CN207799032U - 一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，包括控制单元、驱动执行单元、信号采集单元和交流电网模拟电源，控制单元包括PLC主控和上位机，驱动执行单元包括位能性负载试验台架、电机驱动器和控制电机，信号采集单元包括模拟电源信息采集模块、驱动供电信息采集模块和驱动执行信息采集模块；本实用新型通过交流电网模拟电源、信号采集单元、控制单元和驱动执行单元之间的相互配合，在交流电网模拟电源模拟实际配电网中会出现的各种故障状态下，采集对应的电压、电流、温度、扭矩等参数，对位能性恒转矩负载驱动的各项性能进行调试，优化控制策略，进而使控制电机驱动系统发挥最优性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制电机测试装备系统技术领域，尤其涉及一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统。
背景技术
随着社会和科技的发展，电机的应用不仅在动力方面不断扩大，在控制领域的使用范围也在不断的扩大。伴随着各种先进检测技术及先进传感器的不断涌现，控制电机在智能化产品和服务领域应用越来越广，遍布家电、办公、汽车、电力、化工、医疗、航空航天、军工核电等领域。
开关磁阻电机属于控制电机的一种，具有结构简单、成本低的优点，且各相独立工作，可靠性高，目前已在航空航天、军工核电等领域得到广泛应用。位能性恒转矩负载驱动是开关磁阻电机驱动系统的一种典型应用，因其负载的特性和功能特点，需要开关磁阻电机驱动系统具有大转矩、精确速度控制和精密位置控制功能。其高精确控制的性能要求，也使得前期的测试试验显得尤为重要，但目前的控制电机测试系统只能进行普通驱动电机的性能试验，无法对位能性恒转矩负载的开关磁阻电机驱动系统的功能和性能进行准确测试。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，能够满足位能性恒转矩负载驱动装置的功能性能测试需求，优化控制策略，发挥控制电机驱动系统的最优控制性能。
本实用新型采用的技术方案为：
一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，包括控制单元、驱动执行单元、信号采集单元和交流电网模拟电源；
控制单元包括PLC主控和上位机，PLC主控的通讯端连接上位机的通讯端，PLC主控的控制端连接交流电网模拟电源的受控端；
驱动执行单元包括位能性负载试验台架、电机驱动器和控制电机，电机驱动器和控制电机均设置在位能性负载试验台架上；电机驱动器的进电端连接交流电模拟电源的供电端，电机驱动器的控制端连接控制电机的输入端；
信号采集单元包括模拟电源信息采集模块、驱动供电信息采集模块和驱动执行信息采集模块；模拟电源信息采集模块的输入端连接交流电模拟电源的供电信息输出端，模拟电源信息采集模块的输出端连接PLC主控的模拟电源信号输入端；
所述控制电机的进电端连接有用于检测控制电机电源参数的电机电源信息采集模块，电机电源信息采集模块的输入端连接控制电机进电端，电机电源信息采集模块的输出端连接驱动供电信息采集模块的电机信息输入端，电机驱动器的驱动信息输出端通过I/O模块连接驱动供电信息采集模块的驱动信息输入端，驱动供电信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动供电信号输入端；
所述控制电机的输出轴连接有负载，位能性负载试验台架上设有用于检测控制电机输出轴转矩的电机扭矩传感器和用于测量负载位移的负载位移传感器，电机扭矩传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的电机执行信号输入端，负载位移传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的负载执行信息输入端，驱动执行信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动执行信号输入端。
所述控制电机上还设有用于检测控制电机温度的温度传感器，温度传感器的输出端连接驱动供电信息采集模块的温度信息输入端。
还包括报警模块，报警模块的受控端连接PLC主控的报警控制端。
所述的电机电源信息采集模块包括电压互感器和电流互感器。
本实用新型具有以下有益效果：
（1）通过交流电网模拟电源、信号采集单元、控制单元和驱动执行单元之间的相互配合，在交流电网模拟电源模拟实际配电网中会出现的各种故障状态下，采集对应的电压、电流、温度、扭矩等参数，对位能性恒转矩负载驱动的各项性能进行调试，优化控制策略，进而使控制电机驱动系统发挥最优性能；
