出转矩的平均值，以校正所述第二关系曲线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NANTONG CHAOLI ROLLING MACHINE PRODUCING CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHANGZHOU POLYTECHNIC COLLEGE Effective date: 20150323 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 213000 CHANGZHOU, JIANGSU PROVINCE TO: 226631 NANTONG, JIANGSU PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150323 Address after: Li Bao Zhen Haian County Industrial Park 226631 Jiangsu city of Nantong Province Patentee after: Nantong Chaoli Rolling Machine Producing Co., Ltd. Address before: 213000 Jiangsu Province, Changzhou Tianning District of Tongjiang Road No. 299 Patentee before: Changzhou Polytechnic College |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201230 Address after: 224000 Yancheng modern high end textile science and Technology Park, Jiangsu Province Patentee after: Yancheng Textile dyeing and finishing Industrial Park Industrial Development Co.,Ltd. Address before: 226631 Libao Town Industrial Park, Haian County, Nantong City, Jiangsu Province Patentee before: Nantong Chaoli Rolling Machine Producing Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |