[发明专利]直流电机的空载参数检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机的空载参数检测装置，特别涉及一种基于频域分析的直流电机空载参数检测装置，属于电机空载参数检测领域。

背景技术

检测技术是产品研发、性能试验、生产监督、质量监制等都无法完全绕开的重要环节。特别是在近些年，越来越多的先进检测技术被运用到工程技术中的自动控制系统，控制系统的重要位置己然被检测装置紧紧地占据。目前采用人工化读取仪表数据，再手工输入进行后续的数据操做，这种方式过程繁琐，效率较低。现主流测速技术主要分为模拟式及数字式检测方法，基本分为以下几种方法：

1、光电式转速测量传感器。通过在电机轴上贴上一个反光纸片，通过电机及转动过程中的反射脉冲，利用激光测速仪来测量转速。这种方法测试结果比较精准，但是无法满足远程测试，而且对光标贴纸依赖性极高，电机发热或高速运转中贴纸容易掉下来，且在测量时必须准确对准所贴的光标纸片，对操作者的要求较高。

2、霍尔开关件进行脉冲检测。这种方法不能应用于多类电机，因电机大小不一，而霍尔件的检测距离<1cm，为满足空载测试要求，针对不同的电机需要有不同的工装，检测工装较为复杂，且在超低温-60℃，高温100℃的极限环境下，普通磁体失效，对霍尔件的性能要求比较高。

3、角度编码器测速方式。使用方法是将其通过联轴器与被测电机输出轴相连接，并与被测电机同时转动，与此同时角度编码器会连续不断的输出脉冲信号，最后经过接下来的采样设备等进行处理分析计算便可以得到被测电机的转速。这种方法相当于有了负载，且在恶劣环境中也无法使用。

以上所介绍的多种测速方法皆为外部测量方法，还有一种利用电机工作时产生的波形进行转速测量，但都是对时域波形分析，需要对信号进行放大，整形等操作。研究证明，电机在实际使用过程中由于电机转子开槽、气隙偏心和负载震荡等因素，时域的信号处理不是简单的正弦波，且波形生成有随机性，极容易引入误差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种测试速度快、测量精度高及测试误差小的直流电机的空载参数检测装置。

本发明的直流电机的空载参数检测装置，所述检测装置包括频域信号获取模块、电机空载启动电压检测模块、电机空载启动电流检测模块和电机空载转速测量模块；

所述频域信号获取模块，用于将待测电机空载时的工作电流转换成频域信号；

所述电机空载启动电压检测模块，用于对频域信号的峰值进行监控，当峰值超过预设值时，检测的电源电压即为电机空载启动电压；

所述电机空载启动电流检测模块，用于对频域信号的峰值进行监控，当峰值超过预设值时，检测的电源电流即为电机空载启动电流；

所述电机空载转速测量模块，用于选出频域信号的基波，并读出所述基波的频率值，根据所述频率值和被测电机的极对数，获得电机空载转速。

优选的是，所述检测装置还包括生成报表模块；

所述自动报表生成模块，用于将检测到的参数生成报表。

优选的是，所述频域信号检测模块包括电流采样电阻、A/D转换模块、滤波模块和频谱转换模块；

所述电流采样电阻，用于将电机空载时的工作电流转换成电压信号；

所述A/D采样模块，用于将所述电压信号转换成数字信号；

所述滤波模块，用于对所述数字信号进行滤波，获得滤波信号；

所述频谱转换模块，用于将所述滤波信号进行频谱变换，获得频域信号。

优选的是，所述电流采样电阻的阻值小于0.5Ω。

优选的是，所述A/D采样模块的数据传输线为双绞线。

优选的是，所述滤波模块采用自适应带通滤波器实现，根据待测电机的输入电压，来控制上下截止频率。

优选的是，所述电机空载启动电压检测模块采用防抖比较器对频域信号的峰值进行监控，有效监测电机假启动现象。

本发明采用上述技术方案，提供了一种基于频域分析的直流电机空载参数检测装置，测试对象包括无刷直流电机及有刷直流电机，具有有益效果：

1、本发明实现了电机主要空载参数的检测，包括空载启动电压、空载启动电流和空载转速，特别的，对于微型电机的性能的测试一般对空载测试的性能参数要求较高，该设备在满足空载测试的条件的情况下，也能满足对测试精度要求；

2、将时域测速方法转换到频域，电机运转过程中产生波形并不是标准的正弦波，谐波含量较多，若在时域进行信号处理，需要的信号处理步骤较多，若将波形转换到频域后，在简化信号处理操作的基础上，可有效去除谐波含量，增加测试精度；