CN111198324A - 同步电机测试方法、装置、测试设备及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种同步电机测试方法、装置、测试设备及测试系统，其中，方法包括以下步骤：向同步电机发送启动的控制指令；采集同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数；根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT。本发明的有益效果：同步电机在测试时，通过测试设备启动后，测试设备可采集同步电机实际的启动参数，测试设备根据实际的启动参数可确定同步电机的启动时间、启动方向和启动状态等启动性能；在测试时可以循环对一个同步电机进行测试，无需人工辅助，还可同时对多个同步电机进行批量测试，大大提高了测试的效率。

Description

同步电机测试方法、装置、测试设备及测试系统

技术领域

本发明涉及同步电机领域，具体涉及一种同步电机测试方法、装置、测试设备及测试系统。

背景技术

同步电机是一种常用的电机，当其稳态运行时，转子的转速和电网频率总是保持不变的关系。同步电机由于恒速驱动，控制简单的特点，广泛应用于电子仪器仪表、现代办公设备、洗碗机等机械设备领域。生产同步电机时，需要测试同步电机启动时间等启动性能，但现有技术中，同步电机启动性能的测试方法多是需要人工辅助测试，效率较低，难以对同步电机进行批量测试。

发明内容

基于现有技术的问题，本发明提供一种同步电机测试方法、装置、测试设备及测试系统。

本发明提出一种同步电机测试方法，所述方法应用于测试系统中的测试设备，所述测试系统还包括可与所述测试设备通信的同步电机，其中，所述方法包括以下步骤：

向所述同步电机发送启动的控制指令；

采集所述同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数；

根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT，其中，所述启动时间ΔT是所述同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

进一步，所述向所述同步电机发送启动的控制指令的步骤之前包括：

确认所述同步电机预设的测试次数，若所述预设的测试次数大于或等于两次，则所述根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT的步骤之后包括：

返回“向所述同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据所述预设的测试次数循环测试所述同步电机。

进一步，所述返回“向所述同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据所述预设的测试次数循环测试所述同步电机的步骤之后包括：

判断所述同步电机的测试数量，根据所述同步电机的测试数量、所述同步电机实际的启动参数、所述同步电机的启动时间ΔT和所述同步电机预设的测试次数生成测试列表。

进一步，所述实际的启动参数包括所述同步电机的额定转速n、所述同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和所述同步电机在所述预设的测试时间t内的脉冲数P₁，所述根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT包括以下步骤：

根据所述预设的测试时间t和所述额定转速n计算所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的转动角度θ；

根据所述同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和所述同步电机在所述预设的测试时间t内的脉冲数P₁计算所述同步电机实际的转动角度θ₁；

根据所述额定的转动角度θ和所述实际的转动角度θ₁计算所述同步电机的启动延迟角度Δθ；

根据所述同步电机的额定转速n计算所述同步电机额定的角速度ω；

根据所述同步电机的启动延迟角度Δθ和所述同步电机额定的角速度ω计算所述同步电机的启动时间ΔT。

进一步，所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的转动角度θ的计算公式为：

所述同步电机在所述预设的测试时间t内实际的转动角度θ₁的计算公式为：

进一步，所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的角速度ω的计算公式为：

进一步，所述同步电机的启动延迟角度Δθ的计算公式为：Δθ＝θ-θ₁；所述同步电机的启动时间ΔT的计算公式为：

本发明还提出一种同步电机测试装置，所述装置应用于测试系统中的测试设备，所述测试系统还包括可与所述测试设备通信的同步电机，其中，所述装置包括：

控制单元，用于向所述同步电机发送启动的控制指令；

采集单元，用于采集所述同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数；

计算单元，用于根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT，其中，所述启动时间ΔT是所述同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

本发明还提出一种测试设备，包括上述所述同步电机测试装置。

本发明还提出一种测试系统，包括同步电机和上述所述测试设备。

本发明的有益效果：同步电机在测试时，通过测试设备启动后，测试设备可采集同步电机实际的启动参数，测试设备根据实际的启动参数可确定同步电机启动时间、启动方向和启动状态等启动性能，在测试时可以循环对一个同步电机进行测试，无需人工辅助，还可同时对多个同步电机进行批量测试，大大提高了测试的效率。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种同步电机测试方法的示意流程图；

图2是本发明一实施例提供的一种测试设备的示意性框图；

图3是本发明一实施例提供的一种同步电机测试装置的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例提供的一种同步电机测试方法的示意流程图，在本实施例中，所述方法应用于测试系统中的测试设备，测试系统还包括可与测试设备通信的同步电机，其中，所述方法包括以下步骤：

S10、向同步电机发送启动的控制指令。

S20、采集同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数。

S30、根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT，其中，启动时间ΔT是同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

在本实施例中，同步电机在测试时，通过测试设备启动后，测试设备可采集同步电机实际的启动参数，测试设备根据实际的启动参数可确定同步电机的启动时间、启动方向和启动状态等启动性能，在测试时可以循环对一个同步电机进行测试，无需人工辅助，还可同时对多个同步电机进行批量测试，大大提高了测试的效率。

在本实施例中，如图2所示，测试设备包括上位机100、串口工具200、下位机300和数据采集端400；上位机100通过串口工具200与下位机300通信连接；数据采集端400与下位机300通信连接。数据采集端400包括编码器401，测试同步电机时，编码器401设置在同步电机的电机轴输出端上并随电机轴转动以实时输出脉冲，在本实施例中，编码器401的型号为E40S6-1024-3-24。下位机300包括第一控制模块301、第一数据处理模块302、定时器和继电器；第一控制模块301包括型号为dsPIC33FJ32MC202的MCU，用于接收编码器401实时输出的脉冲以及同步电机启动时的相关参数，编码器401实时输出的脉冲以及同步电机启动时的相关参数统称为同步电机的实际的启动参数，可以理解的是，同步电机的实际的启动参数不仅可以通过编码器401采集，也可以直接通过同步电机采集，还可以通过测试设备的数据库采集。第一数据处理模块302用于处理同步电机的实际的启动参数。定时器用于精确检测同步电机启动过程中的抖动，以使测试系统有快速的通讯响应，实时通过继电器来控制同步电机的启动和停止。在本实施例中，串口工具200采用型号为RS485的专用全双工通讯IC，抗干扰性更强。在本实施例中，上位机100包括第二控制模块102、人机交互模块104、显示模块101和第二数据处理模块103；其中，上位机100可以为电脑等智能终端。

在本实施例中，用户在上位机100上预设好测试参数后，通过上位机100给下位机300发送控制指令，以使下位机300给同步电机发送启动的控制指令并采集分析同步电机实际的启动参数，以确定同步电机启动时间、启动方向和启动状态等启动性能。下位机300完成对同步电机实际的启动参数的分析后，将数据打包发送给上位机100，上位机100将同步电机启动时间、启动方向和启动状态等启动性能通过显示模块101显示出来。

在一实施例中，向同步电机发送启动的控制指令的步骤之前包括：

确认同步电机预设的测试次数，若预设的测试次数大于或等于两次，则根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT的步骤之后包括：

S101、返回“向所述同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据预设的测试次数循环测试同步电机。

在本实施例中，测试设备可以循环对同步电机的启动性能进行测试，随着同步电机的发展，对同步电机启动稳定性能要求越来越高，电机启动性能测试的取样次数也大幅增加，单个同步电机启动性能测试取样的数据可达1万次，与现有技术相比，本实施例通过测试设备可以自动循环测试同步电机，且每次测试的精度较高且较为稳定，测试时无需人工辅助，大大提高了生产效率。

在一实施例中，返回“向同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据预设的测试次数循环测试同步电机的步骤之后包括：

S101、判断同步电机的测试数量，根据同步电机的测试数量、同步电机实际的启动参数、同步电机的启动时间ΔT和同步电机预设的测试次数生成测试列表。

在本实施例中，测试设备可同时对多个同步电机进行测试，下位机300对同步电机测试完后，生成测试列表以便打包发送给上位机100。在本实施例中，预设的测试时间t可以为5s，所述的预设的测试时间t是指同步电机一次测试的时间，在一次测试中，每20ms统计编码器401输出的AB相序差，直到预设的测试时间t结束。整个过程的时间由定时器计时处理。在本实施例中，同时测试不同的同步电机时，每个同步电机均对应测试设备中的一个编码器401、一个定时器和一个继电器，以更好管理测试设备。当同步电机完成一次测试后，上位机100控制同步电机停止一定时间，如停止3s，以使测试设备有一定反应时间。

在一实施例中，实际的启动参数包括同步电机的额定转速n、同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和同步电机在预设的测试时间t内的脉冲数P₁，根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT包括以下步骤：

S301、根据预设的测试时间t和额定转速n计算同步电机在预设的测试时间t内额定的转动角度θ。

S302、根据同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和同步电机在预设的测试时间t内的脉冲数P₁计算同步电机实际的转动角度θ₁。其中，同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P可以为1024。

S303、根据额定的转动角度θ和实际的转动角度θ₁计算同步电机的启动延迟角度Δθ。

S304、根据同步电机的额定转速n计算同步电机额定的角速度ω。

S305、根据同步电机的启动延迟角度Δθ和同步电机额定的角速度ω计算同步电机的启动时间ΔT。

进一步，同步电机在预设的测试时间t内额定的转动角度θ的计算公式为：

同步电机在预设的测试时间t内实际的转动角度θ₁的计算公式为：

进一步，同步电机在预设的测试时间t内额定的角速度ω的计算公式为：

进一步，同步电机的启动延迟角度Δθ的计算公式为：Δθ＝θ-θ₁；同步电机的启动时间ΔT的计算公式为：

在本实施例中，同步电机的启动时间ΔT通过上述部分实际的启动参数计算获得，启动方向或启动状态等启动性能可通过其他实际的启动参数获得或者在计算启动时间ΔT的过程中获得。

图3是本发明一实施例提供的一种同步电机测试装置的示意性框图，在本实施例中，所述装置应用于测试系统中的测试设备，测试系统还包括可与测试设备通信的同步电机，其中，所述装置包括：

