CN111679190A - 一种电机恒流测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机恒流测试系统处理模块通过电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据在显示模块上显示，然后通过电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块进行调整，可以保证调节电机转子转动的准确性，在显示模块上显示电机初始绕组线圈电阻值数据，可以有效观察流过绕组电流变化，无需增加设备；且对测试人员的技术要求不高，可以有效的节约成本。且通过电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据，可方便控制电机和控制电压输出，达到随时控制率电机绕组电流目的。

Description

一种电机恒流测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及电机测试技术领域，具体为一种电机恒流测试系统及测试方法。

背景技术

小功率电机恒流过载运行是小功率电机安全性能测试一个重要指标。目前大部分测试机构及实验室在对小功率电机进行过载测试时都是采用人工手动阻碍运行过程中电机转子转动同时使用电流测试仪器辅助观察，以此达到改变小功率电机负载电流。其缺陷在于：人工手动控制负载变化具有随机性，不能保证调节准确性；且需要配合电流测试工具观察流过绕组电流变化，增加设备成本，对测试人员技术要求较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效准确度高的电机恒流测试系统及测试方法。

本发明所述的一种电机恒流测试系统，包括电机电流驱动参数输入端、处理模块、显示模块、恒流控制模块以及电机工作状态反馈模块；

所述电机电流驱动参数输入端，输入待测电机需要驱动的电流参数据，并传输至处理模块；输入电机进入测试模式数据，并传输至处理模块；

所述处理模块，接收电流参数据和电机进入测试模式数据，依据电流参数值并发送驱动信号驱动显示模块显示电流参数据，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块；接收电机输出电压数字反馈信号，依据电机输出电压数字反馈信号对占空比波形信号进行调整；接收电机驱动电压数字反馈信号，依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块；

所述显示模块，接收驱动信号，并显示电流参数值；接收电机初始绕组线圈电阻值数据，并进行显示；

所述恒流控制模块，接收占空比波形信号，依据占空比波形信号整形滤波输出恒流控制信号控制电机转动以及输出电机驱动电压信号和电机输出电流信号，并依据电机输出电流信号转换为电机输出电压信号，分别将电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

所述电机工作状态反馈模块，接收电机驱动电压信号和电机输出电压信号，依据电机驱动电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号，依据电机输出电压信号转换为电机输出电压数字反馈信号，并分别发送至处理模块。

一种电机恒流测试方法，包括以下步骤：

步骤1：电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据；

步骤2：处理模块依据电流参数据，发送至显示模块进行显示电流参数据值；

步骤3：处理模块依据电流参数据和电机进入测试模式数据进入测试模式，并发送占空比波形信号至恒流控制模块；

步骤4：恒流控制模块控制电机转动，并发送电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

步骤5：电机工作状态反馈模块将电机驱动电压信号和电机输出电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号;

步骤6：处理模块接收电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号,并依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块。

处理模块通过电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据在显示模块上显示，然后通过电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块进行调整，可以保证调节电机转子转动的准确性，在显示模块上显示电机初始绕组线圈电阻值数据，可以有效观察流过绕组电流变化，无需增加设备；且对测试人员的技术要求不高，可以有效的节约成本。且通过电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据，可方便控制电机和控制电压输出，达到随时控制率电机绕组电流目的。

附图说明

图1为本发明一种电机恒流测试系统的原理示意图；

图2为本发明一种电机恒流测试方法的流程示意图；

图3为本发明中央处理器CUP的电路图；

图4为本发明恒流控制模块的电路图；

图5为本发明电机工作驱动电压反馈模块的电路图；

图6为本发明电机工作电压输出反馈模块的电路图；

图7为本发明A/D转换模块的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种电机恒流测试系统 ，一种小功率电机恒流测试系统，包括电机电流驱动参数输入端、处理模块、显示模块、恒流控制模块以及电机工作状态反馈模块；

所述电机电流驱动参数输入端，输入待测电机需要驱动的电流参数据，并传输至处理模块；输入电机进入测试模式数据，并传输至处理模块；

所述处理模块，接收电流参数据和电机进入测试模式数据，依据电流参数值并发送驱动信号驱动显示模块显示电流参数据，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块；接收电机输出电压数字反馈信号，依据电机输出电压数字反馈信号对占空比波形信号进行调整；接收电机驱动电压数字反馈信号，依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块；

