第17卷 第1期 实 验 技 术 与 管 理 Vo1.17 No.1 2000 41
电机温升自动测试装置
徐东辉 李志刚 管学理
(武汉水利电力大学 430072) (湖北交通学校 430073)
摘 要 本文论述基于8098单片机的电机温升测试仪,对三相异步电动机各部位温升进行准确的测量,实现电机温升实验的自动测试。
关键词 电机 温升 测试
电机某部分的温度与电机周围介质的温度之差,,损耗与散热情况的量度,,机实验的必做项目。使用手动测量,,。,设计制作了基于8098,在-,对三相异步电动机。实现电机温升实验的自动测试。
1所示。实验电机为三相鼠笼型异步电动机,额定参数为PN=100W,VN-220V(Δ),IN=0.48A,nN=1420r/min
。
图1 实验线路图
11测量原理
IEC34-1《旋转电机》和GB755-87《旋转电机基本技术要求》中规定,电机绕组或其它部分温升测量方法有以下几种,即电阻法、埋置点温度法(ETD)、温度计法和叠加法(又
42实 验 技 术 与 管 理
称双桥带电测温法),其中电阻法和叠加法是测量绕阻平均温升,温度计法和埋置点温度法测量的是局部温升。
测电机机壳温度采用温度计法。测量时,温度传感器紧贴被测点表面,放置位置应是温度较高的部位,并用绝缘材料覆盖好传感器的测温部分,以减少冷却介质的影响。本测试仪的温度传感器采用集成温度传感器LM35。
测电机各绕组温升采用电阻法,利用绕组导体的电阻随温度升高而增加的原理,根据电阻变化计算出温度变化的测温方式,电阻法测得的绕组温度是整个绕组的平均温度。电阻的测量采用恒流源法,即测量恒定电流流过被测电阻RX的电压,则RX=U/I。
(1)使用外推法求取绕组温升:外推法计算绕组工作温度,即在电机停止运行后连续测量绕组的电阻随时间变化曲线,将曲线延长与纵轴相交,以推算出电机断电瞬间的热态电阻值。采用半对数表坐标,温度在对数坐标尺上。
(2)温升计算:根据金属导体随温度变化呈一定函数关系,对铜导线而言,有如下关系式:
设t1为室温,R1为绕组冷态电阻,R2为绕组热态电阻,t2,t0为冷却介质温度。
则:R2/R1=(235+/(t1t2=[2-1(t1/1t1
绕组温升Q=t2-02R1)t11]+t1+t0
,计算出电阻,依外推法求取绕组温升的方法,Q0。
y1=lgQ1, y2=lgQ2,
y0=y1+[T1(y2-y1)/(T2-T1)]
Q0=lg-1y0
式中:T1是第1次的测量时间,T2为第2次测量时间,Q1和Q2分别为第1次和第2次测量时的温升。
21硬件结构
本测试仪主要由8098单片机模块、通用键盘、信号放大电路,恒流源电路、告警电路、LED显示电路等组成,系统框图如图2所示:
(1)8098单片机系统模块 8098单片机系统模块由主芯片8098单片机提供4路A/D,8255可编程外围接口,芯片提供3个8位并行口,62256作为数据RAM、2764存放系统程序及数据表格。
(2)信号放大电路 LM35为电压输出型三端子传感器,灵敏度为10MV/C,量程-55C至+150C,由三个高精度运算放大器OP07组成高精度仪表放大器,其电路如图3所示:
图中R1=R2,R3=R4,R5=R6,由于电路是对称的,所以有很好的平衡性,并且共模信号被第二级减法器抵消,因而当提高增益时,不会增加共模信号。此外,共模信号仅以增
电机温升自动测试装置43
图2
系统框图
图3 高精度放大电路图
益1放大。
(3)恒流源电路及继电器控制电路:恒流源采用可调稳压集成电路芯片LM317组成,提供011A的恒定电流。
继电器控制电路如图4所示
:
图4 继电器控制电路图
44实 验 技 术 与 管 理
31软件设计
系统软件全部采用8098汇编语言,采用模块化结构,由主程序、绕组测量子程序、浮点数运算子程序等组成。
三相鼠笼型电动机温升测量的测试主程序如图5所示,首先进行电机各绕组的冷态电阻测量及环境温度的测量,并存放在存储单元,冷态测量结束后,接触器吸合,电动机在额定工况下工作,并每隔30分钟测量定子铁芯温度、环境温度并存放在相应的存储单元,对铁芯温度进行巡回检测,若铁芯温度在1小时内不超过1摄氏度,告警器响,并断开定子电流,接通恒流源,进入绕组测量子程序(略)
。
图5 测试主程序框图
单片机温升测试仪将微机技术应用于电机实验教学中,实现了电机温升实验全过程的自动测试,操作简单,测量速度快,数据可储存、打印并直接得出温升值。实验表明,自
(1999年3月)动测试的测量精度与准确度都高于手动测量。
第17卷 第1期 实 验 技 术 与 管 理 Vo1.17 No.1 2000 41
电机温升自动测试装置
徐东辉 李志刚 管学理
(武汉水利电力大学 430072) (湖北交通学校 430073)