（2）通过在控制电机上安装温度传感器，实时监测控制电机温度数据，为位能性恒转矩负载驱动的参数采集提供更为完整的数据，间接提高优化精度；
（3）通过报警模块的设置，在控制电机、电机驱动器等设备出现故障时及时提醒操作人员，故障信息的传播更为直观和快速，有效避免了设备的损坏。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括控制单元、驱动执行单元、信号采集单元、交流电网模拟电源和报警模块；
控制单元包括PLC主控和上位机，PLC主控的通讯端连接上位机的通讯端，PLC主控的控制端连接交流电网模拟电源的受控端，PLC主控的报警控制端连接报警模块的受控端；
驱动执行单元包括位能性负载试验台架、电机驱动器和控制电机，电机驱动器和控制电机均设置在位能性负载试验台架上，控制电机上设有用于检测控制电机温升的温度传感器；电机驱动器的进电端连接交流电模拟电源的供电端，电机驱动器的控制端连接控制电机的输入端，温度传感器的输出端连接驱动供电信息采集模块的温度信息输入端；
信号采集单元包括模拟电源信息采集模块、驱动供电信息采集模块和驱动执行信息采集模块；
模拟电源信息采集模块的输入端连接交流电模拟电源的供电信息输出端，模拟电源信息采集模块的输出端连接PLC主控的模拟电源信号输入端；
所述控制电机的进电端连接有用于检测控制电机电源参数的电机电源信息采集模块，电机电源信息采集模块的输入端连接控制电机进电端，电机电源信息采集模块的输出端连接驱动供电信息采集模块的电机信息输入端，电机驱动器的驱动信息输出端通过I/O模块连接驱动供电信息采集模块的驱动信息输入端，驱动供电信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动供电信号输入端；
所述控制电机的输出轴连接有负载，位能性负载试验台架上设有用于检测控制电机输出轴转矩的电机扭矩传感器和用于测量负载位移的负载位移传感器，电机扭矩传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的电机执行信号输入端，负载位移传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的负载执行信息输入端，驱动执行信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动执行信号输入端。
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括控制单元、驱动执行单元、信号采集单元、交流电网模拟电源和报警模块，控制单元包括PLC主控和上位机，PLC主控的通讯端连接上位机的通讯端，PLC主控的控制端连接交流电网模拟电源的受控端，PLC主控的报警控制端连接报警模块的受控端；在上位机指令下，PLC主控控制交流电网模拟电源模拟配电网不同故障输出不同电源信号，如过压和低压，并同时采集在不同故障电源信号状态下的设备参数和负载状态。
电机电源信息采集模块优选包括电压互感器和电流互感器，电压互感器的一次侧线圈连接控制电机的进电端，电压互感器的二次线圈连接驱动供电信息的电压信号输入端，电压互感器将控制电机的供电电压信号通过驱动供电信息采集模块传送至PLC主控，电流互感器的一次侧线圈连接控制电机的进电端，电流互感器的二次侧线圈连接驱动供电信息采集模块的电流信号输入端，电流互感器将控制电机的供电电流信号通过驱动供电信息采集模块传送至PLC主控，实现控制电机电源参数的实时采集。
电机驱动器的驱动信息输出端通过I/O模块连接驱动供电信息采集模块的驱动信息输入端，电机驱动器将对控制电机的控制信号、驱动器自身的电压和电流信号通过驱动供电信息采集模块发送至PLC主控，实现电机驱动器的电源参数和控制信号的实时采集。
电机上所设温度传感器将检测到的温度信号通过驱动供电信息采集模块发送至PLC主控，实现控制电机温度信号的实时采集。安装温度传感器，不仅能够实时监测控制电机温度数据，及时在电机温度过高时发出警报，避免电机损坏，而且为位能性恒转矩负载驱动的参数采集提供更为完整和全面的参考数据，间接提高优化精度。
电机扭矩传感器将检测到的控制电机输出轴的扭矩信息通过驱动执行信息采集模块发送至PLC主控，负载位移传感器将检测到的负载的高度位移信息通过驱动执行信息采集模块发送至PLC主控，实现控制电机扭矩、转速和旋转角度等电机执行信号的采集和负载上升、下降、调速、转子静止悬停保持、微步运动等负载执行信号的采集。
