直流無刷電機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.電壓、電流測(cè)量

    應(yīng)用VSM025A系列霍爾電壓傳感器測(cè)量線路電壓，該傳感器采取霍爾效應(yīng)閉環(huán)原理，能夠在隔離的情況下，對(duì)脈沖、直流、交流及各種不規(guī)則波形的電壓進(jìn)行有效的測(cè)量，測(cè)量范圍為Vp=10～500V。應(yīng)用磁耦合的方式對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)用LEM公司的LA58-P電流傳感器測(cè)量電樞繞組電流，這一種傳感器具備著很多優(yōu)點(diǎn)，例如線性度好、頻帶寬、溫漂低及抗干擾強(qiáng)等，它的可測(cè)量電流可達(dá)50A。

電壓及電流傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，在經(jīng)過運(yùn)算放大器OP27把電壓調(diào)整到單片機(jī)可接收的信號(hào)，與此同時(shí)，為了使單片機(jī)輸入信號(hào)的幅值得到限制，在信號(hào)輸入端設(shè)置二極管限幅電路，傳感器輸出與單片機(jī)接口電路如圖2所示。

2.轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量

    電機(jī)的運(yùn)行速度和輸出扭矩是衡量電機(jī)性能的重要指標(biāo)，測(cè)試系統(tǒng)選用CGNJ2801A型動(dòng)態(tài)扭矩傳感器對(duì)轉(zhuǎn)速、扭矩量進(jìn)行測(cè)量，扭矩測(cè)量范圍0～100N·m，轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍0～4500r/min，測(cè)量精度為0.5%。該傳感器采用一組環(huán)形變壓器提供電源，利用微功耗信號(hào)耦合器非接觸傳遞信號(hào)，可以精確傳遞靜態(tài)扭矩信號(hào)和旋轉(zhuǎn)扭矩信號(hào)。傳感器的輸出為4～20mA或0～5V的模擬信號(hào)，然后經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單路后發(fā)送給單片機(jī)。

3.電樞電阻的動(dòng)態(tài)虛擬測(cè)試

    無刷直流電機(jī)電樞的等效電阻R由三部分組成，分別為線圈、開關(guān)以及換向電阻，且根據(jù)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的區(qū)別，對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)來說，只可以對(duì)出線端的線圈電阻進(jìn)行測(cè)試，而動(dòng)態(tài)時(shí)測(cè)試結(jié)果則為三部分電阻的總 和，在動(dòng)態(tài)的條件下對(duì)電樞電阻進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果更能突出電機(jī)的性能。

通過計(jì)算得到直流無刷電機(jī)電樞的等效電阻，解決了無法直接測(cè)量的問題，該公式適用于三相六狀態(tài)無刷直流電機(jī)。

4.溫度測(cè)量

    電機(jī)外殼和轉(zhuǎn)子表面的溫度測(cè)試考核電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要性能指標(biāo)，溫度測(cè)試對(duì)于電機(jī)內(nèi)部故障和溫度場(chǎng)分析具有重要的意義。

    近年來紅外測(cè)溫技術(shù)不斷發(fā)展，紅外測(cè)溫技術(shù)利用熱釋效應(yīng)將熱信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，它具有反應(yīng)靈敏、測(cè)溫范圍寬、不需要直接接觸被測(cè)物等優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)溫度測(cè)試領(lǐng)域也具有一定的應(yīng)用。測(cè)試系統(tǒng)選擇OS136-V1型溫度傳感器，傳感器輸出0-5V直流電壓信號(hào)，光譜響應(yīng)距離為5-14微米，響應(yīng)時(shí)間為150毫秒。