電動自行車電機裝配質量檢測系統設計

魏建明

(豐縣產品質量監督檢驗所,江蘇徐州 221700)

電動自行車電機裝配質量檢測系統設計

魏建明

(豐縣產品質量監督檢驗所,江蘇徐州 221700)

電動自行車電機裝配質量檢測非常重要。本文通過介紹電動自行車自身結構和相關的檢測原理,提出了實現電機裝配質量檢測系統的設計,對同行業相關人員有較好的借鑒意義。

電動自行車裝配質量檢測設計

隨著現代科學技術的不斷發展,電動自行車逐漸廣泛的采用永磁輪轂無刷直流電動機,該型電機有較長的使用壽命,使用過程中沒有換向火花,噪音較低。作為一種新型的直流電動機,具有其它直流電動機沒有的調速和啟動性能,在電動自行車上得到了廣泛的應用。本文通過設計出直流電機總裝在線的自動檢測系統,來進行電機的質量檢測。下面將進行具體的介紹。

1 電機及其檢測方法

永磁輪轂無刷直流電機的結構由定子、轉子、軸、軸承等組成,電機轉子為輪轂型,其運轉理論是高效永磁理論。

對永磁輪轂的無刷直流電機檢測其定子線圈繞制匝數是否正常的方法是在保持電樞電壓不變前提下,通過相關的測量儀器檢測出被檢測直流電機在空載情況下的穩定電流,如果檢測出的空載電流比正常電流高,則說明該電機的電樞電阻較大,定子匝數數量較少;而如果檢測出該電機的空載電流比正常范圍的數值小,說明該電機的電樞電阻較小,該電機的定子匝數較多。

為了檢測出該電機的線圈繞制情況和該電機的磁鋼質量如何,可以利用測速元件檢測出該電機空載時的轉速。通過檢測電機空載時的轉速作為判斷電機定子質量的一個比較好的辦法。

在電機的檢測過程中,需要對永磁輪轂無刷直流電機的霍爾傳感器性能的好壞進行檢測。可以采取采集霍爾傳感器的輸出信號并進行記錄的辦法來檢查霍爾傳感器是否好用,通過對霍爾傳感器波形的分析還可以檢測出該電機的轉速是否故障。霍爾傳感器可以將較為準確的換相信號提供給正常運轉的直流電機,所以霍爾傳感器的檢測作用也非常重要。

圖1 永磁輪轂無刷直流電機結構

圖2 系統總體結構圖

2 永磁輪轂直流電機總裝在線檢測系統

2.1 系統的總體結構

本檢測系統的采集卡設置有通道8個,其中三路用于霍爾信號的輸入,霍爾信號在輸入時接成差分形式。剩余的輸入通道用于電壓和電流信號,由于電壓、電流信號共地接入,所以已沒有多余的其他信號可以接入。對于電機電壓的測量通過電機供電電壓來實現,而電機電流則通過電流傳感器測量。該采集卡的特點是獨立進行8個通道的數據采集,使采集卡的功能作用得到最大發揮,同時也提高了數據的采樣率。

2.2 虛擬儀器菜單

永磁輪轂無刷直流電機總裝在線檢測系統的菜單界面簡單易懂。主要由霍爾信號波形圖區域、檢測相關信息區域、檢測實時數據區域三大部分。其中霍爾信號區域顯示出霍爾信號的實時波形圖,通過波形圖可以直接判斷出傳感器和相關電路的質量,在霍爾元件出現故障時可以第一時間發現,并且數據可以作為權威分析的數據。

檢測相關信息區域能夠顯示出檢測的時間、檢測的人員、被檢測的電機型號,同時可以將檢測電源的電壓、霍爾波形圖中顯示的霍爾信號最大值、電機空載運行時的電流和轉速,對于所檢測出的數據如果超出該數據的正常規定范圍時將會有聲光報警報出,以便提醒檢測人員注意。同時在該區域還可以顯示出電機的不合格數、不良率等檢測參數的統計數值。

該系統對于檢測出的數據結果能夠在PC上顯示出來,同時也可以保存,以便相關人員進行查找及分析進一步的原因。

3 系統運行

當該系統進入正常運行時,送上電源以后,可以使檢測電機旋轉,通過該系統檢測出的霍爾信號進行相應的標定,通過對比示波器中的數值,通過對比空載電流的實際值與理論值,對其進行標定。通過實踐檢驗證明,該系統可以明顯快于測功機。

通過一段時間的運行監測結果表明,在監測過程中,誤差都非常小,霍爾電壓最大誤差為0.05V,空載電流最大誤差為0.04A,空載轉速誤差小于2r/min。在檢測速度上經過實踐證明明顯快于測功機,大約為2-3臺/min。

4 結語

永磁輪轂無刷直流電機總裝在線檢測系統經過實踐的檢驗證明效果非常好,系統非常實用,檢測精度高,效率高,而且通過儀器的直觀圖形顯示效果較好,具有較好的實用價值和推廣意義。

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魏建明(1961),男,江蘇徐州豐縣人,大學本科,主要從事工作食品檢驗和電動車檢驗。