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基于虚拟仪器技 术的变频器测试系统的研制

基础知识 | 工控家2018-09-04 12:14人气:24

  基于虚拟仪器技术的变频器测试系统的研制陈小平1李云飞2颜支钧1姜晓峰2苏州大学电子信息学院苏州2150212苏州大学计算机科学与技术学院苏州215006器测试系统的设计方案,探讨了实际研制过程中的几个主要技术难点和解决方法。

  1引言变频调速作为种肯定的系统已广泛应用于各类调速传动装置,变频器调速装置取代直流调速装置已成为必然趋势,在些生产机械上使用变频调速,已成这些机械更新换代的种标志。变频调速具有调速范围宽精度高效率高和功率因数高可靠性好操作方便及便于同其它设备接口等优点。般而言,工业用风机泵和压缩机等通用机械上使用变频器调速装置。将可以节电30左右,因此变频器有着巨大的市场潜力。世界上多家著名电气公司都开发出性能优良的变频器,施耐德8,1电气在苏州工业园区落户,成立了施耐德变频器苏州有限公司,专门生产丁858系列变频器。笔济和施耐德。变频器苏州有限公司合作,根据变频器的整机测试要求,研制出丛尸虚拟仪器;1.1也1少技术的变步页器测试系统。

  目前,虚拟仪器技术是测试与控制领域中最流行突破,是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。利兑机系统的强大功能和突出的性能价格比。结合相应的硬件,大大突破传统仪器在数据处理显传送存储等方面的限制。美国国家仪器公司如,31是目前虚拟仪器常用的开发软件。虚拟仪器的特点是经济灵活,维护扩展升级方便。考虑到变频器整机测试涉及到控制仪通讯和测试数据处理,结合虚拟仪器的特点,采用虚拟仪器技术研制变频器测试系统是非常合适的。我们在变频器测试系统中使用言为基础的虚拟仪器软件。

  2变频器测试要求简介主要应用领域包括通风机空调设备泵类压缩机运输带装箱和包装机械等。该变频器保护功能完备,电源输入具有欠压保护。输出具有接地保护短路保护过流保护过热保护等。需测试的人128变频器计17个规格,交流额定输入屯压打单20相200,相400,也可以分别工作在单相220,相22挪,相380我国的电网电的义流电,变频器输15让共10档。

  3系统设计方案测试系统使用了人量的交流接触器和继电器等开关器件。所以测试系统采用朽+,模式。以确保控制可靠。整个系统由以下几部分组成被测变频器电源电机组检测仪工控,机,以下作简要介绍。

  论出咆簧龊工控,机即虚拟仪器,操作系统为斯1;1与变频器的串行通讯奶485总线,添,出协议,对变频器进行参数设置控制其启停。

  议。接受机的命令。找制接触器的闭开。提供给变频器需要的工作电压或测试电。将变频器输出接至与其功率相应的电机。

  与各类仪的通讯。测试时实时获得变频器的输入电压电流功率,变频器的输出电压电流功率及计数模块测量的电机转速。由各为仪反馈的这巧实时数据。计算判断被测变频器合格与否。

  数据处理,测试完成后将测试结果保存至变频器测试数据库,并根据需要打印测试报告。

  检测仪实时检测变频器输人和输出的电压电流功率及电机速度等。

  报据变频器的整机试要求,研制的测试系统化具备如下功能,自动测试,自动完成所有或部分测试项目。测试项目可选。

  变频器输入电压电流功率检测。采用功率分析仪8903青岛青智生产,因变频器输入电压为50出正弦波,8903可满足要求,检测数据通过尺3485串行通讯传至工控,机。

  变频器输出电压电流功率检测,采用功率分析仪从了130本横河生产1.因。变频器输出电压为1方波。战波频率12件2.890开不能满足要求。检测数,也过232肖听通讯传至工抒,机。

  速度检测,速度信号通过光电转换成脉冲信号由计数模块传送至,0机。

  电源整个测试系统的供电。人功率15饮变频器满载工作系统消耗功率30.21.1认。解释第4节。电源有以下几部分根据变频器的测试系统需完成的功能。姑似拟仪器技术的哭频器涡忒系纹的设汁方案1.nP5kw.drff,riY.ti 380,输出400±给相400变频器和相400电机供也250+1交流变压器。输入400.输出200,给单相200相200变频器和相200,电机供电。

