專利名稱：便攜式電機參數檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及屬于測試儀表技術領域，專用于電機參數測試的便攜式儀表，具體是 一種便攜式電機參數檢測裝置。
背景技術：
電機的效率是人們衡量電機優劣的一個非常重要的參數；電機的輸出功率不能直 接通過儀表測量，而是間接通過轉速和轉矩進行測量；對電機轉矩的測試是一個比較復雜 的操作，它必須要求電機帶上負載，電機測試負載通常選用發電機和磁粉阻尼裝置，需要有 專用的測試臺(即測功機)進行測試，一臺測功機要包括，鑄鐵平臺、磁粉阻尼裝置、大功 率直流電源、散熱冷卻系統、直角彎板、專用法蘭盤、電流、電壓、功率，轉速表等，重量接近1 千公斤；大功率電機機殼尺寸比較固定，在測試臺上測試相對容易，對于小功率電機外殼形 狀多種多樣，尺寸也不固定，如果在測試臺上測試，每種電機均需要專用的卡具，因此，不可 能實現質量監督人員對電機質量的隨機檢測；在電機參數測量中，除了測量系統本身的誤 差外，被測電機的主軸與負載的主軸的同心度直接影響測量誤差，因此對聯軸器和安裝的 精度要求較高。因此，提供一種適于便捷地對小功率電機進行效率測試的裝置，是本領域要解決 的技術問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、適于便捷地對小功率電機參數 進行測試的便攜式電機參數檢測裝置。為解決上述技術問題，本發明提供了一種便攜式電機參數檢測裝置，包括用于設 置在被測電機輸出軸上的風葉、CPU單元、與CPU單元相連的LCD、經計數器與CPU單元相連 用于檢測被測電機的轉速的反射式紅外光電傳感器。電流電壓檢測單元，用于檢測被測電機的輸入電壓和電流，并在被測電機的輸入 電壓處于峰值時開始計時至被測電機的輸入電流達峰值時止，以得出電壓峰值與電流峰值 的時間差，從而計算出輸入電壓與電流之間的相位差，進而得出被測電機的功率因數，從而 根據輸入電壓、電流與功率因數得出被測電機的輸入功率。CPU單元根據測得的被測電機的轉速、預先獲取的所述風葉轉速與風葉阻轉矩的 關系曲線，得出被測電機的轉矩；然后根據被測電機的轉速、轉矩計算出被測電機的輸出功 率和效率；其中效率等于輸出功率與輸入功率的比值；輸出功率等于轉矩與轉速的乘積 與9550的比值；LCD顯示被測電機的效率、轉速、輸入功率、輸出功率和功率因數。所述參數已知電機是指該電機的效率、轉速、輸入功率、輸出功率和功率因數等 參數已知。本發明具有積極的效果本發明的便攜式電機參數檢測裝置的主要檢測對象是小 型電機，尤其是針對家電上使用的各種電機，它不需要固定的試驗臺，對環境幾乎沒有什么要求就可以進行各種參數的測試。(2)本發明的便攜式電機參數檢測裝置使用簡單，攜帶方 便，不需要使用專用卡具，對被測電機的位置沒有要求，安裝簡單；風葉安裝時，沒有同心度 的要求，容易保證測量精度；還可直觀顯示參數、效率、轉速、輸入功率、輸出功率、功率因數 等電機參數。(3)微處理器的處理過程①微處理器(本例選用C8051F330D)內置的10位 AD轉換器采樣輸入電壓，在電壓峰值啟動定時器，到電流的峰值時間計算出功率因數，得出 輸入功率；②通過反射式紅外光電傳感器和計數器檢測電機的轉速；③以風葉的轉速為依 據，通過風葉產生阻轉矩的專家系統得到轉矩；④根據轉速，轉矩和功率之間的關系計算輸 出功率；⑤顯示數據轉速，轉矩，輸入功率，輸出功率，效率。


為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖， 對本發明作進一步詳細的說明，其中圖1為實施例中的便攜式電機參數檢測裝置的電路框 圖；圖2為實施例中的便攜式電機參數檢測裝置的使用狀態示意圖；圖3為實施例中的第 一關系曲線的示意圖；圖4為實施例中的第二關系曲線的示意圖；圖5為實施例中的風葉 轉速與風葉阻轉矩的關系曲線的示意圖。