本实用新型通过交流电网模拟电源、信号采集单元、控制单元和驱动执行单元之间的相互配合，通过模拟实际配电网中会出现的各种故障状态，采集对应的电压、电流、温度、扭矩等参数，最后，PLC主控将所有采集到的信息发送至上位机中进行相关计算，进而优化控制策略，发挥控制电机驱动系统的最优控制性能。
为保证负载重物在各种运动状态下不会出现滑落，开关磁阻关机输出的电磁转矩必须大于负载转矩。根据控制电机驱动系统的功能需求，测试开关磁阻电机驱动系统驱动负载重物的上升、下降运动，加速、匀速、减速运动，控制电机转子静止悬停保持和控制电机转子微步运动等功能，监测控制电机驱动器输出的电压、电流、频率、温度等参数，以及控制电机连接负载的转矩、转速、旋转角度、电机温升、负载微步运动的位移等参数，控制电机转子静止悬停保持和控制电机转子微步运动等功能时的控制精度和响应特性。更重要的是，测试控制电机驱动系统在可能存在的各种故障状态下的保护功能，以及负载试验台架负载重物位移到上下限位置时的保护功能。
本发明的有益效果主要体现在通过测试控制电机驱动系统驱动位能性负载实现上升、下降、调速、转子静止悬停保持、微步运动等功能和性能，以及控制电机驱动系统的故障保护功能、控制精度和响应特性，优化电机驱动系统控制策略，发挥控制电机驱动系统的最优控制性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，其特征在于：包括控制单元、驱动执行单元、信号采集单元和交流电网模拟电源；
控制单元包括PLC主控和上位机，PLC主控的通讯端连接上位机的通讯端，PLC主控的控制端连接交流电网模拟电源的受控端；
驱动执行单元包括位能性负载试验台架、电机驱动器和控制电机，电机驱动器和控制电机均设置在位能性负载试验台架上；电机驱动器的进电端连接交流电模拟电源的供电端，电机驱动器的控制端连接控制电机的输入端；
信号采集单元包括模拟电源信息采集模块、驱动供电信息采集模块和驱动执行信息采集模块；模拟电源信息采集模块的输入端连接交流电模拟电源的供电信息输出端，模拟电源信息采集模块的输出端连接PLC主控的模拟电源信号输入端；所述控制电机的进电端连接有用于检测控制电机电源参数的电机电源信息采集模块，电机电源信息采集模块的输入端连接控制电机进电端，电机电源信息采集模块的输出端连接驱动供电信息采集模块的电机信息输入端，电机驱动器的驱动信息输出端通过I/O模块连接驱动供电信息采集模块的驱动信息输入端，驱动供电信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动供电信号输入端；所述控制电机的输出轴连接有负载，位能性负载试验台架上设有用于检测控制电机输出轴转矩的电机扭矩传感器和用于测量负载位移的负载位移传感器，电机扭矩传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的电机执行信号输入端，负载位移传感器的输出端连接驱动执行信息采集模块的负载执行信息输入端，驱动执行信息采集模块的输出端连接PLC主控的驱动执行信号输入端。
2.根据权利要求1所述的位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，其特征在于：所述控制电机上还设有用于检测控制电机温度的温度传感器，温度传感器的输出端连接驱动供电信息采集模块的温度信息输入端。
3.根据权利要求1所述的位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，其特征在于：还包括报警模块，报警模块的受控端连接PLC主控的报警控制端。
4.根据权利要求1所述的位能性恒转矩负载驱动装置的测试系统，其特征在于：所述的电机电源信息采集模块包括电压互感器和电流互感器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110161411A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 贵州航天林泉电机有限公司 | 一种基于plc的电机测试系统 |
| CN111323701A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-23 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种用于电机的检测装置及应用有该检测装置的离心风机 |
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2017
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