基于LabVIEW的電動機定子
電流和溫升測試系統
王水發， 陳德為
(福州大學機械工程及自動化學院，福建福州350108)
摘要：介紹了一種基于LabvIEw的電動機定子電流和溫升測試系統的硬件組成和軟件設計，該系統通過實時采集電動機的定子電流和多路溫度數據．觀察電動機定子電流與溫度的變化情況，對采集數據進行保存、擬合分析。試驗結果表明，該系統不僅可以實現在線狀態監測、數據采集、數據分析等功能，而且具有操作簡單，準確度高和效率高等優點。通過試驗分析，初步掌握了電動機定子溫度的變化規律，為交流電動機定子溫升的預測、預報奠定了基礎。
關鍵詞：電機；溫度；電流；擬臺
0 引 言
電動機從研制、投產、運行到維修，期間的各個階段都要進行一系列試驗，以獲取電動機的各種物理參數和性能指標。而其中電動機溫升的測量是必不可少的一項檢測工作，因為火部分電動機的損壞都是由電機的絕緣材料過熱引起的。因此，絕緣材料的壽命決定著電動機的使用期限，而決定絕緣材料壽命的是溫度。大量的實踐表明，溫度越高，絕緣材料的壽命越短。但傳統檢測電動機溫度的儀器與方法，由于自動化程度低，操作十分復雜，工作量大，而且精度也難以達到要求。因此，建立一種自動化程度高、操作簡單和測量精度高的測量方法具有重要意義。
LabVIEw是美國NI公司推出的一種基于計算機的虛擬儀器開發平臺，它內置信號采集、測量分析與數據顯示功能，摒棄了傳統開發工具的復雜性，極大地縮短了系統的開發周期，并且擁有非常友好的用戶界面。本系統采用LabVIEw軟件與usB2 0一Verl．O數據采集卡及相應的外部硬件電路，實現對電動機的電流及多個位置的溫度進行采集分析。
1 系統的硬件設計
如圖1所示，電動機試驗系統主要由被測電動機(Y90L4三相異步電動機)、溫度傳感器、電流傳感器、電子開關、信號調理電路、數據采集卡和裝有LabVIEw軟件的計算機組成。由于該系統中要測量電動機內部3個截面(每個截面相距35 mm)24個位置的溫度變化(具體位置如圖2所示，圖中“中”表示定子繞組中，“外”表示定子槽底，“內”表示定子槽口)及一相電流，即需25路的采集通道。但所用的采集卡只有4路AD通道，故需采用4個8通道的電子開關，其通道的控制由數據采集卡的Do口進行控制。
1．1傳感器
由于該系統中要測量的是電動機內部定子槽底、繞組及槽楔中多個位置的溫度，所以選用的溫度傳感器是NTc的珠狀熱敏電阻，它具有體積小、價格便宜及一定的抗壓能力和較高的測量精度，可以通過測得當前熱敏電阻的阻值來反映當前的溫度。熱敏電阻的溫度一電阻的關系為：
RT=Roexp B(1／T-1／To) (1)
式中：RT——溫度T(K)時的電阻值；
RO——溫度To(K)時的電阻值；
B——熱敏電阻常數。
本系統還采用多量程電流傳感器LA28-NP測量電動機的繞組電流，它是應用霍爾效應的閉環補償電流傳感器，電流在原邊回路和副邊回路之間是絕緣的，可用于測量直交流脈沖和混合型電流，具有出色的精度。可以根據原邊電流的大小，通過改變其引腳的接法，改變其原副邊的匝數比，從而改變副邊電流。鑒于本系統的電機額定電流不大，采用匝數比為l：200的接法。
1．2信號調理電路
溫度信號的調理電路則用來將溫度的變化轉化為電壓的變化，并將電壓信號控制在數據采集卡AD通道的范圍內，并進行相應的放大和濾波，以減少電機電流諧波和噪聲的影響。而電流的檢測電路需要將電流信號轉化為電壓信號，但由于電流是交流電，轉化后的電壓信號也是交流信號，而數據采集卡的AD通道只能采集0～3．3 V的正電壓信號，所以采集前需將交流電壓信號經過一個加法電路，將電壓信號抬高，使其在0～3．3V的范圍內變化。
2系統的軟件設計
系統采集溫度和電流的程序流程圖見圖3。
因為本系統中用到的24個熱敏電阻的阻值存在差異，雖然其差異值很小，但為了使它們能在同一時刻的同樣溫度下測得的溫度保持一致，以提高測量精度，本系統在起動電動機前，先在同一時刻對每個熱敏電阻各測得100個當時的環境溫度數據，并求得它們的總平均溫度和各自的 |
