CN203350412U

CN203350412U - 直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置

Info

Publication number: CN203350412U
Application number: CN 201320161134
Authority: CN
Inventors: 高志彪; 吴统立
Original assignee: Individual
Current assignee: Shanghai Aoyi Automobile Electronics Co ltd
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-04-02

Abstract

本实用新型公开了一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，包括：上位机、直流电机机械加载联接装置、程控电源、USB通信数据采集与驱动模块和待测直流电机；上位机通过USB通信数据采集与驱动模块控制程控电源输出电压，对直流电机机械加载联接装置上电；直流电机机械联接装置上电后产生模拟负载，并输出上位机设定的力矩大小和旋转速度至待测直流电机；USB通信数据采集与驱动模块采集待测直流电机的纹波电流，并将纹波电流传输至所述上位机；上位机对接收到的纹波电流进行处理后，生成质量评定数据。本实用新型能够实现自动测量采集直流电直流电动机的纹波电流，自动对纹波质量进行分析并做出评定。

Description

直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置

技术领域

本实用新型涉及直流电机技术领域，更具体地说，涉及一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置。

背景技术

在众多直流电动机转动角度与转动速度测量技术中，基于直流电机纹波电流特征的直流电机旋转角度与旋转速度测量技术由于其所需器件少、成本低、可靠性高等优点越来越受到人们的青睐，尤其是基于直流电动机纹波电流特征的直流电机旋转角度与旋转速度测量技术在直流电机控制领域需求正在日益扩大，应用也越来越广泛。但并不是任意的直流电机纹波电流特征都适用于基于直流电动机纹波电流特征的直流电动机旋转角度与旋转速度测量技术，因此，快速高效提取出待测直流电机的纹波电流特征并做出纹波电流质量评定显得格外重要，是基于直流电动机纹波电流特征的直流电动机旋转角度与旋转速度测量技术能否成功应用的必要条件和核心前提。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，以实现自动测量采集直流电动机的纹波电流，并自动对纹波质量做出评定。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，包括：上位机、直流电机机械加载联接装置、程控电源、USB通信数据采集与驱动模块，其中：

所述上位机通过所述USB通信数据采集与驱动模块控制所述程控电源输出电压，对所述直流电机机械联接装置上电；

所述直流电机机械联接装置上电后产生模拟负载，并输出所述上位机设定的力矩大小和旋转速度至所述待测直流电机；

所述USB通信数据采集与驱动模块采集所述待测直流电机的纹波电流，并将所述纹波电流传输至所述上位机；

所述上位机对接收到的所述纹波电流进行处理后，生成质量评定数据。优选地，所述直流电机机械联接装置包括：磁性粒子制动器和力矩和旋转速度传感器；其中：

所述磁性粒子制动器与所述程控电源连接，根据所述程控电源的输出电压产生模拟负载；

所述力矩和旋转速度传感器一端与所述磁性粒子制动器连接，另一端与所述待测直流电机连接，获取所述待测直流电机的力矩大小和旋转速度，并将所述力矩大小和旋转速度输出至与其连接的所述USB通信数据采集与驱动模块，所述USB通信数据采集与驱动模块将采集到的所述力矩大小和旋转速度数据传输至上位机。

优选地，所述USB通信数据采集与驱动模块包括：DAQ数据采集卡和USB通信端口；

通过所述DAQ数据采集卡对模拟电压信号进行采样及数字转换，并通过所述USB通信端口对所述DAQ数据采集卡采集的数据进行传输。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的一种直流电机纹波电流采样与纹波质量流评定装置，上位机通过程控电源实现对直流电机机械联接装置模拟负载的大小和加载控制，并对USB通信数据采集与驱动模块传递的待测直流电机的纹波电流数据进行处理，自动完成了对待测直流电机纹波电流的采样和纹波质量的评定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置的结构示意图；

图2为本实用新型公开的直流电机机械联接装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，以实现自动测量采集直流电动机的纹波电流，并自动对纹波质量作出评定。

如图1所示，一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，包括：直流电机机械加载联接装置101、程控电源102、USB通信数据采集与驱动模块103、上位机104和待测直流电机105；其中：

上位机104通过USB通信数据采集与驱动模块103分别与直流电机机械加载联接装置101和程控电源102连接，程控电源102与直流电机机械加载联接装置101连接，待测直流电机105与直流电机机械加载联接装置101和程控电源102连接；

上位机104通过USB通信数据采集与驱动模块103控制程控电源102输出电压，对直流电机机械加载联接装置101上电；

直流电机机械加载联接装置101上电后产生模拟负载，并输出上位机104设定的力矩大小和旋转速度至待测直流电机；

上位机104对接收到的所述力矩大小和旋转速度计算后，通过程控电源102控制直流电机机械加载联接装置101产生恒定模拟负载；

USB通信数据采集与驱动模块103采集所述待测直流电机105的纹波电流，并将所述纹波电流传输至上位机104；

上位机104对接收到的所述纹波电流进行处理后，生成质量评定数据。

具体的，USB通信数据采集与驱动模块103包括：AD数据采集卡和USB通信端口以及MOSFET驱动电路，通过所述AD数据采集卡对模拟电压信号进行数字数据转换，并通过所述USB通信端口对数据进行传输。