  3相测试电源变压器。提供多组电压输出。有180V,230V,370V,460Y,于变频器整流电压测量电路的偏置和增益调整。

  4单相电源变压器。输出220.给,1机和各类仪供电,为防止干扰采用隔离变压器。

  档功率的变频器。每对电机为40,供电,▲为200,供屯,扪互之间采机械连轴器和接。

  4技术难点及解决方法在按照设计方案进1变频器测试系统研制时。遇到了些技术难。经过努力。这些难被解决。

  现将主要技术难点及解决方法介绍如下。

  在测试过程中需检测变频器在额定负载下的工作特性,所谓额定加载,即要求变频器的输出电流稳定在额定电流。误少;±5.如3柄154变频器的额定电流为33.如何模拟出如此人且须稳定的负载常用的加载方法为磁粉制动加战。它的要缺点是加载需有散热装置,且要经常更换磁粉,成本较高。经摸索采用的方法是双电机加载。具体如下两电机轴采用机械连接。当测试输出电压为400的变频器时。400电机接变频器输出巾3接通,先控制变频器运行,输出频率为50出,再给200电机接通电源。50罪变压器输出1中12,4接通,由200电机的电源频率为工频50出,等于400电机的频率。两台电机转速相同。此时变频器的输出电流较小。之后,逐渐提高变频器的输出频率,400电机的速度加快。两台电机转速不等。扭矩加大,200电机即成为400电机的负载。随着变频器输出频率的逐渐加大,其输出屯流不断加大,当输山电流达到额记电流误差小于±5时,停止加大变频器输出频率,实现了额定加载。反之检测20,变频器时,200,电机接变频器输出,400电机接电源1中,2接通。这样满了200,和400两种变频器的加载要求。这种加载方法效果很好。充分利用了10对电机,每对电机中必有台为。电机。1;台为负载电机。1岜消耗151.所以,个系统从大消耗劝率为过流检测变频器有多项保护功能的测试。其中过流检测是要求当变频器输出电流达到其额定电流的150时应有保护动作。如何产生150额定电流,将变频器输出接至同档功率的电机不能达到此电流。解决方法将变频器输出接至功率高档的电机,如1.5的变频器接至2.2以的电机。控制。变频器快速1动加速,间0.1频韦80幻,使变顿器愉出的间屯流超过150额定电流,实现了过流检测。1洗贾的变频器怎么办,因电机最大劝韦为叹1法是把15仞1认1的电机并在起接至变频器的输出。

  串行通讯的干扰问测试系统中与仪衣1及变频器均采用叩行通讯。,与仪和,的串行通讯可靠,但,与变频器的通讯干扰问却非常严重,原因是变频器为大功率开关器件,其开关信号干扰了串行通讯,通过波器观察串行通讯线上的波形,无通讯且变频器不运行时已有干扰的方波信号,运行时干扰更严重。变频器串行通讯米用的是基于只3485的贼,办似协议,理论上讲3485串行通讯线上可接255个采用同样协议的设备。但若将变频器和,10仪接到同尺8485线上,则,仪通讯均受干扰,不能正常工作。解决方法1.变频器独个串。口。使仪通讯免受其干扰2485线两根线之间并1电容,对干扰方波信号有定的滤波作用;3软件处理。

  1办议,用圮,只,1675码校骀,作为从机的变频器接受到有误码的数据时将不作山应答呈序若发出命令若无响应将等待定的延时再重发,若接受到响应数据,也进行,尺,16误码校验,若有误码则重发命令,无误码则通讯成功。若重复发命令定次数不能成功通讯则报错。

  多串口问测试系统,机技频器仪及1采用串行通讯,计需4个串口,而,机只有两个串口,须进行串口扩展,目前市场上有很多串口扩展卡可供选用,这些板卡使用虽然方便。但价格不菲。解决方案是用。的个串02妒,为4路;3232串口。3原理2,因,0机尺8232电平是±12,电平,须经电平转换变成7电然后讪过两14选1的分,将串行发送接受信号分成4路,译码占用,机的两个外设地址,最后经电平转换将电平变为63232测试变电设物改主电帆柄耗4味,负以电机出电叭实说串口的展,斯地址进行译码选很对⑶,进读写就可与不同的仪或设备完成通讯功能。虚拟仪器软件州如01完全支持低层的端口读写操作,串口通讯也有非常方便的函数可调用。

  速度的测量测试系统共有10对电机,有些测试项目要检测电机的转违。采带通讯接功能的编码器是种解决方案,但10个这样的编码器在成本上无法承受。解决方法是将速度信号变成脉冲信号再通过计数模块传至,机。具体如下,首先在电机轴上安装个圆盘,在其外打均匀分布的小孔。通过光电器件得到脉冲倍号。考虑到转速测量时只有对电机在转,所以来自光电器件的脉冲信号经整形用,门集电极开路输出,电路设计中保证不转的电机的光电器件不论通断,其00门输出为高电平,这样,10路00门就可并接在起。如此只需要个计数模块就实现了10对电机的速度测量。

  5结束语,操作系统下的虚拟仪器给用户操作带来了很大的方便。本测试系统采用的模式为,+,保证了系统工作的可靠性,机与仪变频器和,1均采用串行通讯。硬件连线简单,也方便了编程。当然,在实际研制中遇到了4节所述的些问是。本测试系统所采用的电机仪和器件除功率分祈仪30为日本横河公司生产外均为国产,明国产儿器件的质量已令人放心=采用产器件既长了闺人的志气,又降低了系统研制的成本。测试系统研制结束后,通过日本出专家组的验收因法国5,6与日本丁08,有合作关系,目,该测试系统已投入使。

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