微機控制的感應電動機特性測試系統(tǒng)
曾 捷 吳 凱 張寶琦(西安交通大學 710049)
1 引 言
電機特性的微機測試裝置，往往安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場中使用，對測試裝置的抗干擾能力和運行的可靠性提出了較高的要求。為此，研制了以單片微機為各測量項目的子機（下位機），PC微機為主機（上位機）的雙機聯(lián)合的微機測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了單片微機抗干擾能力強和PC微機運算能力強、存貯容量大、適用于文件管理等方面的優(yōu)點，使系統(tǒng)功能強，運行穩(wěn)定可靠。
2.1原理框圖
如圖1所示，單片微機通過擴展的各相應接口電路，應完成測量、控制、顯示、報警、向PC主機傳送數(shù)據(jù)等主要的測試任務。PC主機完成數(shù)據(jù)處理、曲線擬合、打印試驗報告、繪制特性曲線、電機檔案管理、向單片機傳送測試程序等任務。
2.2電量的測量
根據(jù)三相感應電動機試驗的國家標準規(guī)定，感應電機試驗測量的輸入電量為二相線電壓UAB、U BC，三相線電流IA.二相功率PAB-A.PCB-C。電流、電壓信號送至A/D接口，在一個周期內(nèi)單片微機對其波形進行等時間間隔采集N個點的瞬時值，然后按離散化公式算出電流、電壓的有效值和功率的平均值，即
為了防止電機電源頻率波動對測量精度的影響，系統(tǒng)采用與電源頻率同步的采樣方法，使電量的測量精度提高到0.5級以上。
由于采用了波形快速采樣法測量電量，省去了通常使用的昂貴的交流電流、電壓、功率變送器，使系統(tǒng)簡單、可靠、維護方便，且測量精度不受蠻送器精度的限制．
2.3被試電機運行狀態(tài)的控制
系統(tǒng)設有開關量控制接口，最少可輸出32路開關電平，經(jīng)固態(tài)繼電器控制強電柜中的繼電繼、接觸器，實現(xiàn)被試電機的起動、調(diào)壓、測量、停機、測電阻等步驟的自動控制。
3 系統(tǒng)的軟件
系統(tǒng)的軟件程序由二部分組成，一部分用MCS- 51單片微機匯編語言編制的匯編程序，主要有：
a.系統(tǒng)的初始化程序。
b．電壓、電流、功率的采樣及計算程序。
c．開關量控制電機的起動、自動調(diào)壓、停機程序。d．數(shù)制轉換及顯示程序等。匯編程序一部分固化在單片機系統(tǒng)中的EPROM中，另一部分存放在PC主機的軟盤中。
用BASIC語言編寫，在PC主機中運行的程序主要有：
a.試驗數(shù)據(jù)處理程序。
b．曲線擬合程序及繪圖程序。
c．試驗報告制作及打印程序（漢字打印）
d．系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫軟件程序，能存贓電機的檔案資料，并隨時可查詢，具有一定管理功能。
單片機與主機之間采用RS - 232串行接口雙向數(shù)據(jù)通迅方式，可將匯編程序從主機傳送到單片機中，也可將單片機采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機中進行數(shù)據(jù)處理。
4 提高系統(tǒng)可靠性的措施
應用單片微機抗干擾能力強的特點，用MCS- 51單片微機作為測量、控制的前導子機，顯著提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
采用聯(lián)鎖控制方式：對系統(tǒng)的關鍵部件或操作步驟采用了繼電器、接觸器及門電路的聯(lián)鎖，同時在軟件上也應用了控制開關量及人機對話方式進行聯(lián)鎖，這種軟硬件聯(lián)鎖的方式，進一步提高了系統(tǒng)工作的可靠性。
采取隔離措施：在強電回路、二次儀表回路與微機系統(tǒng)之間，用互感器、光電耦合器等器件加以可靠的隔離。
消除來自電源的干擾：采用隔離電源，即220V電源，經(jīng)交流穩(wěn)壓器、隔離變壓器、電源濾波器、直流穩(wěn)壓源給系統(tǒng)供電。隔離變壓器、電源濾波器均可靠接地；強電控制線路中有關的繼電器、接觸器的二次線路及直流穩(wěn)壓電源、印刷電路板均有濾波回路，以消除各部件之間的耦合干擾。
此外，計算機及模擬通道采用浮地方式；模擬量、數(shù)字量通道采用可靠的屏蔽措施，以防止各通道之間的相互耦合干擾。
5結語
本系統(tǒng)經(jīng)省計量部門的鑒定，輸人電壓、電流、功率的測量精度誤差小于百分之0. 5，系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)車間的試驗站內(nèi)，運行穩(wěn)定可靠。
應用本系統(tǒng)對感應電動機進行自動測試，可改變傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式，能提高測試工效及準確度：有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，可在電機制造及維修行業(yè)中應用。
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