CN105699897B - 电机堵转绕组测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：包括控制和计算模块装置，以及分别与之连接的显示模块装置、电流监视模块装置、精密时钟、切换控制模块装置、电阻测量模块装置和存储器。本发明的有益效果是，结构简单、使用方便，可以通过监控绕组电流的方式判断保护器是否断开，自动的完成绕组从电源切换到测试仪表、阻值和时间测量、记录等一系列工作，整个测量过程实现全部自动化，不需要测试人员长时间关注，大大降低工作强度，提高测量的准确度，极大提高了测量效率。
Description
技术领域
本发明属于检测设备领域，涉及一种电机堵转绕组测量装置。
背景技术
电机堵转试验是家电测试中常见的测试项目，其中使用电容电机的家电产品，针对堵转试验一般通过可自复位的电机热保护器实现保护功能，其试验现象为电机堵转发热，当电机绕组达到保护器保护温度时，保护器跳开，绕组断电，开始冷却，当温度降到保护器复位温度时，电机热保护器复位，电机绕组通电继续发热，如此一直循环下去。
要准确测量保护器保护时的绕组温升，需要测试人员监视功率计来判断保护器是否断开，当保护器断开后，迅速的进行绕组测量。不同的电机和电机保护器，其断开时间是不同的，这就要求测试人员长时间监视功率计，极大的浪费了测试人员的工作时间。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、自动化程度高的电机堵转绕组测量装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：包括控制和计算模块装置，以及分别与之连接的显示模块装置、电流监视模块装置、精密时钟、切换控制模块装置、电阻测量模块装置和存储器；
控制和计算模块装置：协调各模块的工作，根据电流监视模块的信号判断测试状态，控制对应的切换控制模块、电阻测量模块的工作；
显示模块装置：提供用户界面，包括显示测试过程中的各种信息，接收测试人员的指令和设置数据；
电流监视模块装置：监视通过电机绕组的电流，将电流信号发送给控制和计算模块；
精密时钟：产生高精度时钟信号，作为每个绕组值的测试时间数据，供控制和计算模块读取；
切换控制模块装置：根据控制和计算模块装置的指令，将电机绕组接线切换至电源端或测量端；
电阻测量模块装置：测量绕组的阻值；
存储器：存储测量过程中的各种数据和信息。
本发明的电机堵转绕组测量装置，还包括通信模块装置，它连接控制和计算模块装置，它还连接上位机，进行通信。
切换控制模块装置还连接接线端子。
通信模块装置采用RS0-232或USB接口。
控制和计算模块装置采用PLC控制器或单片机。
显示模块装置采用触摸屏。
电流监视模块装置采用电流传感器，电阻测量模块装置采用电阻测量仪。
切换控制模块装置采用一组双刀双掷形式的继电器。
电阻测量模块装置、切换控制模块装置、电流监视模块装置组合成为一个测量通道，一个控制和计算模块连接有多个测量通道，以实现针对多个被测器具同时进行测试的目的。
控制和计算模块还连接温度测量模块，监测测量过程中的环境温度。
本发明的有益效果是，结构简单、使用方便，可以通过监控绕组电流的方式判断保护器是否断开，自动的完成绕组从电源切换到测试仪表、阻值和时间测量、记录等一系列工作，整个测量过程实现全部自动化，不需要测试人员长时间关注，大大降低工作强度，提高测量的准确度，极大提高了测量效率。
附图说明
图1为本发明的结构框图示意图。图2为数据拟合曲线图。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。
本发明的电机堵转绕组测量装置，包括控制和计算模块装置，以及分别与之连接的切换控制模块装置、电阻测量模块装置、电流监视模块装置、控制和计算模块装置、显示模块装置、存储器和精密时钟等模块。
本发明的电机堵转绕组测量装置，还包括通信模块装置，它连接控制和计算模块装置，它还连接上位机，进行通信。
切换控制模块装置还连接接线端子。
接线端子、电阻测量模块装置、切换控制模块装置、电流监视模块装置组合成为一个测量通道，一个控制和计算模块可以带有多个测量通道，以实现针对多个被测器具同时进行测试的目的。
