电机特性自动测试系统的设计本科学位论文.doc

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1、济南大学毕业设计1前言1.1课题研究的背景及意义传统的电机测试技术一系列工作都由手工完成，即手工调节，人工读表，人工处理实验数据。通过多次测试方可获得所需要的数据以及曲线。传统的电机测试人为因素对测试的结果影响很大，这依赖于测算人员的操作熟练程度。同时操作人员是否注意力高度集中对测试结果影响也有较大的影响。传统的电机测试诸多因素制约了测试结果的可靠性以及准确性。测试周期长，测试效率低，劳动强大，测试可靠性和准确性难以保证，这些都制约了电机测试技术的发展。随着计算机技术，测试技术的飞速发展，为新的测试技术提供了技术支持。电子技术的发展，尤其是数字化仪器，智能仪器以及集成电路的

2、快速发展，使得测试仪器的精度越来越高，功能越发强大。电子技术和计算机技术的产物—虚拟仪器技术，使得测试技术进入到了一个新的发展纪元。利用数据采集卡，传感器和计算机组成的测试系统对电机进行测试。实验数据通过传感器经数据采集卡进入到计算机中，有计算机内部的Labview软件进行数据的处理，数据存储以及数据处理结果的现实，并完成对电机的控制。相比传统电机测试，这大大降低了测试人员的劳动强度，更为重要的是降低了人为误差，大大提高了测试结果的可靠性和准确性。并且新的测试技术大幅提高了测试速度，能够及时的反馈测试结果，方便设计人员对电机进行调整和改进。以虚拟仪器为基础的测试技术，可以对

3、电机众多参数进行测量。这对评估电机性能，提高电机性能有着重要意义。1.2电机测试技术介绍步进电动机作为能量转换的机械设备，在各个行业中广泛应用，与人们的日常生活息息相关。随着各行业的不断发展，对步进电机的性能要求越来越高，因此步进电机的性能指标也在不断提高。因而，对步进电动机的性能准确的评定显得尤为重要。电机测试是利用仪器，仪表等相关设备，按照标准规定，对电机的力学性能，电气性能以及可靠性等指标进行检验。测试可以使标准规定的所有项目，也可以是其中的一部分项目。电机测试技术主要演技电机各种特性及参数，测试原理和方法。这包括电机的工作特性、机械特性、热，磁场、电流电压参数的测试

4、，误差分析和实验数据处理。现如今电机的型号，种类规格众多，所需的测试项目多，传统的测试仪已经不能满足现代化生产的要求。高效，高质的电机测试技术，已成为电机测试的重点。-23-济南大学毕业设计1.3电机测试技术国内外发展现状及趋势在国外电机测试是非常重要的一个环节，为保证电机质量，国外的电机生产厂家要求零件供应商对零件做到全面的检测。最为重要的是对电机整体进行测试。现如今，国外大多采用计算控制的自动测试系统。著名的国外企业有美国的Magtrol公司，日本管源、横河和国际计量器公司。更为前沿的是Magtrol公司最新开发的采用DSP（DigitalSignalProcessin

5、g，数字信号处理）的测试机系统。在国内DSP还是比较空白的领域。另外，国外还有全虚拟仪器的电机测试系统，设有显示仪，控制器和功率仪，用软件代替大部分硬件，实现计算机全虚拟化测试。在软件方面NI公司的Labview集数据采集，数据存储，数据处理，曲线拟合，图形化显示等于一身，功能十分强大。在国内，由于我国科技相对落后，加之在这方面我国起步比较晚，电机测试整体水平相比国外还有一定差距。国内电机测试大体可分三类：第一类是小型乡镇企业采用的指针式仪表。如电流表，电压表，功率仪等。实验人员通过读数，记录，整理数据，绘制曲线，形成报告。此法费时费力而且精度难以保证。第二类是使用各种电子

6、测量仪器，电参数测试仪测量电流、电压、功率、功率因数等。转矩转速仪测量电机在运行状态下的转矩、转速以及输出功率等。此法工人人员工作强度有所减小，但是不能进行复杂数据处理，报告仍需要人写。第三类是少数大型企业和科研机构采用自动测试设备。虚拟仪器技术应用于电动机测试方面比较少，华中科技大学，上海聚星仪器有限公司等在这方面走在国内前列。总体而言，利用虚拟仪器技术在测试电机在发达国家已普遍应用。而我国基本上还是采用传统的测试方法，虚拟仪器在我国应用还不够广泛，但就从整体来看呈现上升态势。1.4课题研究内容步进电动机虽然具有动态相应快，无累积误差，可直接驱动负载等特点，但是也存在失步

7、以及震荡等缺点。因而，如要在生产生活中更好的运用步进电动机，就必须全面掌握步进电动机的特性。由于步进电动机特性繁多，本文针对步进电机的角频特性和矩频特性进行研究。步进电动机是将驱动的电路的脉冲信号转化为角位移信号，驱动电路每发出一个脉冲，步进电动机就走一个步距角。步进电动机的转速和转向是由定子绕组的脉冲电流决定的，通过改变脉冲信号的频率就可以改变步进电动机的转速，通过改变相序就可以改变步进电动机的转向。在步进电动机的许多机械特性中，矩角特性和矩频特性是最重要的两个。矩角特性反映了步进电动机电磁转矩T随偏转角θ-23