具体的，在上述实施例中，直流电机机械加载联接装置101实现为待测直流电机105加载模拟负载并测量转动力矩大小和旋转速度，通过USB通信数据采集与驱动模块103向上位机104传送测量参数，上位机104根据接收到的力矩参数进行PID计算，得出力矩控制增量，再转换成电压控制参数通过USB通信数据采集与驱动模块103传递至程控电源102，实现模拟负载的恒定输出控制。同时USB通信数据采集与驱动模块103实现对待测直流电机105纹波电流采集，并把采集到的模拟信号转换为数字信号后传递至上位机104，上位机104根据接收到的数字信号对待测直流电动机105的纹波进行处理并作出质量评定。

在上述实施例中，上位机具有USB通信功能、数据存储功能、数据计算功能、图形化输出功能，能够实现模拟负载力矩大小和旋转速度参数设定，能够实现力矩和旋转速度的恒定控制，并且能够实现纹波电流的FFT变换处理，计算出各次谐波与基波的差值，把差值作为依据评定直流电机的电流纹波质量，差值越大则直流电机的电流纹波质量越好，差值越小则直流电机的电流纹波质量越差。USB通信数据采集与驱动模块能够快速、可靠地实现数据的采集和传输。程控电源能够快速、精确、可靠地输出控制器设定的电压值，从而快速、精确、可靠地控制机械测试装置加载模拟负载大小。上位机能够快速、可靠地实现模拟负载的加载大小控制、待测直流电机纹波电流数据采集、待测直流电机纹波电流数据存储与纹波质量评定分析、纹波质量评定分析报告的生成。

如图2所示，为本实用新型公开的直流电机机械加载联接装置的结构示意图，具体的，直流电机机械加载联接装置包括橡胶减振垫1、底板2、轴衬 3、自适应调整板4、轴套5、左支架6、施密特连轴器7、力矩和旋转速度传感器8、力矩和旋转速度传感器支架9、联轴器10、磁性粒子制动器安装板11、右支架12、磁性粒子制动器13。其中，橡胶减振垫1通过螺丝安装在底板2上。左支架6通过螺丝固定在底板2的左端，左支架6安装槽为U形槽，固定在底板2上。自适应调整板4通过螺丝固定在左支架6上。自适应调整板4上开有三个方形槽。自适应调整板4的上、下两个方形槽用于固定待测直流电机。力矩和旋转速度传感器支架9通过其下端的U形槽固定在底板2上。力矩和旋转速度传感器8置于力矩和旋转速度传感器支架9上方，力矩和旋转速度传感器8左端轴与施密特联轴器7的一端连接在一起，施密特联轴器7的另一端与轴套5连接在一起，轴套5再与轴衬3连接在一起，轴衬3的另一端穿进自适应调整板4中间的方槽再与待测电机的转轴连接在一起。力矩和旋转速度传感器8的右端轴通过联轴器与磁性粒子制动器13连接在一起。磁性粒子制动器13固定在磁性粒子制动器安装板11上，其主轴穿过磁性粒子制动器安装板11中部的圆孔，磁性粒子制动器安装板11通过螺丝安装固定在右支架12上，右支架12通过其底部的U形槽固定在底板2上。

具体的，上位机通过USB通信数据采集与驱动模块控制程控电源输出电压，磁性粒子制动器和待测直流电机都上电，磁性粒子制动器产生所需模拟负载，同时待测直流电机带动力矩和旋转速度传感器的旋转轴一起旋转，然后力矩和旋转速度传感器测量出力矩的大小和旋转速度通过USB通信数据采集与驱动模块传递到上位机，上位机对所得数据进行PID计算，得出力矩控制量并转换成电压控制量，通过USB通信数据采集与驱动模块传到程控电源，程控电源调整输出到磁性粒子制动器的电压从而实现磁性粒子制动器产生所需的恒定模拟负载。同时通过USB通信数据采集与驱动模块的AD口对待测直流电动机的纹波电流进行采集，在USB模块内部实现AD转换，把转换后的数字量通过USB通信端口传递到上位机，最后在上位机上通过处理程序把采集到的直流电动机纹波电流数据进行储存，然后作出直流电动机纹波电流的纹波质量评定并生成直流电机纹波电流质量评定测试报告，完成直流电机纹波电流质量评定测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种直流电机纹波电流采样与纹波质量评定装置，其特征在于，包括：上位机、直流电机机械加载联接装置、程控电源、USB通信数据采集与驱动模块；其中：

所述上位机通过所述USB通信数据采集与驱动模块控制所述程控电源输出电压，对所述直流电机机械加载联接装置上电；

所述直流电机机械联接装置上电后产生模拟负载，并输出所述上位机设定的力矩大小和旋转速度至待测直流电机；

所述上位机对接收到的所述纹波电流进行处理后，生成质量评定数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电机机械联接装置包括：磁性粒子制动器和力矩和旋转速度传感器；其中：

所述力矩和旋转速度传感器一端与所述磁性粒子制动器连接，另一端与所述待测直流电机连接，获取所述待测直流电机的力矩大小和旋转速度，并将所述力矩大小和旋转速度输出至与其连接的USB通信数据采集与驱动模块，所述USB通信数据采集与驱动模块将采集到的所述力矩大小和旋转速度传输到上位机。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述USB通信数据采集与驱动模块包括：DAQ数据采集卡和USB通信端口；

通过所述DAQ数据采集卡对模拟电压信号数据进行采样及数字转换，并通过所述USB通信端口对所述DAQ数据采集卡所采集的数据进行传输。