電動機控制保護全自動檢測系統(tǒng)

梁棟

摘 要：電動機是一種重要的機械設(shè)備，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機械能，帶動生產(chǎn)發(fā)展，一般將電動機依照電源的使用情況分為直流發(fā)電動機以及交流電動機，但是無論是哪一種電動機，其控制保護檢測系統(tǒng)都是一項極其重要的電動機的檢測系統(tǒng)，在進(jìn)行電動機的產(chǎn)品研發(fā)、調(diào)試功能、出廠檢測等重要環(huán)節(jié)時，都要依靠電動機的控制保護檢測系統(tǒng)，如今科技的發(fā)展也帶給了電動機的控制保護系統(tǒng)新的功能，實現(xiàn)其系統(tǒng)的自動化檢測。

關(guān)鍵詞：電動機；控制保護系統(tǒng)；全自動化；設(shè)計

我國最早的電動機生產(chǎn)在1917年，發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)有將近100年的歷史了，我國的電動機研究人員不斷開展對電動機的研究工作，使其在性能與轉(zhuǎn)化機械能的穩(wěn)定性上有了很大的提升，我國的制造電動機的產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出生機勃勃的圖景，雖然在全球性的金融危機爆發(fā)時，其銷量受到影響而下滑，但是走出金融危機的陰影后，仍舊有著較高的產(chǎn)量與質(zhì)量，我國的電動機也在傳統(tǒng)的電動機的保護器系統(tǒng)上進(jìn)行不斷地改進(jìn)與更新，開發(fā)出了全自動化的控制保護檢測系統(tǒng)，本文對其新型的控制保護檢測系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1 進(jìn)行檢測的基本要求以及項目

電動機的新型全自動化的控制保護系統(tǒng)，與在過去生產(chǎn)活動中使用的普通電動機相比，有了更高的可靠性以及精準(zhǔn)度，同時包括保護、通信、測量、控制四項強大功能，因為電動機的運行程序比較復(fù)雜，對于支持的生產(chǎn)活動影響比較大，因此每一臺電動機在出廠的時候必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢測程序，然而在進(jìn)行電動機的檢測工作時，容易受到一些外部環(huán)境因素的影響，除了電網(wǎng)的電壓波動狀況不穩(wěn)定，還會受到一些人為操作的上的失誤的影響。因此，在對電動機的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行檢測時，必須分別使用不同的測試臺來對其四個功能進(jìn)行檢測。然而我國的電動機種類齊全，數(shù)量龐大，且有上升的趨勢，所以就逐漸加大了檢測量，因此研發(fā)人員為了控制檢測量以達(dá)到更高的檢測質(zhì)量，研發(fā)出這種全自動化的檢測系統(tǒng)，能夠同時對5臺電動機進(jìn)行檢測。但是這個檢測系統(tǒng)有著極高的檢測要求。

為了確保檢測的精準(zhǔn)度，對電參數(shù)的測試有一定的要求，在進(jìn)行三相電壓及電流，有無功率校檢工作時，要將這個控制保護器的實際測量數(shù)值與全自動化的檢測系統(tǒng)的數(shù)值進(jìn)行對比，還要注意自動標(biāo)度控制保護器，注意控制保護器達(dá)到1.5級的測量精度，測試系統(tǒng)達(dá)到最多0.5級的測量精度，達(dá)到這個要求才能在同一個測試界面同時顯示與測試5個產(chǎn)品的電參數(shù)。

進(jìn)行保護功能的檢測工作時，可以對電流不平衡、功率欠缺、剩余電流情況、接線間的故障等情況實時兩種測試，即低端以及高端測試，測試產(chǎn)品的保護器能否依據(jù)出廠的指定要求進(jìn)行報警與脫扣。

在進(jìn)行產(chǎn)品的控制性能的檢測時，要檢測出其產(chǎn)品的控制保護系統(tǒng)的二次電路能否依據(jù)要求進(jìn)行動作。進(jìn)行通信性能的檢測主要注意到其遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能進(jìn)行檢測。

在進(jìn)行完以上四項檢測后，產(chǎn)品的檢測結(jié)果都會呈現(xiàn)出清晰的表格的形式被存進(jìn)檢測的最終表單，可供相關(guān)人員隨時打印與查看。

