电机温升的自动测试

    周  箭，陈隆道

    (浙江大学，浙江杭州  310027)

摘  要：介绍一种应用单片微饥实现的电机三相绕组冷、热态电阻及温升的自动测试，并结台具体的研制过程提出了一些误差修正方法及测试数据的相关处理。

关键词：误差修正：热态电阻测试：温升测试

1  引  言

    温升是电机的一项重要性能技术指标。电机的温升通常是通过测量其绕组的冷、热态电阻变化获得的。其关键是对绕组热态电阻的精确测i式上。普通电桥法和现有的专用测量设备在测试温升时普遍存在着精度较低、自动化程度低、功能不甚完善等缺陷，因此，研制了一种精度较高、功能较强的电机温升自动测试仪。本文重点介绍这种基于单片微机系统的电机冷、热态电阻及温升的自动测试仪，它不仅可用作单相或三相电机的冷、热态电阻及温升测试，也适用于变压器、接触器等的测试。其电阻检测范围为20mω～2000ω，仪器精度为o．1级，具有测试方便、快速、精确和自动化程度高等特点。

2硬件结构及其关键技术

    电机绕组电阻及温升自动测试仪的硬件主要由6个功能模块组成：cpu系统、恒流源电路、信号调理和a／d转换电路、控制及驱动电路、键盘／显示器电路和外部接口电路(见图1)。

    对绕组直流电阻的测量足采用一组已知的高精度、高稳定度的直流恒流源，通过测量其在被测电阻r_x两端的压降v_x，从而计算出r_x的大小。这里，恒流源的性能直接决定着测量的精度和可靠性。根据仪器的设计要求，选用高精度的3端可调式集成稳压器lm338(****输出电流5a)作为恒流源，并选用精度为5×1 0^-4精密线绕电阻为采样电阻

    图2为测量原理图，山图2，并根据集成三端稳压器的性能。得：

    根据lm338芯片的性能，其调整端电流，i₀≤50μa、△i₀≤o．2μa，电压凋整率s_u≤百分之零点零二，负载凋整率s_c≤百分之零点零二，电压温度系数α_u≤百分之零点零二／℃。所以，在一定的输人电压、负载、环境变化范围内，v_j具有相当高的稳定性，且，i₀＜＜i_j因此由式(1)、(2)，得：

    在测试过程中，只要预先获得基准电压v_i与标准电阻r_i的数值，即可根据式(3)，通过对v_x的测量来求得rx值。

    恒流源通过电机绕组所产生的直流压降是所要求测量的信号。为消除一些诸如静电和电磁耦合干扰信号、热态电阻测量时电机停机后产生的反电势干扰信号等，设计了一个增益可调、共模抑制比大于80db、输入阻抗平衡、上限截止频率为1hz的信号调理电路(如图3所示)，完成对被测信号的放大和滤波。

    针对电机绕组阻值在温升试验过程中变化不大的特性，采用了抗干扰能力强、价格低廉、转换速度较慢的高精度双积分式a／d转换器一icl7135。数据采集用中断方式，通过8155i／o口与803l单片机数据线相连。

    仪器的控制及驱动电路部分由可编程接口芯片8155、光电耦合器、继电器等组成，通过继电器切换完成4项功能：(1)控制电机外部电源的接通与断开。(2)产生不同数值的恒流源。(3)完成基准电压和被测信号电压的测量。(4)完成三相电机绕组间的自动切换。设计中，采用光电耦合器件使主电路和驱动电路在电气上隔离，从而提高系统的抗干扰能力。

    键盘／显示电路部分由8279专用键盘／显示器控制芯片、缓冲／驱动器74ls06、75451、译码器74lsl38及数码管等组成。仪器能同时显示三相冷态直流电阻值或热态电阻值、对应的测量时间与温升值。

    仪器中另外还配备了串行通讯口和打印接口，使仪器可与pc机或另外的测试仪器通讯，也可及时地记录测量结果，比较适应现代化工业现场分散和信息监视相对集中的要求。

3  软件结构

    整个软件包括两个部分，其一是运行于用户计算机，用于与仪器进行通讯、对测试结果进行处理并产生报表的程序，采用bc2．0语言编写，