CN106124986A - 一种电机测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机测量装置，其中主控单元包括控制芯片和基于LabVIEW的上位机软件；测量仪器使用自制的三个电流变送器和三个电压变送器、转矩转速传感器，数据采集卡、以及上位机；数据采集单元的多个信号输入端分别与电压变送组、电流变送组、转矩传感器、转矩传感器的输出端连接，完成系统数据的准确采集；供电单元包括了用于对数据采集单元、主控单元、转矩转速传感器进行供电的太阳能电池和蓄电池，和用于负载电动机、电压电流变送器组、磁粉制动机供电的三相接触式调压器，并有完整的检测电路。通过采用上述结构，本发明能够有效对电机进行实时监测，从而大大保证了电机正常工作以及电力系统的安全性和可靠性。

Description

一种电机测量装置

技术领域

本发明涉及一种电机的检测技术，特别是一种操作简单、使用方便的电机量装置。

背景技术

电机是生产、生活中应用最广泛的一种能量转换装置，电机的稳定运行是保证生产的重要因素，电机测量装置显得尤为重要。随着电力电子技术的发展，电机性能指标也相应的提高和日益完善。这些变化对电机提出了越来越高的性能与质量指标，也使电机性能的精确测试显得更为重要。

传统的人工操控仪器和完全依靠人工的目测读数电机测量方法依旧存在于我国很多电机生产企业，不仅工作效率低，工人劳动强度大，而且也存在着不定量的测量误差。电机参数测量的传统手工操作，无论从量或者质两方面都和飞速发展行业不相适应。如果要顺应发展趋势降低劳动强度并且提高测量精度和效率，就一定要有可靠性与效率都达到较高水平的电机测量系统。

发明内容

为克服以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效对电机参数进行实时监测的系统，从而保证电机参数测量的准确性以及可靠性。

本专利的研究是在虚拟仪器的基础上进行电机测量装置设计，减少设备的损耗以及资金的投入，同时也提高了电机测量参数的精确性。由于虚拟仪器设备灵活性大，可以根据现场要求实时的、快速的更换仪器模块，完成不同电机、不同参数的测量，降低了实验的难度，也降低了工作量。

本发明的技术方案是：

一种电机测量装置，其中主控单元包括控制芯片和基于LabVIEW的上位机软件；测量仪器使用自制的三个电流变送器和三个电压变送器、转矩转速传感器，数据采集卡、以及上位机；数据采集单元的多个信号输入端分别与电压变送组、电流变送组、转矩传感器、转矩传感器的输出端连接，完成系统数据的准确采集；供电单元包括了用于对数据采集单元、主控单元、转矩转速传感器进行供电的太阳能电池和蓄电池，和用于负载电动机、电压电流变送器组，磁粉制动机供电的三相接触式调压器，并有完整的检测电路。通过采用上述结构，本发明能够有效对电机进行实时监测，从而大大保证了电机正常工作以及电力系统的安全性和可靠性。

上述新型电机测量装置，其中所述主控单元采用ARM微处理器，所述数据采集单元采用USB-V5.0数据采集卡，所述转矩传感器采用JN338转矩传感器，所述电压电流变送器为自制仪器。

上述新型电机测量装置，其中所述主控单元采用ARM微处理器STM32F103，使用高性能的ARM® Cortex™-M3（32位的RISC内核），工作的频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。

上述新型电机测量装置，其中所述上位机软件为基于LabVIEW的包括用户登录、数据采集、数据处理、数据保存、数据回调等模块的完整系统。

上述新型电机测量装置，所述数据采集单元还包括了连接至所述测量单元的电流变送器、电压变送器、以及转矩转速传感器。

上述新型电机测量装置，所述供电单元监测电路包括电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块和电池主控制器模块，且所述电池电压采集模块、电池电流采集模块和电池温度采集模块的信号输出端分别连接至所述电池主控制器模块的输入端，同时所述电池主控制器模块与所述主控单元之间通过有线通信模块进行双向通信。

本发明的有益效果是：通过采用上述结构，本发明能够有效对电机参数进行实时监测，从而确保了电机工作在正常状态下，并且当存在潜在故障时能够进行及时预警，这大大保证了电机正常工作及电力系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1是电机测量装置的电路结构示意图。

图2 是电机测量装置上位机软件功能图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，一种电机测量装置，包括了主控单元、测量仪器单元、和供电单元。主控单元包括控制芯片和基于LabVIEW的上位机软件；测量仪器单元使用自制的三个电流变送器和三个电压变送器、转矩转速传感器，数据采集卡、以及上位机；数据采集单元的多个信号输入端分别与电压变送组、电流变送组、转矩传感器、转矩传感器的输出端连接，完成系统数据的准确采集；供电单元包括了用于对数据采集单元、主控单元、转矩转速传感器进行供电的太阳能电池和蓄电池，和用于负载电动机、电压电流变送器组、磁粉制动机供电的三相接触式调压器，并有完整的检测电路。