控制单元10，用于向同步电机发送启动的控制指令。

采集单元20，用于采集同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数。

计算单元30，用于根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT，其中，启动时间ΔT是同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

进一步，向同步电机发送启动的控制指令之前包括：确认同步电机预设的测试次数，若预设的测试次数大于或等于两次，则根据实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT之后包括：返回“向同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据预设的测试次数循环测试所述同步电机。

进一步，实际的启动参数包括同步电机的额定转速n、同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和同步电机在预设的测试时间t内的脉冲数P₁，根据所述实际的启动参数确定同步电机的启动时间ΔT包括：根据预设的测试时间t和额定转速n计算同步电机在预设的测试时间t内额定的转动角度θ；根据同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和同步电机在预设的测试时间t内的脉冲数P₁计算同步电机实际的转动角度θ₁；根据额定的转动角度θ和实际的转动角度θ₁计算同步电机的启动延迟角度Δθ；根据同步电机的额定转速n计算同步电机额定的角速度ω；根据同步电机的启动延迟角度Δθ和同步电机额定的角速度ω计算同步电机的启动时间ΔT。进一步，同步电机在预设的测试时间t内额定的转动角度θ的计算公式为：

同步电机在预设的测试时间t内实际的转动角度θ₁的计算公式为：

进一步，同步电机在预设的测试时间t内额定的角速度ω的计算公式为：

进一步，同步电机的启动延迟角度Δθ的计算公式为：Δθ＝θ-θ₁；同步电机的启动时间ΔT的计算公式为：

在本实施例中，同步电机测试装置的工作原理与同步电机测试方法的工作原理相同，在此不再累述。

本发明一实施例还提出一种测试设备，包括上述实施例所述同步电机测试装置。

本发明一实施例还提出一种测试系统，包括同步电机和上述实施例所述测试设备。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种同步电机测试方法，其特征在于，所述方法应用于测试系统中的测试设备，所述测试系统还包括可与所述测试设备通信的同步电机，其中，所述方法包括以下步骤：

向所述同步电机发送启动的控制指令；

采集所述同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数；

根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT，其中，所述启动时间ΔT是所述同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

2.如权利要求1所述同步电机测试方法，其特征在于，所述向所述同步电机发送启动的控制指令的步骤之前包括：

确认所述同步电机预设的测试次数，若所述预设的测试次数大于或等于两次，则所述根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT的步骤之后包括：

返回“向所述同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据所述预设的测试次数循环测试所述同步电机。

3.如权利要求2所述同步电机测试方法，其特征在于，所述返回“向所述同步电机发送启动的控制指令”的步骤，以根据所述预设的测试次数循环测试所述同步电机的步骤之后包括：

判断所述同步电机的测试数量，根据所述同步电机的测试数量、所述同步电机实际的启动参数、所述同步电机的启动时间ΔT和所述同步电机预设的测试次数生成测试列表。

4.如权利要求1所述同步电机测试方法，其特征在于，所述实际的启动参数包括所述同步电机的额定转速n、所述同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和所述同步电机在所述预设的测试时间t内的脉冲数P₁，所述根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT包括以下步骤：

根据所述预设的测试时间t和所述额定转速n计算所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的转动角度θ；

根据所述同步电机转动一圈固定输出的脉冲数P和所述同步电机在所述预设的测试时间t内的脉冲数P₁计算所述同步电机实际的转动角度θ₁；

根据所述额定的转动角度θ和所述实际的转动角度θ₁计算所述同步电机的启动延迟角度Δθ；

根据所述同步电机的额定转速n计算所述同步电机额定的角速度ω；

根据所述同步电机的启动延迟角度Δθ和所述同步电机额定的角速度ω计算所述同步电机的启动时间ΔT。

5.如权利要求4所述同步电机测试方法，其特征在于，所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的转动角度θ的计算公式为：

所述同步电机在所述预设的测试时间t内实际的转动角度θ₁的计算公式为：

6.如权利要求5所述同步电机测试方法，其特征在于，所述同步电机在所述预设的测试时间t内额定的角速度ω的计算公式为：

7.如权利要求6所述同步电机测试方法，其特征在于，所述同步电机的启动延迟角度Δθ的计算公式为：Δθ＝θ-θ₁；所述同步电机的启动时间ΔT的计算公式为：

8.一种同步电机测试装置，其特征在于，所述装置应用于测试系统中的测试设备，所述测试系统还包括可与所述测试设备通信的同步电机，其中，所述装置包括：

控制单元，用于向所述同步电机发送启动的控制指令；

采集单元，用于采集所述同步电机在预设的测试时间t内实际的启动参数；

计算单元，用于根据所述实际的启动参数确定所述同步电机的启动时间ΔT，其中，所述启动时间ΔT是所述同步电机由启动到稳定运行所需的时间。

9.一种测试设备，其特征在于，包括权利要求8所述同步电机测试装置。

10.一种测试系统，其特征在于，包括同步电机和权利要求9所述测试设备。

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