摘 要 本文论述基于8098单片机的电机温升测试仪,对三相异步电动机各部位温升进行准确的测量,实现电机温升实验的自动测试。
关键词 电机 温升 测试
电机某部分的温度与电机周围介质的温度之差,,损耗与散热情况的量度,,机实验的必做项目。使用手动测量,,。,设计制作了基于8098,在-,对三相异步电动机。实现电机温升实验的自动测试。
1所示。实验电机为三相鼠笼型异步电动机,额定参数为PN=100W,VN-220V(Δ),IN=0.48A,nN=1420r/min
。
图1 实验线路图
11测量原理
IEC34-1《旋转电机》和GB755-87《旋转电机基本技术要求》中规定,电机绕组或其它部分温升测量方法有以下几种,即电阻法、埋置点温度法(ETD)、温度计法和叠加法(又
42实 验 技 术 与 管 理
称双桥带电测温法),其中电阻法和叠加法是测量绕阻平均温升,温度计法和埋置点温度法测量的是局部温升。
测电机机壳温度采用温度计法。测量时,温度传感器紧贴被测点表面,放置位置应是温度较高的部位,并用绝缘材料覆盖好传感器的测温部分,以减少冷却介质的影响。本测试仪的温度传感器采用集成温度传感器LM35。
测电机各绕组温升采用电阻法,利用绕组导体的电阻随温度升高而增加的原理,根据电阻变化计算出温度变化的测温方式,电阻法测得的绕组温度是整个绕组的平均温度。电阻的测量采用恒流源法,即测量恒定电流流过被测电阻RX的电压,则RX=U/I。
(1)使用外推法求取绕组温升:外推法计算绕组工作温度,即在电机停止运行后连续测量绕组的电阻随时间变化曲线,将曲线延长与纵轴相交,以推算出电机断电瞬间的热态电阻值。采用半对数表坐标,温度在对数坐标尺上。
(2)温升计算:根据金属导体随温度变化呈一定函数关系,对铜导线而言,有如下关系式:
设t1为室温,R1为绕组冷态电阻,R2为绕组热态电阻,t2,t0为冷却介质温度。
则:R2/R1=(235+/(t1t2=[2-1(t1/1t1
绕组温升Q=t2-02R1)t11]+t1+t0
,计算出电阻,依外推法求取绕组温升的方法,Q0。
y1=lgQ1, y2=lgQ2,
y0=y1+[T1(y2-y1)/(T2-T1)]
Q0=lg-1y0
式中:T1是第1次的测量时间,T2为第2次测量时间,Q1和Q2分别为第1次和第2次测量时的温升。
21硬件结构
本测试仪主要由8098单片机模块、通用键盘、信号放大电路,恒流源电路、告警电路、LED显示电路等组成,系统框图如图2所示:
(1)8098单片机系统模块 8098单片机系统模块由主芯片8098单片机提供4路A/D,8255可编程外围接口,芯片提供3个8位并行口,62256作为数据RAM、2764存放系统程序及数据表格。
(2)信号放大电路 LM35为电压输出型三端子传感器,灵敏度为10MV/C,量程-55C至+150C,由三个高精度运算放大器OP07组成高精度仪表放大器,其电路如图3所示:
图中R1=R2,R3=R4,R5=R6,由于电路是对称的,所以有很好的平衡性,并且共模信号被第二级减法器抵消,因而当提高增益时,不会增加共模信号。此外,共模信号仅以增
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系统框图
图3 高精度放大电路图
益1放大。
(3)恒流源电路及继电器控制电路:恒流源采用可调稳压集成电路芯片LM317组成,提供011A的恒定电流。
继电器控制电路如图4所示
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图4 继电器控制电路图
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31软件设计
系统软件全部采用8098汇编语言,采用模块化结构,由主程序、绕组测量子程序、浮点数运算子程序等组成。
三相鼠笼型电动机温升测量的测试主程序如图5所示,首先进行电机各绕组的冷态电阻测量及环境温度的测量,并存放在存储单元,冷态测量结束后,接触器吸合,电动机在额定工况下工作,并每隔30分钟测量定子铁芯温度、环境温度并存放在相应的存储单元,对铁芯温度进行巡回检测,若铁芯温度在1小时内不超过1摄氏度,告警器响,并断开定子电流,接通恒流源,进入绕组测量子程序(略)
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图5 测试主程序框图
单片机温升测试仪将微机技术应用于电机实验教学中,实现了电机温升实验全过程的自动测试,操作简单,测量速度快,数据可储存、打印并直接得出温升值。实验表明,自
(1999年3月)动测试的测量精度与准确度都高于手动测量。