LabVIEW開發(fā)感應(yīng)電機自動測試臺

設(shè)計開發(fā)先進的電機測試臺，能夠測試額定功率為0-15hp的單相和三相感應(yīng)電動機。系統(tǒng)能夠測量感應(yīng)電動機的不同參數(shù)，例如電壓，電流，有功功率，無功功率，視在功率，功率因數(shù)，絕緣電阻，電感，電容阻抗，溫度，扭矩和速度，也使用這些參數(shù)，執(zhí)行各種測試，例如空載測試，鎖定轉(zhuǎn)子測試，溫升測試，測量直流繞組測試，效率和損耗以評估感應(yīng)電動機的性能。使用直接方法，與間接方法相比，這種方法相對容易找到感應(yīng)電機的效率。

電機試驗臺的主要部件包括磁粉斷裂、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)矩速度數(shù)據(jù)采集儀、功率分析儀、三相電源、可編程直流電源、冷卻系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)和計算機。

FUTEKTRD305扭矩傳感器也用于測量穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)扭矩和動態(tài)扭矩。這種典型的傳感器使用應(yīng)變電測量技術(shù)獲取扭矩信號。電機的轉(zhuǎn)速或方向不影響扭矩的測量精度。此外，扭矩傳感器結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、可靠，可以很容易地與測試臺設(shè)施一起部署。

電機特性測試臺由以下組件組成：粉末斷裂，粉末制動臺，帶有可調(diào)節(jié)的電機夾具和底盤，電源，控制器和定制電機測試軟件。開發(fā)電機特性測試臺的目標(biāo)。

???????開發(fā)測試用例以確定感應(yīng)電機參數(shù)，例如RPM與扭矩

???????使用第三方電機特性測試臺驗證測量結(jié)果以進行初始校準(zhǔn)

???????開發(fā)集成系統(tǒng)以生成電機性能報告

???????開發(fā)反饋機制，以便使用重復(fù)的電機表征來驗證設(shè)計改進

???????使用測量參數(shù)，進行以下實驗來評估感應(yīng)電動機的性能，例如空載測試，鎖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子測試，滿載測試，直流繞組電阻測試

空載測試是一種間接方法，用于確定效率并確定三相電動機等回路的電路參數(shù)。額定電壓以額定頻率施加到定子端子上，轉(zhuǎn)子不連接到任何機械負載。電壓緩慢增加，并以額定電壓施加到機器上。此時電機以同步速度運行。該測試提供有關(guān)空載損耗的信息，例如鐵芯損耗、摩擦損耗和風(fēng)阻損耗。轉(zhuǎn)子空載時的銅損非常小于其值可以忽略不計。

在鎖定轉(zhuǎn)子測試中，應(yīng)記住定子端子上施加的電壓應(yīng)較低，否則正常電壓可能會損壞定子的繞組。在鎖定轉(zhuǎn)子測試中，施加低電壓，使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，其速度變?yōu)榱悖瑵M載電流通過定子繞組?；婆c轉(zhuǎn)子的零轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此負載電阻變?yōu)榱?。通過減慢定子繞組中電壓的增加來達到額定電流。電壓、功率和電流值通過功率分析儀觀察。

在直流繞組電阻測試中，如果對定子端子施加直流電壓，則任何電感上都不會有電位差，轉(zhuǎn)子上也不會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。結(jié)果，每相電路減小到定子繞組電阻。在兩個電機端子上施加直流電壓并測量電流，可以找到定子電阻。雖然檢測重要電機或發(fā)電機中的問題很重要，但在它們導(dǎo)致災(zāi)難性故障之前發(fā)現(xiàn)它們至關(guān)重要。包括定期測試在內(nèi)的預(yù)測性和預(yù)防性維護有助于及早發(fā)現(xiàn)繞組問題。

對感應(yīng)電機進行滿載測試以計算其完整性能，即扭矩、滑差、效率、功率因數(shù)等。在此測試中，電機在額定電壓，頻率和正常負載的機械下通過制動器運行，直到電機達到額定電流，此時測量電機的功率因數(shù)，視在功率，有功功率和電機效率。輸入和輸出電源連接器應(yīng)很好地耦合。

通過使用功率分析儀，可以詳細分析電機健康狀況。電機的健康是由諧波分析、電機各種參數(shù)的趨勢分析、電機的相量分析等因素決定的。諧波分析有助于指示是否存在對電機健康有害的諧波。這些諧波會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱，如果不及時發(fā)現(xiàn)，會損壞電機的內(nèi)部部件。對功率、電流和電壓等各種參數(shù)進行趨勢分析，有助于了解電機的先天性工作。這有助于了解電機的正常工作狀態(tài)，并有助于發(fā)現(xiàn)電機工作中的任何異常情況。

與測試臺系統(tǒng)連接的控制器是NIcRIO-9063，用于通過LabVIEW進行數(shù)據(jù)采集。它基于手臂皮層-A9架構(gòu)，時鐘速度為667MHz。該測試臺由NI-DAQ機箱（NI9939）組成，設(shè)計用于遠程測量。除此之外，還附加了DI/O（NI9422）卡模塊，用于計算電機的R.p.M，旁邊還有溫度傳感器模塊（NI9210）。

LabVIEW在各種負載條件下的實際數(shù)據(jù)采集表明，與理論計算相比，所獲得的結(jié)果的有效性。每個測試中1%的公差是可以接受的。所有相關(guān)數(shù)據(jù)都可以保存為TDMS文件格式，可以隨時訪問。

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