電動機控制保護全自動檢測系統

梁棟

摘 要：電動機是一種重要的機械設備，能夠將電能轉化為機械能，帶動生產發展，一般將電動機依照電源的使用情況分為直流發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都是一項極其重要的電動機的檢測系統，在進行電動機的產品研發、調試功能、出廠檢測等重要環節時，都要依靠電動機的控制保護檢測系統，如今科技的發展也帶給了電動機的控制保護系統新的功能，實現其系統的自動化檢測。

關鍵詞：電動機；控制保護系統；全自動化；設計

我國最早的電動機生產在1917年，發展到現在，已經有將近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，使其在性能與轉化機械能的穩定性上有了很大的提升，我國的制造電動機的產業也呈現出生機勃勃的圖景，雖然在全球性的金融危機爆發時，其銷量受到影響而下滑，但是走出金融危機的陰影后，仍舊有著較高的產量與質量，我國的電動機也在傳統的電動機的保護器系統上進行不斷地改進與更新，開發出了全自動化的控制保護檢測系統，本文對其新型的控制保護檢測系統進行分析。

1 進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，與在過去生產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雜，對于支持的生產活動影響比較大，因此每一臺電動機在出廠的時候必須經過嚴格的檢測程序，然而在進行電動機的檢測工作時，容易受到一些外部環境因素的影響，除了電網的電壓波動狀況不穩定，還會受到一些人為操作的上的失誤的影響。因此，在對電動機的內部系統進行檢測時，必須分別使用不同的測試臺來對其四個功能進行檢測。然而我國的電動機種類齊全，數量龐大，且有上升的趨勢，所以就逐漸加大了檢測量，因此研發人員為了控制檢測量以達到更高的檢測質量，研發出這種全自動化的檢測系統，能夠同時對5臺電動機進行檢測。但是這個檢測系統有著極高的檢測要求。

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

進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，測試產品的保護器能否依據出廠的指定要求進行報警與脫扣。

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

在進行完以上四項檢測后，產品的檢測結果都會呈現出清晰的表格的形式被存進檢測的最終表單，可供相關人員隨時打印與查看。

2 系統檢測的方案設計

測系統由測試臺、交流穩流源、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。以工業控制計算機為檢測系統的控制核心，控制交流穩流源、交流電壓源，實現過 （ 欠） 載、堵轉、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，全自動交流穩流源的穩流范圍0. 2 ～ 500 A、誤差小. 5% ； 可控交流電壓源的調幅范圍為80 ～ 300 V、分辨率為0. 1 V，調相范圍為0 ～ 360°、分辨率為0. 1°。通過RS485實現工業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行讀寫數據、修改運行方式及大小標度的校準。采用條形掃描儀將產品條形碼數據傳輸給工業控制計算機，識別產品規格、型號，自動設定測試所需的電流或電壓，測試完畢后將測試數據以表單形式保存。

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

2. 1 交流穩流源

三相交流穩流源由自行設計的補償式電子調壓裝置、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控制計算機構成閉環控制系統。

補償式電子調壓裝置由粗調和細調兩個部分組成，粗調電壓U1的范圍為0 ～ 250 V，細調電壓U2的范圍為±10 V作為補償調節，在 U1和 U2的共同作用下確保電流的調節精度。多抽頭變壓器T1分檔作用是擴電流調節范圍，以滿足電流在0. 2～500 A范圍內的調節； 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，送變換調理電路轉換成0～5 V的直流信號，經12位A/D 轉換后在工業控制計算機的控制下實現閉環控制、穩流輸出。在穩流調節過程中，粗調的作用是把輸出電流調到設定值的 95% 范圍以內，然后再由細調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 轉換器、鎖存器和工業控制計算機構成交流控制電壓源。

工業控制計算機中擴展的數據采集卡輸出12位數字量一路經鎖存器 1 控制 DDS 產生的正弦波信號的相位，另一路經鎖存器2送12位的 D/A 轉換器控制DDS產生的正弦波幅度，以實現調相和調幅。經濾波后送功率放大器和升壓變壓器，輸出電壓經變換調理電路形成負反饋，穩定輸出電壓[1-2]。最大輸出電壓為 300 V，并有足夠的帶負載能力

2. 3 系統檢測原理

檢測臺以工業控制計算機為核心實現人機對話，控制整個測試系統。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 個被測產品的控制端、二次端、通信線等連通，整個過程是由工業控制計算機控制氣缸實現自動定位、合閘、壓緊完成的。條形掃描儀通過 RS232 與工業控制計算機構成外圍接口讀取被測的產品編號，同時 RS485 接口讀取控制保護器內部參數，自動識別產品的型號和規格。根據產品型號自動執行相應測試程序，根據產品規格結合測試內容自動施加相應的測試電流和電壓。

3 結語

電動機的全自動化檢測系統帶給電動機新的生命力，提高了檢測的效率與測試的準確度，不但解決了測量不穩定的問題，還能夠進行自動調節，節省了人力，對產品的型號與規格都能進行有效識別，這個自動化系統雖然功能強大，但是成本卻比較低廉，可信度強，檢測的操作簡便，相關人員應當在這個自動化系統的基礎上進行創新，減少現存的微小誤差問題，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推廣到更多領域。

參考文獻：

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