基于 LabVIEW的电机拖动自动测试系统设计

康维

1．株洲中车时代电气股份 有限公司 湖南株洲 412001

摘 要：针对传统电机拖动试验系统测量误差大，试验过程繁琐等问题，介绍了一种新型电机拖动自动测试系统。该系统基于LabVIEW上位机软件与PLC、传感器等搭建的硬件平台实现电机自动试验，采集并处理电测量模块、温度和振动测试模块数据并完成数据的自动记录，从而完成三相异步电机的起动、温升、空载特性、负载特性、堵转特性以及振动等试验的测试。该系统摒弃了传统试验过程中手动试验和手动记录数据等繁琐操作，为电机试验提供了一种更加方便快捷的测试方法。

关键词：LabVIEW；电机试验；自动记录；测试系统

中图分类号：TM935 文献标识码：A

引言

目前，电机在工业、农业和交通运输业等行业占据着重要的位置，电机工业的发展同国民经济和科学技术的发展息息相关，人们对电机产品的性能和质量指标的要求也越来越高。传统的电机试验采用单步操作，人工读数、记录或半自动的方式进行，由于试验自动化程度低，电机试验项目多以及大量的数据处理，导致测量结果准确度低，重复性差，工作效率低，难以满足试验要求等问题。

本文设计了一种电机拖动自动测试系统，充分利用LabVIEW“软件就是仪器”的特点，结合NI板卡高速采集、西门子PLC主从控制方式实现电机的自动试验功能。测控系统实时采集、处理并显示试验数据，并自动记录符合试验要求的数据，从而完成试验数据的存储和报表输出等功能。

该自动测试系统解决了测试中人为因素产生的误差，也大大提高了测量的准确度以及试验的效率。此外，系统功能完善，能满足大多数牵引异步电机出厂或型式试验要求，自动化程度高，可靠性好。¹

系统设计

（一）系统硬件设计

根据电机试验大纲要求，该系统对电机电压、电流、功率、转速、转矩、温升等参数进行测量，从而判断该电机是否符合设计要求。该测试系统硬件包括工控机、PLC模块、逆变电源、电压和电流传感器、温控仪、振动测试模块、CAN通讯模块以及扭矩仪等，总体框架如下图1所示。

图1 系统框图

本系统中，工控机与PLC通讯控制逆变电源的输出实现对电机的控制；数采系统实时采集电机的电压电流并分析处理得到电压有效值、电流有效值、有功功率、功率因素等电参量；温控仪通过温度传感器采集的电机温度数据，振动测试装置通过压电式加速度传感器采集电机的振动数据，以及扭矩仪输出的转速和转矩信号等数据上传至工控机。工控机测试系统根据不同的试验项目进行自动试验并记录符合试验要求的数据，最后输出报表并打印。

系统软件设计

本文所设计的测试系统上位机软件基于NI LabVIEW虚拟仪器软件平台，编写电机试验程序。试验开始前，试验人员输入试验人员信息、电机数据等完成相应的参数配置；准备工作完成后开始试验，PLC接收上位机发出的指令调节逆变器的输出实现对电机的控制；数据记录子程序具有判断是否记录数据的功能，自动记录传感器采集的试验数据；根据国标文件GB/T 1032-2012《三相异步电动机试验方法》对交流异步牵引电机试验完成后，必须出具出厂试验或型式试验报表以判定该电机各项指标是否符合标准要求，当所有试验完成后，试验人员选择输出出厂或型式试验报告，并打印报表。试验过程流程如下图2所示。

图2 试验过程流程图

系统验证

本系统应用于某电机厂交流异步牵引电机试验，实验数据均来自本试验系统对YQ-190-1型号牵引异步电机的出厂试验，该电机额定参数如表1所示。

表1 YQ-190-1电机额定参数

限于本文篇幅，本文以负载特性试验和温升试验数据为例，实验数据如表2和表3所示。

表2 负载特性试验记录数据

表3 温升试验记录数据

从表1、表2和表3数据可以看出，试验数据准确度满足设计和试验要求。

结束语

该系统基于LabVIEW软件和传感器等硬件构建电机拖动自动测试系统平台，试验功能完善，操作简单，把电机控制和测试过程自动化，提高了试验效率，节省了大量测试时间和人力的同时，更大限度的降低人为因素造成的误差。试验结果表明，该系统试验过程重复性好，测试精度高，具有较高的应用价值。

参考文献

[1] 骆光照, 张文婧, 王琰, 等. 基于LabVIEW/WT3000的永磁电机参数实时测试系统[J],2011:9-102

[2] 欧阳三泰, 周琴, 欧阳希. 基于LabVIEW平台和PLC的电机试验台数据采集系统设计[J].电机与控制应用,2007,01:45-48

[3] 中国国家标准化管理委员会. GB/T 1032-2012 三相异步电动机试验方法.北京:国家标准化管理委员会, 2012

[4] 许军, 李勇, 张新喜. 基于LabVIEW的电机试验系统设计[J].电子测量技术,2008,08:64-66

1作者简介：

康维，男，1989年、汉、湖南衡山人、测试工程师。

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