2 系統(tǒng)檢測的方案設(shè)計

測系統(tǒng)由測試臺、交流穩(wěn)流源、可控交流電壓源與固定在測試臺上的氣動夾具、定位裝置、壓緊裝置、合分閘裝置、控制裝置等組成。以工業(yè)控制計算機為檢測系統(tǒng)的控制核心，控制交流穩(wěn)流源、交流電壓源，實現(xiàn)過 （ 欠） 載、堵轉(zhuǎn)、三相電流不平衡、缺相、過 （ 欠） 壓、欠功率、逆序、剩余電流、接地故障等保護功能測試，并全部自動完成。其中，全自動交流穩(wěn)流源的穩(wěn)流范圍0. 2 ～ 500 A、誤差小. 5% ； 可控交流電壓源的調(diào)幅范圍為80 ～ 300 V、分辨率為0. 1 V，調(diào)相范圍為0 ～ 360°、分辨率為0. 1°。通過RS485實現(xiàn)工業(yè)控制計算機與電動機控制保護器的通信，可對電動機控制保護器進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)、修改運行方式及大小標(biāo)度的校準(zhǔn)。采用條形掃描儀將產(chǎn)品條形碼數(shù)據(jù)傳輸給工業(yè)控制計算機，識別產(chǎn)品規(guī)格、型號，自動設(shè)定測試所需的電流或電壓，測試完畢后將測試數(shù)據(jù)以表單形式保存。

由于檢測系統(tǒng)所需的測試電流、電壓范圍大、精度高及時間記錄精確，因此，對硬件設(shè)計基本要求為具有高精度、寬范圍的交流穩(wěn)流源和高精度的可控（ 調(diào)相調(diào)幅） 交流電壓源作為信號源，外設(shè)功能多樣，檢測效率高，安全、可靠。

2. 1 交流穩(wěn)流源

三相交流穩(wěn)流源由自行設(shè)計的補償式電子調(diào)壓裝置、多抽頭自耦變壓器、升流變壓器、電流互感器、采樣變換電路和工業(yè)控制計算機構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

補償式電子調(diào)壓裝置由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個部分組成，粗調(diào)電壓U1的范圍為0 ～ 250 V，細(xì)調(diào)電壓U2的范圍為±10 V作為補償調(diào)節(jié)，在 U1和 U2的共同作用下確保電流的調(diào)節(jié)精度。多抽頭變壓器T1分檔作用是擴電流調(diào)節(jié)范圍，以滿足電流在0. 2～500 A范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)； 升流變壓器用于提升輸出電流； 電流互感器采樣主回路電流形成反饋信號，送變換調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成0～5 V的直流信號，經(jīng)12位A/D 轉(zhuǎn)換后在工業(yè)控制計算機的控制下實現(xiàn)閉環(huán)控制、穩(wěn)流輸出。在穩(wěn)流調(diào)節(jié)過程中，粗調(diào)的作用是把輸出電流調(diào)到設(shè)定值的 95% 范圍以內(nèi)，然后再由細(xì)調(diào)來保證輸出電流精度高于1%。

2. 2 交流控制電壓源

可控三相 交 流電壓源 由 直接數(shù)字頻率合成器（ DDS） 、功率放大電路、升壓變壓器、采樣變換電路、12位A/D 轉(zhuǎn)換器、鎖存器和工業(yè)控制計算機構(gòu)成交流控制電壓源。

工業(yè)控制計算機中擴展的數(shù)據(jù)采集卡輸出12位數(shù)字量一路經(jīng)鎖存器 1 控制 DDS 產(chǎn)生的正弦波信號的相位，另一路經(jīng)鎖存器2送12位的 D/A 轉(zhuǎn)換器控制DDS產(chǎn)生的正弦波幅度，以實現(xiàn)調(diào)相和調(diào)幅。經(jīng)濾波后送功率放大器和升壓變壓器，輸出電壓經(jīng)變換調(diào)理電路形成負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓[1-2]。最大輸出電壓為 300 V，并有足夠的帶負(fù)載能力

2. 3 系統(tǒng)檢測原理

檢測臺以工業(yè)控制計算機為核心實現(xiàn)人機對話，控制整個測試系統(tǒng)。啟動測試時，首先將電動機控制保護器三相主回路閉合，同時由壓緊裝置將 200 根頂針與 5 個被測產(chǎn)品的控制端、二次端、通信線等連通，整個過程是由工業(yè)控制計算機控制氣缸實現(xiàn)自動定位、合閘、壓緊完成的。條形掃描儀通過 RS232 與工業(yè)控制計算機構(gòu)成外圍接口讀取被測的產(chǎn)品編號，同時 RS485 接口讀取控制保護器內(nèi)部參數(shù)，自動識別產(chǎn)品的型號和規(guī)格。根據(jù)產(chǎn)品型號自動執(zhí)行相應(yīng)測試程序，根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格結(jié)合測試內(nèi)容自動施加相應(yīng)的測試電流和電壓。

3 結(jié)語

電動機的全自動化檢測系統(tǒng)帶給電動機新的生命力，提高了檢測的效率與測試的準(zhǔn)確度，不但解決了測量不穩(wěn)定的問題，還能夠進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，節(jié)省了人力，對產(chǎn)品的型號與規(guī)格都能進(jìn)行有效識別，這個自動化系統(tǒng)雖然功能強大，但是成本卻比較低廉，可信度強，檢測的操作簡便，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在這個自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，減少現(xiàn)存的微小誤差問題，使其自動化操作的程度更高。將電動機的全自動化檢測系統(tǒng)推廣到更多領(lǐng)域。

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