基于LabVIEW的电动机定子
电流和温升测试系统
王水发， 陈德为
(福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350108)
摘要：介绍了一种基于LabvIEw的电动机定子电流和温升测试系统的硬件组成和软件设计，该系统通过实时采集电动机的定子电流和多路温度数据．观察电动机定子电流与温度的变化情况，对采集数据进行保存、拟合分析。试验结果表明，该系统不仅可以实现在线状态监测、数据采集、数据分析等功能，而且具有操作简单，准确度高和效率高等优点。通过试验分析，初步掌握了电动机定子温度的变化规律，为交流电动机定子温升的预测、预报奠定了基础。
关键词：电机；温度；电流；拟台
0 引 言
电动机从研制、投产、运行到维修，期间的各个阶段都要进行一系列试验，以获取电动机的各种物理参数和性能指标。而其中电动机温升的测量是必不可少的一项检测工作，因为火部分电动机的损坏都是由电机的绝缘材料过热引起的。因此，绝缘材料的寿命决定着电动机的使用期限，而决定绝缘材料寿命的是温度。大量的实践表明，温度越高，绝缘材料的寿命越短。但传统检测电动机温度的仪器与方法，由于自动化程度低，操作十分复杂，工作量大，而且精度也难以达到要求。因此，建立一种自动化程度高、操作简单和测量精度高的测量方法具有重要意义。
LabVIEw是美国NI公司推出的一种基于计算机的虚拟仪器开发平台，它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，极大地缩短了系统的开发周期，并且拥有非常友好的用户界面。本系统采用LabVIEw软件与usB2 0一Verl．O数据采集卡及相应的外部硬件电路，实现对电动机的电流及多个位置的温度进行采集分析。
1 系统的硬件设计
如图1所示，电动机试验系统主要由被测电动机(Y90L4三相异步电动机)、温度传感器、电流传感器、电子开关、信号调理电路、数据采集卡和装有LabVIEw软件的计算机组成。由于该系统中要测量电动机内部3个截面(每个截面相距35 mm)24个位置的温度变化(具体位置如图2所示，图中“中”表示定子绕组中，“外”表示定子槽底，“内”表示定子槽口)及一相电流，即需25路的采集通道。但所用的采集卡只有4路AD通道，故需采用4个8通道的电子开关，其通道的控制由数据采集卡的Do口进行控制。
1．1传感器
由于该系统中要测量的是电动机内部定子槽底、绕组及槽楔中多个位置的温度，所以选用的温度传感器是NTc的珠状热敏电阻，它具有体积小、价格便宜及一定的抗压能力和较高的测量精度，可以通过测得当前热敏电阻的阻值来反映当前的温度。热敏电阻的温度一电阻的关系为：
RT=Roexp B(1／T-1／To) (1)
式中：RT——温度T(K)时的电阻值；
RO——温度To(K)时的电阻值；
B——热敏电阻常数。
本系统还采用多量程电流传感器LA28-NP测量电动机的绕组电流，它是应用霍尔效应的闭环补偿电流传感器，电流在原边回路和副边回路之间是绝缘的，可用于测量直交流脉冲和混合型电流，具有出色的精度。可以根据原边电流的大小，通过改变其引脚的接法，改变其原副边的匝数比，从而改变副边电流。鉴于本系统的电机额定电流不大，采用匝数比为l：200的接法。
1．2信号调理电路
温度信号的调理电路则用来将温度的变化转化为电压的变化，并将电压信号控制在数据采集卡AD通道的范围内，并进行相应的放大和滤波，以减少电机电流谐波和噪声的影响。而电流的检测电路需要将电流信号转化为电压信号，但由于电流是交流电，转化后的电压信号也是交流信号，而数据采集卡的AD通道只能采集0～3．3 V的正电压信号，所以采集前需将交流电压信号经过一个加法电路，将电压信号抬高，使其在0～3．3V的范围内变化。
2系统的软件设计
系统采集温度和电流的程序流程图见图3。
因为本系统中用到的24个热敏电阻的阻值存在差异，虽然其差异值很小，但为了使它们能在同一时刻的同样温度下测得的温度保持一致，以提高测量精度，本系统在起动电动机前，先在同一时刻对每个热敏电阻各测得100个当时的环境温度数据，并求得它们的总平均温度和各自的 |