如图2所示，一种电机测量装置的上位机软件，从整体功能考虑，本论实用型设计可分为以下几个功能模块：电机试验模块，以完成电机测量系统对电机的测试，主要包括被测电机的空载实验、负载实验、堵转实验、转矩转速实验等性能测试； 历史数据回调模块，在对电机进行各项电参数指标测量的过程中，将采集到的试验数据以特定的格式存储到指定的目录下，在回调测试数据或者显示测试波形中，对被测电机的数据进行特定格式的回调，以波形曲线的方式来显示测试过程中的相关数据和波形，可以以曲线拟合的方式显示电机的特性，以直观形象的方式为以后的分析提供依据；数据管理模块，在测量系统中，有效的测量数据对系统有着十分重要的地位。数据管理模块，其主要功能是测试过程中数据的显示格式进行管理，以实现数据显示的多样化；系统帮助模块，系统帮助模块，在很大的程度上体现了一个软件是否人性化。软件的使用总是一个从浅到深的过程，只有不断的摸索和学习，才会更加容易快速的掌握。没有系统帮助功能的软件，就如没有使用说明书的设备，其发展前景可想而知。快速、准确的给用户提供帮助，是该模块的主要作用。

通过采用上述结构，使得本发明能够对电机参数进行更加全面有效的实时监测，具体地，三个电流变送器和三个电压变送器、转矩转速传感器，数据采集卡、以及上位机，能够确定电机运行中的电压、电流、转矩、转速的实时参数，并通过上位机及时的将数据记录与保存，统计通过上位机软件计算出电机运行的其他参数，如功率、功率因数等，此外，当电机运行错误，通过数据采集卡采集数据进入上位机软件进行识别处理，分析后通过上位机程序相关设定可以及时的切断电机电源以保证损失最小。而通过设有电池监测电路，能够更加确保了对电机测量装置进行更加安全、稳定、有效的供电，从而大大保证了电机测量装置的使用性能，在当监测到的相应参数出现异常，存在潜在故障时，主控单元便控制系统停止并发出错误报警信号，以便采取进一步的保护措施。

进一步地，对于上述电机测量装置，其中主控单元采用ARM微处理器，所述数据采集单元采用USB-V5.0数据采集卡，所述转矩传感器采用JN338转矩传感器，所述电压电流变送器为自制仪器。

作为进一步的优选，对于上述电机测量装置，其中主控单元采用ARM微处理器STM32F103，使用高性能的ARM® Cortex™-M3（32位的RISC内核），工作的频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。

作为更进一步的优选，对于上述电机测量装置，其中上位机软件为基于LabVIEW的包括用户登录、数据采集、数据处理、数据保存、数据回调等模块的完整系统。

作为再进一步的优选，对于上述电机测量装置，所述数据采集单元还包括了连接至所述测量单元的电流变送器、电压变送器、以及转矩转速传感器。

作为再进一步的优选，对于上述电机测量装置，所述供电单元监测电路包括电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块和电池主控制器模块，且所述电池电压采集模块、电池电流采集模块和电池温度采集模块的信号输出端分别连接至所述电池主控制器模块的输入端，同时所述电池主控制器模块与所述主控单元之间通过有线通信模块进行双向通信。

综上所述，通过采用上述结构，本本发明能够有效对电机参数进行实时监测，从而确保了电机工作在正常状态下，并且当存在潜在故障时能够进行及时预警，这大大保证了电机正常工作及电力系统的安全性和可靠性。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种电机测量装置，其中主控单元包括控制芯片和基于LabVIEW的上位机；测量单元包括自制的三个电流变送器和三个电压变送器、转矩转速传感器，数据采集卡、以及上位机；数据采集单元的多个信号输入端分别与电压变送组、电流变送组、转矩传感器、转矩传感器的输出端连接，完成系统数据的准确采集；供电单元包括了用于对数据采集单元、主控单元、转矩转速传感器进行供电的太阳能电池和蓄电池，和用于负载电动机、电压电流变送器组、磁粉制动机供电的三相接触式调压器，并有完整的监测电路。

2.如权利要求1所述的一种电机测量装置，其特征在于：所述主控单元采用ARM微处理器，所述数据采集单元采用USB-V5.0数据采集卡，所述转矩传感器采用JN338转矩传感器，所述电压电流变送器为自制仪器。

3.如权利要求1所述的一种电机测量装置，其特征在于：所述主控单元采用ARM微处理器STM32F103，使用高性能的ARM® Cortex™-M3（32位的RISC内核），工作的频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。

4.如权利要求1所述的一种电机测量装置，其特征在于：所述上位机软件为基于LabVIEW的包括用户登录、数据采集、数据处理、数据保存、数据回调等模块的完整系统。

5.如权利要求1所述的一种电机测量装置，其特征在于：所述数据采集单元还包括了连接至所述测量单元的电流变送器、电压变送器、以及转矩转速传感器。

6.如权利要求1所述的一种电机测量装置，其特征在于：所述供电单元监测电路包括电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块和电池主控制器模块，且所述电池电压采集模块、电池电流采集模块和电池温度采集模块的信号输出端分别连接至所述电池主控制器模块的输入端，同时所述电池主控制器模块与所述主控单元之间通过有线通信模块进行双向通信。