控制和计算模块还连接温度测量模块，监测测量过程中的环境温度，进一步提高测量过程的自动化程度，同时降低工作强度。
各模块功能如下：
1.切换控制模块装置：通过一组双刀双掷形式的继电器或类似器件，根据控制和计算模块的指令，控制接线端子将电机绕组切换至电源端或测量端。如果控制和计算模块采用单片机，要加上继电器外围电路。也可以直接用工业上用的那种继电器。如果用那种本身带端子的继电器，就不用加接线端子。如果继电器本身没有端子，还是要接个端子出来，方便接线。
2.接线端子：实现绕组接线在电源端和测量端的切换。
3.电流监视模块装置：监视通过电机绕组的电流，将电流信号发送给控制和计算模块。电流监视模块装置采用电流传感器。
4.控制和计算模块装置：协调各模块的工作，根据电流监视模块的信号判断测试状态，控制对应的切换控制模块、电阻测量模块和接线端子的工作。控制和计算模块装置采用PLC控制器或单片机。
5.电阻测量模块装置：测量绕组的阻值。电阻测量模块装置采用电阻测量仪。
6.精密时钟：产生高精度时钟信号，作为每个绕组值的测试时间数据，供控制和计算模块读取。
7.存储器：存储测量过程中的各种数据和信息。
8.显示模块装置：提供用户界面，包括显示测试过程中的各种信息，接收测试人员的指令和设置数据等功能，可以采用触摸屏等方式。
9.通信模块装置：与上位机进行通信，可以采用RS0-232、USB等接口。
本发明的工作流程：
1.测试人员将电机绕组接入接线端子，通过显示模块或者上位机设置各种参数，例如每个测试点的间隔时间、每次测量的点数、样品编号、环境温度等信息。
2.开始测试，控制和计算模块通过切换控制模块将绕组接入电源，通过电流监视模块开始监视流经绕组的电流，读取精密时钟的信号，作为开始测试的时间点，送入存储器存储。
3.运行直到电机保护器断开，此时电流监视模块监视到的电流值小于门限电流，控制和计算模块读取精密时钟的信号，作为保护器断开的时间，送入存储器存储。
4.控制和计算模块通过切换控制模块控制接线端子，将电机绕组切换至测量端，按照设定的时间间隔通过电阻测量模块读取绕组阻值，同时读取精密时钟的信号，作为该测量点的时间数值，送入存储器存储，如此循环，读取设定的测试点数。
5.通过切换控制模块和接线端子，将绕组重新接回电源端，读取精密时钟信号，作为第一次测试结束时间，送入存储器存储，通过电流监视模块继续监视电流。
6.等电机保护器复位，电流监视模块监视到大于门限电流的数据，读取精密时钟信号，作为第二次测试开始时间。
7.重复步骤3-6，直到测试结束。
8.根据用户的指令，将测试过程数据显示在显示模块上或者通过通信模块上传至上位机。
本发明的有益效果：
1.自动化测量
本测量装置实现的电容电机堵转测试的自动化，整个测试过程可以通过本测量装置自动完成，测试人员只需根据装置上报的数据进行后续数据处理，例如拟合和温升计算，如果搭配适当的上位机软件或者控制模块程序，也可以实现拟合、运算的自动处理，此时测试人员可以直接获得温升数据。
2.提高测量的准确度
这个实验需要多种测试仪器配合才能完成，例如功率计、秒表、绕组测试仪等，测试人员需要顺序读取这些仪表的读数，还要用笔记录下这些数据，这就导致对时间点的测量不够准确，造成拟合和计算出来数据不够准确。
3.降低工作强度，提高工作效率
由于采用了自动化测量，测试人员不需要全程高度紧张的盯着各种仪表，只要不定时的看一下测试是否正常，因此测试人员的工作强度大幅降低，在自动化测试过程中还可以进行其他的工作，提高了整个测试工作的效率。
连续测量五次的结果如下。断电时间和测量时间的单位为秒（s），是从实验开始到这个点的秒数。绕组阻值的单位为欧姆（欧姆）。
。
。
以一次测量的数据为例：建立以绕组阻值为y轴，测量时间为x轴的坐标系，将这些阻值-时间数据代入拟合公式，得到本次测量的拟合方程，推算出断电瞬间的绕组阻值R，将这个R值代入绕组温升计算公式，可以获得本次测量的绕组温升值，多次测量，观察温升数值变化趋势，温升数值稳定后，稳定的数值即为测量结果。
拟合公式是把这些数据放进程序里面算出来的，PLC有专门的计算模块。
绕组温升公式:
△T=(R2-R1)/R1*(234.5+T1)-(T2-T1)
▽T--绕组温升