具體實施例方式見圖1-5，本實施例的一種便攜式電機參數檢測裝置，包括用于設置在被測電機 輸出軸上的風葉、CPU單元、與CPU單元相連的IXD、經計數器與CPU單元相連用于檢測被測 電機的轉速的飛反射式紅外光電傳感器。電流電壓檢測單元，用于檢測被測電機的輸入電壓和電流，并在被測電機的輸入 電壓處于峰值時開始計時直至被測電機的輸入電流達峰值時止，以得出電壓峰值與電流峰 值的時間差，從而計算出輸入電壓與電流之間的相位差，進而得出被測電機的功率因數，從 而根據輸入電壓、電流與功率因數得出被測電機的輸入功率。CPU單元根據測得的被測電機的轉速、預先獲取的所述風葉轉速與風葉阻轉矩的 關系曲線，得出被測電機的轉矩；然后根據被測電機的轉速、轉矩計算出被測電機的輸出功 率和效率；其中效率等于輸出功率與輸入功率的比值；輸出功率等于轉矩與轉速的乘積 與9550的比值；LCD顯示被測電機的效率、轉速、輸入功率、輸出功率和功率因數。所述預先獲取風葉的轉速與風葉阻轉矩的關系曲線的方法包括如下步驟步驟 ①在現有的測功機上將一參數已知電機安裝上所述風葉，當該電機轉速到額定轉速時 (例如3000r/min)記錄當前轉速下該電機的輸入電壓、電流及功率因數，然后依次降低該
電機的轉速60r/min (即依次為2940r/min、2880r/min、2820r/min、......)，并記錄相應轉速
下該電機的輸入電壓、電流及功率因數，直至該參數已知電機的轉速降至600r/min時，最 后一次記錄該電機的輸入電壓、電流及功率因數，從而得到一組相應轉速下該電機的輸入 電壓、電流及功率因數的標準數據，以及輸入功率與風葉轉速的第一關系曲線；其中，該參 數已知電機的輸入功率根據所述參數已知電機的輸入電壓、電流與功率因數得出。該步驟 ①中還包括如下步驟控制所述參數已知電機的轉速從600r/min開始，每增加60r/min (即 依次為660r/min、720r/min、780r/min、……)記錄一次相應轉速下該參數已知電機的輸入 電壓、電流及功率因數，直至該電機到達所述額定轉速(例如3000r/min)，得到一組相應轉速下該參數已知電機的輸入電壓、電流及功率因數的校正數據，取對應轉速下分別依據 標準數據與校正數據得出的輸入功率的平均值，以校正所述第一關系曲線。步驟②將參數已知電機接上測功機的負載，當該參數已知電機的轉速達額定轉 速時(例如3000r/min)，調整測功機的負載，使該參數已知電機的輸入電流等于所述標準 數據中額定轉速下的輸入電流，此時記錄下測功機測得的轉矩；然后依次降低該電機的轉
速60r/min(即依次為2940r/min、2880r/min、2820r/min、......)并調整所述負載，使相應
轉速下的該參數已知電機的輸入電流等于所述標準數據中對應轉速下的輸入電流，同時依 次記錄對應轉速下的測功機測得的轉矩，直至該參數已知電機的轉速降至600r/min時，最 后一次記錄該轉速下的測功機測得的轉矩；從而得到對應轉速下該參數已知電機的輸入功 率與該輸出轉矩的第一關系數據組，并根據該第一關系數據組得出第二關系曲線；該步驟 ②中還包括如下步驟控制所述參數已知電機的轉速在600r/min，調整測功機的負載，使 該參數已知電機的輸入電流等于所述標準數據中對應轉速下的輸入電流，此時記錄下測功 機測得的轉矩；然后依次增加該電機的轉速60r/min并調整所述負載，使相應轉速下的該 電機的輸入電流等于所述標準數據中對應轉速下的輸入電流，同時依次記錄對應轉速下的 測功機測得的轉矩，從而得到該參數已知電機的輸入功率與輸出轉矩的第二關系數據組， 取對應輸入功率下的所述第一、第二關系數據組中的輸出轉矩的平均值，以校正所述第二 關系曲線。步驟③根據校正后的第一關系曲線和校正后的第二關系曲線得出風葉的轉速與 風葉阻轉矩的關系曲線。其中，根據力的作用力與反作用力，風葉阻轉矩與參數已知電機的 輸出轉矩相等。選不同阻轉矩的風葉(選取原則是被測電機在額定轉速提供的最大功率小于風 葉在該轉速提供的功率)，以預先獲取相應風葉的風葉轉速與風葉阻轉矩的關系曲線，以覆 蓋10w-200w的測量范圍。所述參數已知電機為直流無刷電機，其具有工作狀態穩定、調速方便、損耗小等特
點ο顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的 實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其 它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發 明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
權利要求