所述显示模块，接收驱动信号，并显示电流参数值；接收电机初始绕组线圈电阻值数据，并进行显示；

所述恒流控制模块，接收占空比波形信号，依据占空比波形信号整形滤波输出恒流控制信号控制电机转动以及输出电机驱动电压信号和电机输出电流信号，并依据电机输出电流信号转换为电机输出电压信号，分别将电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

所述电机工作状态反馈模块，接收电机驱动电压信号和电机输出电压信号，依据电机驱动电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号，依据电机输出电压信号转换为电机输出电压数字反馈信号，并分别发送至处理模块。

处理模块通过电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据在显示模块上显示，然后通过电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块进行调整，可以保证调节电机转子转动的准确性，在显示模块上显示电机初始绕组线圈电阻值数据，可以有效观察流过绕组电流变化，无需增加设备；且对测试人员的技术要求不高，可以有效的节约成本。且通过电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据，可方便电机的控制和控制电压输出，达到随时控制率电机绕组电流目的。

所述电机工作状态反馈模块包括电机工作驱动电压反馈模块、电机工作电压输出反馈模块，以及A/D转换模块；

电机工作驱动电压反馈模块，接收电机驱动电压信号，并发送至A/D转换模块；

电机工作电压输出反馈模块，接收电机输出电压信号，并发送至A/D转换模块；

所述A/D转换模块，接收电机驱动电压信号和电机输出电压信号，分别依据电机驱动电压信号和电机输出电压信号，转换为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号并发送至处理模块。

如图5、图6和图7所示，所述电机工作驱动电压反馈模块包括运算放大器U3，所述电机工作电压输出反馈模块包括运算放大器U4，A/D转换模块为芯片ADC0832。

如图3所示，所述电机电流驱动参数输入端包括按键K1和按键K2，所述处理模块为中央处理器CPU，所述显示模块为液晶显示屏，所述恒流控制模块包括电阻R4、电阻R5、电容C5和电容C6组成整形电路和运算放大器U2和三极管Q1组成的负反馈控制电路，所述三极管Q1的集电极和电机连接。

测试人员通过按键K1和按键K2输入待测小功率电机需要驱动的电流参数IM，中央处理器CUP接收按键K1和按键K2按键指令驱动液晶屏显示待测电机需要驱动的电流参数据。待测电机需要驱动的电流参数据键入完毕后，中央处理器CPU根据待测电机需要驱动的电流参数据，输出一定比例占空比波形通过P5输出。

如图4所示，恒流控制模块的整形电路接收到中央处理器CUP引脚P5口传输过来占空比为N，峰峰值为U的矩形波。通过电阻R4、电阻R5、电容C5和电容C6的RC组合中大电容充放电特性，矩形波逐渐变为直流电，直流电电压幅值为峰峰值（U×N）V。

运算放大器U2和三极管Q1组成负反馈回路，放大回路供电电压VCC—M值为UM。由采样电阻R6实时反馈负载电机的电流，当负载电机的电流变大时，运算放大器U2的反向输入端电压变高，它与同向输入端差值变小，运算放大器U2输出差分电压值变小。输出控制三极管Q1的基极电流变小，三极管Q1内阻变大，从而改变三极管Q1发射极和集电极间的电压降增大，负载电机电流变小。当负载电机电流变小时，运算放大器U2反向输入端电压变小，它与同向输入端差值变大，运算放大器U2输出差分电压值变大。输出控制三极管Q1的基极电流变大，三极管Q1内阻变小，从而改变三极管Q1的发射极和集电极间的电压降降低，负载电机电流变大。因此负载电机的电流经过采用电阻实时反馈最终达成恒定的稳定电流。其电机驱动恒定电流计算公式为：IM=（U×N）÷R6。

电机工作反馈的电机驱动电压信号经过F1接入运算放大器U3；电机工作反馈的电机输出电压信号经过F2接入运算放大器U4；从而转变而成电压射极跟随器，射极跟随器起到隔离和提高信号的带负载能力作用。电机驱动电压信号和电机输出电压信号经过芯片ADC0832转化为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号通过端口DO输出到中央处理器CPU,方便中央处理器CUP识别电机驱动电压和电流变化。

恒流控制模块接收到矩形波信号后，驱动电机工作。中央处理器CPU根据反馈的电机驱动电压数字反馈信号计算出电机初始值驱动压降U1（VCC_M值UM1减去初始UF1）。从而计算电机初始绕组线圈电阻R1=U1/IM。通过液晶显示屏显示出来，方便操作人员记录R1值。对测试人员的技术要求不高，可以有效的节约成本。

