電機溫升的自動測試

    周  箭，陳隆道

    (浙江大學，浙江杭州  310027)

摘  要：介紹一種應用單片微饑實現的電機三相繞組冷、熱態電阻及溫升的自動測試，并結臺具體的研制過程提出了一些誤差修正方法及測試數據的相關處理。

關鍵詞：誤差修正：熱態電阻測試：溫升測試

1  引  言

    溫升是電機的一項重要性能技術指標。電機的溫升通常是通過測量其繞組的冷、熱態電阻變化獲得的。其關鍵是對繞組熱態電阻的精確測i式上。普通電橋法和現有的專用測量設備在測試溫升時普遍存在著精度較低、自動化程度低、功能不甚完善等缺陷，因此，研制了一種精度較高、功能較強的電機溫升自動測試儀。本文重點介紹這種基于單片微機系統的電機冷、熱態電阻及溫升的自動測試儀，它不僅可用作單相或三相電機的冷、熱態電阻及溫升測試，也適用于變壓器、接觸器等的測試。其電阻檢測范圍為20mω～2000ω，儀器精度為o．1級，具有測試方便、快速、精確和自動化程度高等特點。

2硬件結構及其關鍵技術

    電機繞組電阻及溫升自動測試儀的硬件主要由6個功能模塊組成：cpu系統、恒流源電路、信號調理和a／d轉換電路、控制及驅動電路、鍵盤／顯示器電路和外部接口電路(見圖1)。

    對繞組直流電阻的測量足采用一組已知的高精度、高穩定度的直流恒流源，通過測量其在被測電阻r_x兩端的壓降v_x，從而計算出r_x的大小。這里，恒流源的性能直接決定著測量的精度和可靠性。根據儀器的設計要求，選用高精度的3端可調式集成穩壓器lm338(****輸出電流5a)作為恒流源，并選用精度為5×1 0^-4精密線繞電阻為采樣電阻

    圖2為測量原理圖，山圖2，并根據集成三端穩壓器的性能。得：

    根據lm338芯片的性能，其調整端電流，i₀≤50μa、△i₀≤o．2μa，電壓凋整率s_u≤百分之零點零二，負載凋整率s_c≤百分之零點零二，電壓溫度系數α_u≤百分之零點零二／℃。所以，在一定的輸人電壓、負載、環境變化范圍內，v_j具有相當高的穩定性，且，i₀＜＜i_j因此由式(1)、(2)，得：

    在測試過程中，只要預先獲得基準電壓v_i與標準電阻r_i的數值，即可根據式(3)，通過對v_x的測量來求得rx值。

    恒流源通過電機繞組所產生的直流壓降是所要求測量的信號。為消除一些諸如靜電和電磁耦合干擾信號、熱態電阻測量時電機停機后產生的反電勢干擾信號等，設計了一個增益可調、共模抑制比大于80db、輸入阻抗平衡、上限截止頻率為1hz的信號調理電路(如圖3所示)，完成對被測信號的放大和濾波。

    針對電機繞組阻值在溫升試驗過程中變化不大的特性，采用了抗干擾能力強、價格低廉、轉換速度較慢的高精度雙積分式a／d轉換器一icl7135。數據采集用中斷方式，通過8155i／o口與803l單片機數據線相連。

    儀器的控制及驅動電路部分由可編程接口芯片8155、光電耦合器、繼電器等組成，通過繼電器切換完成4項功能：(1)控制電機外部電源的接通與斷開。(2)產生不同數值的恒流源。(3)完成基準電壓和被測信號電壓的測量。(4)完成三相電機繞組間的自動切換。設計中，采用光電耦合器件使主電路和驅動電路在電氣上隔離，從而提高系統的抗干擾能力。

    鍵盤／顯示電路部分由8279專用鍵盤／顯示器控制芯片、緩沖／驅動器74ls06、75451、譯碼器74lsl38及數碼管等組成。儀器能同時顯示三相冷態直流電阻值或熱態電阻值、對應的測量時間與溫升值。

    儀器中另外還配備了串行通訊口和打印接口，使儀器可與pc機或另外的測試儀器通訊，也可及時地記錄測量結果，比較適應現代化工業現場分散和信息監視相對集中的要求。

3  軟件結構

    整個軟件包括兩個部分，其一是運行于用戶計算機，用于與儀器進行通訊、對測試結果進行處理并產生報表的程序，采用bc2．0語言編寫，