一種便攜式電機參數檢測裝置，其特征在于包括風葉，用于設置在被測電機的輸出軸上；CPU單元；LCD，與CPU單元相連；反射式紅外光電傳感器，經計數器與CPU單元相連，用于檢測被測電機的轉速；電流電壓檢測單元，用于檢測被測電機的輸入電壓和電流，并在被測電機的輸入電壓處于峰值時開始計時至被測電機的輸入電流達峰值時止，以得出電壓峰值與電流峰值的時間差，從而計算出輸入電壓與電流之間的相位差，進而得出被測電機的功率因數，從而根據輸入電壓、電流與功率因數得出被測電機的輸入功率；CPU單元根據測得的被測電機的轉速、預先獲取的所述風葉的轉速與風葉阻轉矩的關系曲線，得出被測電機的轉矩；然后根據被測電機的轉速、轉矩計算出被測電機的輸出功率和效率；LCD顯示被測電機的效率、轉速、輸入功率、輸出功率和功率因數。
2.根據權利要求1所述的一種便攜式電機參數檢測裝置，其特征在于所述預先獲取 風葉的轉速與風葉阻轉矩的關系曲線的方法包括如下步驟步驟①在現有的測功機上將一參數已知電機安裝上所述風葉，當該電機轉速到額定 轉速時記錄當前轉速下該電機的輸入電壓、電流及功率因數，然后依次降低該電機的轉速 60r/min，并記錄相應轉速下該電機的輸入電壓、電流及功率因數，直至該參數已知電機的 轉速降至600r/min，從而得到一組相應轉速下該電機的輸入電壓、電流及功率因數的標準 數據，同時得到該參數已知電機的輸入功率與風葉轉速的第一關系曲線；步驟②將所述參數已知電機接上測功機的負載，當該參數已知電機的轉速達額定轉 速時，調整所述測功機的負載，使該參數已知電機的輸入電流等于所述標準數據中額定轉 速下的輸入電流，此時記錄下所述測功機測得的轉矩；然后依次降低該電機的轉速60r/ min并調整所述負載，使相應轉速下的該參數已知電機的輸入電流等于所述標準數據中對 應轉速下的輸入電流，同時依次記錄對應轉速下的測功機測得的轉矩，直至該參數已知電 機的轉速降至600r/min，從而得到對應轉速下該參數已知電機的輸入功率與輸出轉矩的第 一關系數據組，并根據該第一關系數據組得出第二關系曲線；其中，該參數已知電機的輸入 功率根據所述參數已知電機的輸入電壓、電流與功率因數得出；步驟③根據第一關系曲線和第二關系曲線得出所述風葉的轉速與風葉阻轉矩的關系 曲線。
3.根據權利要求2所述的一種便攜式電機參數檢測裝置，其特征在于所述參數已知 電機為直流無刷電機。
4.根據權利要求2所述的一種便攜式電機參數檢測裝置，其特征在于步驟①還包括 如下步驟控制所述參數已知電機的轉速從600r/min開始，每增加60r/min記錄一次相應 轉速下該參數已知電機的輸入電壓、電流及功率因數，直至該電機到達所述額定轉速，得到 一組相應轉速下該參數已知電機的輸入電壓、電流及功率因數的校正數據，取對應轉速下 分別依據標準數據與校正數據得出的輸入功率的平均值，以校正所述第一關系曲線。
5.根據權利要求4所述的一種便攜式電機參數檢測裝置，其特征在于步驟②還包括 如下步驟控制所述參數已知電機的轉速在600r/min，調整所述測功機的負載，使該參數已知電機的輸入電流等于所述標準數據中對應轉速下的輸入電流，此時記錄下所述測功機 測得的轉矩；然后依次增加該電機的轉速60r/min并調整所述負載，使相應轉速下的該電 機的輸入電流等于所述標準數據中對應轉速下的輸入電流，同時依次記錄對應轉速下的所 述測功機測得的轉矩，從而得到該參數已知電機的輸入功率與輸出轉矩的第二關系數據 組，取對應輸入功率下的所述第一、第二關系數據組中的輸出轉矩的平均值，以校正所述第 二關系曲線。
全文摘要
本發明涉及一種結構簡單、適于便捷地對小功率電機參數進行測試的便攜式電機參數檢測裝置，其包括用于設置在被測電機輸出軸上的風葉、CPU單元、與CPU單元相連的LCD、經計數器與CPU單元相連用于檢測被測電機的轉速的反射式紅外光電傳感器。電流電壓檢測單元檢測輸入電壓與電流之間的相位差，進而得出被測電機的功率因數，從而根據輸入電壓、電流與功率因數得出被測電機的輸入功率。CPU單元根據測得的被測電機的轉速、預先獲取的所述風葉轉速與風葉阻轉矩的關系曲線，得出被測電機的轉矩；然后根據被測電機的轉速、轉矩計算出被測電機的輸出功率和效率；LCD顯示被測電機的效率、轉速、輸入功率、輸出功率和功率因數。
文檔編號G01P3/36GK101930054SQ20101016897
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月11日 優先權日2010年5月11日
發明者廉春園, 王雁平 申請人:常州工學院