直流无刷电机的测试系统实现

直流无刷电机的测试系统实现

1.电压、电流测量

    应用VSM025A系列霍尔电压传感器测量线路电压，该传感器采取霍尔效应闭环原理，能够在隔离的情况下，对脉冲、直流、交流及各种不规则波形的电压进行有效的测量，测量范围为Vp=10～500V。应用磁耦合的方式对电流进行测量，应用LEM公司的LA58-P电流传感器测量电枢绕组电流，这一种传感器具备着很多优点，例如线性度好、频带宽、温漂低及抗干扰强等，它的可测量电流可达50A。

电压及电流传感器的输出信号经过电阻转变为电压信号，在经过运算放大器OP27把电压调整到单片机可接收的信号，与此同时，为了使单片机输入信号的幅值得到限制，在信号输入端设置二极管限幅电路，传感器输出与单片机接口电路如图2所示。

2.转矩、转速测量

    电机的运行速度和输出扭矩是衡量电机性能的重要指标，测试系统选用CGNJ2801A型动态扭矩传感器对转速、扭矩量进行测量，扭矩测量范围0～100N·m，转速测量范围0～4500r/min，测量精度为0.5%。该传感器采用一组环形变压器提供电源，利用微功耗信号耦合器非接触传递信号，可以精确传递静态扭矩信号和旋转扭矩信号。传感器的输出为4～20mA或0～5V的模拟信号，然后经过信号调理单路后发送给单片机。

3.电枢电阻的动态虚拟测试

    无刷直流电机电枢的等效电阻R由三部分组成，分别为线圈、开关以及换向电阻，且根据动态和静态的区别，对于静止状态来说，只可以对出线端的线圈电阻进行测试，而动态时测试结果则为三部分电阻的总 和，在动态的条件下对电枢电阻进行测试，结果更能突出电机的性能。

通过计算得到直流无刷电机电枢的等效电阻，解决了无法直接测量的问题，该公式适用于三相六状态无刷直流电机。

4.温度测量

    电机外壳和转子表面的温度测试考核电机运行状态的重要性能指标，温度测试对于电机内部故障和温度场分析具有重要的意义。

    近年来红外测温技术不断发展，红外测温技术利用热释效应将热信号转变为电信号，它具有反应灵敏、测温范围宽、不需要直接接触被测物等优点，在电机温度测试领域也具有一定的应用。测试系统选择OS136-V1型温度传感器，传感器输出0-5V直流电压信号，光谱响应距离为5-14微米，响应时间为150毫秒。