在电机运行过程中，液晶显示屏实时显示电机绕组电阻值。同时中央处理器CUP通过反馈回来的电机输出电压数字反馈信号对占空比波形信号进行实时微调，配合恒流控制模块触使驱动电机的电流更加稳定。当恒流控制模块经过电机工作状态反馈模块反馈的电机输出电压数字反馈信号变小时，中央处理器CUP输出的占空比波形信号N调大；当恒流控制模块经过电机工作状态反馈模块反馈的电机输出电压数字反馈信号变大时，中央处理器CUP输出的占空比波形信号N调小。

电机运行结束时，同理中央处理器CUP根据电机运行结束反馈的电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号计算出电机绕组值R2，并通过中央处理器CUP在液晶显示屏显示出来。测试人员记录当前电机绕组值R2。测试人员可根据电阻法计算出绕组温升值△t。

如图2所示，一种电机恒流测试方法，包括以下步骤：

步骤1：电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据；

步骤2：处理模块依据电流参数据，发送至显示模块进行显示电流参数据值；

步骤3：处理模块依据电流参数据和电机进入测试模式数据进入测试模式，并发送占空比波形信号至恒流控制模块；

步骤4：恒流控制模块控制电机转动，并发送电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

步骤5：电机工作状态反馈模块将电机驱动电压信号和电机输出电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号;

步骤6：处理模块接收电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号,并依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电机恒流测试系统 ，其特征在于，包括电机电流驱动参数输入端、处理模块、显示模块、恒流控制模块以及电机工作状态反馈模块；

所述电机电流驱动参数输入端，输入待测电机需要驱动的电流参数据，并传输至处理模块；输入电机进入测试模式数据，并传输至处理模块；

所述处理模块，接收电流参数据和电机进入测试模式数据，依据电流参数值并发送驱动信号驱动显示模块显示电流参数据，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块；接收电机输出电压数字反馈信号，依据电机输出电压数字反馈信号对占空比波形信号进行调整；接收电机驱动电压数字反馈信号，依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块；

所述显示模块，接收驱动信号，并显示电流参数值；接收电机初始绕组线圈电阻值数据，并进行显示；

所述恒流控制模块，接收占空比波形信号，依据占空比波形信号整形滤波输出恒流控制信号控制电机转动以及输出电机驱动电压信号和电机输出电流信号，并依据电机输出电流信号转换为电机输出电压信号，分别将电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

所述电机工作状态反馈模块，接收电机驱动电压信号和电机输出电压信号，依据电机驱动电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号，依据电机输出电压信号转换为电机输出电压数字反馈信号，并分别发送至处理模块。

2.根据权利要求1所述一种电机恒流测试系统 ，其特征在于，所述电机工作状态反馈模块包括电机工作驱动电压反馈模块、电机工作电压输出反馈模块，以及A/D转换模块；

电机工作驱动电压反馈模块，接收电机驱动电压信号，并发送至A/D转换模块；

电机工作电压输出反馈模块，接收电机输出电压信号，并发送至A/D转换模块；

所述A/D转换模块，接收电机驱动电压信号和电机输出电压信号，分别依据电机驱动电压信号和电机输出电压信号，转换为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号并发送至处理模块。

3.根据权利要求2所述一种电机恒流测试系统 ，其特征在于，所述电机工作驱动电压反馈模块为运算放大器U3，所述电机工作电压输出反馈模块为运算放大器U4。

4.根据权利要求1所述一种电机恒流测试系统 ，其特征在于，所述电机电流驱动参数输入端包括按键K1和按键K2。

5.一种电机恒流测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：电机电流驱动参数输入端输入待测电机需要驱动的电流参数据和电机进入测试模式数据；

步骤2：处理模块依据电流参数据，发送至显示模块进行显示电流参数据值；

步骤3：处理模块依据电流参数据和电机进入测试模式数据进入测试模式，并发送占空比波形信号至恒流控制模块；

步骤4：恒流控制模块控制电机转动，并发送电机驱动电压信号和电机输出电压信号发送至电机工作状态反馈模块；

步骤5：电机工作状态反馈模块将电机驱动电压信号和电机输出电压信号转换为电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号;

步骤6：处理模块接收电机驱动电压数字反馈信号和电机输出电压数字反馈信号,并依据电机驱动电压数字反馈信号获取电机初始绕组线圈电阻值数据，并上传显示模块，并依电机进入测试模式数据和据电流参数据获取占空比波形信号并传输至恒流控制模块。

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