LabVIEW开发感应电机自动测试台

设计开发先进的电机测试台，能够测试额定功率为0-15hp的单相和三相感应电动机。系统能够测量感应电动机的不同参数，例如电压，电流，有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，绝缘电阻，电感，电容阻抗，温度，扭矩和速度，也使用这些参数，执行各种测试，例如空载测试，锁定转子测试，温升测试，测量直流绕组测试，效率和损耗以评估感应电动机的性能。使用直接方法，与间接方法相比，这种方法相对容易找到感应电机的效率。

电机试验台的主要部件包括磁粉断裂、扭矩传感器、转矩速度数据采集仪、功率分析仪、三相电源、可编程直流电源、冷却系统、温度监控系统和计算机。

FUTEKTRD305扭矩传感器也用于测量稳定旋转扭矩和动态扭矩。这种典型的传感器使用应变电测量技术获取扭矩信号。电机的转速或方向不影响扭矩的测量精度。此外，扭矩传感器结构紧凑、重量轻、可靠，可以很容易地与测试台设施一起部署。

电机特性测试台由以下组件组成：粉末断裂，粉末制动台，带有可调节的电机夹具和底盘，电源，控制器和定制电机测试软件。开发电机特性测试台的目标。

•      开发测试用例以确定感应电机参数，例如RPM与扭矩

•      使用第三方电机特性测试台验证测量结果以进行初始校准

•      开发集成系统以生成电机性能报告

•      开发反馈机制，以便使用重复的电机表征来验证设计改进

•      使用测量参数，进行以下实验来评估感应电动机的性能，例如空载测试，锁转转子测试，满载测试，直流绕组电阻测试

空载测试是一种间接方法，用于确定效率并确定三相电动机等回路的电路参数。额定电压以额定频率施加到定子端子上，转子不连接到任何机械负载。电压缓慢增加，并以额定电压施加到机器上。此时电机以同步速度运行。该测试提供有关空载损耗的信息，例如铁芯损耗、摩擦损耗和风阻损耗。转子空载时的铜损非常小于其值可以忽略不计。

在锁定转子测试中，应记住定子端子上施加的电压应较低，否则正常电压可能会损坏定子的绕组。在锁定转子测试中，施加低电压，使转子不旋转，其速度变为零，满载电流通过定子绕组。滑移与转子的零转速有关，因此负载电阻变为零。通过减慢定子绕组中电压的增加来达到额定电流。电压、功率和电流值通过功率分析仪观察。

在直流绕组电阻测试中，如果对定子端子施加直流电压，则任何电感上都不会有电位差，转子上也不会产生感应电压。结果，每相电路减小到定子绕组电阻。在两个电机端子上施加直流电压并测量电流，可以找到定子电阻。虽然检测重要电机或发电机中的问题很重要，但在它们导致灾难性故障之前发现它们至关重要。包括定期测试在内的预测性和预防性维护有助于及早发现绕组问题。

对感应电机进行满载测试以计算其完整性能，即扭矩、滑差、效率、功率因数等。在此测试中，电机在额定电压，频率和正常负载的机械下通过制动器运行，直到电机达到额定电流，此时测量电机的功率因数，视在功率，有功功率和电机效率。输入和输出电源连接器应很好地耦合。

通过使用功率分析仪，可以详细分析电机健康状况。电机的健康是由谐波分析、电机各种参数的趋势分析、电机的相量分析等因素决定的。谐波分析有助于指示是否存在对电机健康有害的谐波。这些谐波会导致转子过热，如果不及时发现，会损坏电机的内部部件。对功率、电流和电压等各种参数进行趋势分析，有助于了解电机的先天性工作。这有助于了解电机的正常工作状态，并有助于发现电机工作中的任何异常情况。

与测试台系统连接的控制器是NIcRIO-9063，用于通过LabVIEW进行数据采集。它基于手臂皮层-A9架构，时钟速度为667MHz。该测试台由NI-DAQ机箱（NI9939）组成，设计用于远程测量。除此之外，还附加了DI/O（NI9422）卡模块，用于计算电机的R.p.M，旁边还有温度传感器模块（NI9210）。

LabVIEW在各种负载条件下的实际数据采集表明，与理论计算相比，所获得的结果的有效性。每个测试中1%的公差是可以接受的。所有相关数据都可以保存为TDMS文件格式，可以随时访问。

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