R1---实验开始的电阻
R2---实验结束时的电阻
k---对铜绕组,等于234.5;对于铝绕组:225
T1---实验开始时的室温
T2---实验结束时的室温。
Claims (9)
1.一种电机堵转绕组测量装置，其特征在于：包括控制和计算模块装置，以及分别与之连接的显示模块装置、电流监视模块装置、精密时钟、切换控制模块装置、电阻测量模块装置、存储器和通信模块装置；
控制和计算模块装置：协调各模块装置的工作，根据电流监视模块装置的信号判断测试状态，控制对应的切换控制模块装置、电阻测量模块装置的工作；
显示模块装置：提供用户界面，包括显示测试过程中的各种信息，接收测试人员的指令和设置数据；
电流监视模块装置：监视通过电机绕组的电流，将电流信号发送给控制和计算模块装置；
精密时钟：产生高精度时钟信号，作为每个绕组值的测试时间数据，供控制和计算模块装置读取；
切换控制模块装置：根据控制和计算模块装置的指令，将电机绕组接线切换至电源端或测量端；
电阻测量模块装置：测量绕组的阻值；
存储器：存储测量过程中的各种数据和信息；
通信模块装置，它还连接上位机，进行通信；
测量方法包括以下步骤：
（1）.测试人员将电机绕组接入接线端子，通过显示模块装置或者上位机设置各种参数，包括每个测试点的间隔时间、每次测量的点数、样品编号、环境温度；
（2）.开始测试，控制和计算模块装置通过切换控制模块装置将绕组接入电源，通过电流监视模块装置开始监视流经绕组的电流，读取精密时钟的信号，作为开始测试的时间点，送入存储器存储；
（3）.运行直到电机保护器断开，此时电流监视模块装置监视到的电流值小于门限电流，控制和计算模块装置读取精密时钟的信号，作为保护器断开的时间，送入存储器存储；
（4）.控制和计算模块装置通过切换控制模块装置控制接线端子，将电机绕组切换至测量端，按照设定的时间间隔通过电阻测量模块装置读取绕组阻值，同时读取精密时钟的信号，作为该测量点的时间数值，送入存储器存储，如此循环，读取设定的测试点数；
（5）.通过切换控制模块装置和接线端子，将绕组重新接回电源端，读取精密时钟信号，作为第一次测试结束时间，送入存储器存储，通过电流监视模块装置继续监视电流；
（6）.等电机保护器复位，电流监视模块装置监视到大于门限电流的数据，读取精密时钟信号，作为第二次测试开始时间；
（7）.重复步骤3-6，直到测试结束；
（8）.根据用户的指令，将测试过程数据显示在显示模块装置上或者通过通信模块装置上传至上位机。
2.根据权利要求1所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：切换控制模块装置还连接接线端子。
3.根据权利要求1所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：通信模块装置采用RS0-232或USB接口。
4.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：控制和计算模块装置采用PLC控制器或单片机。
5.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：显示模块装置采用触摸屏。
6.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：电流监视模块装置采用电流传感器，电阻测量模块装置采用电阻测量仪。
7.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：切换控制模块装置采用一组双刀双掷形式的继电器。
8.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：电阻测量模块装置、切换控制模块装置、电流监视模块装置组合成为一个测量通道，一个控制和计算模块装置连接有多个测量通道，以实现针对多个被测器具同时进行测试的目的。
9.根据权利要求1或2所述的电机堵转绕组测量装置，其特征在于：控制和计算模块装置还连接温度测量模块装置，监测测量过程中的环境温度。
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