煤矿电动机性能测试系统的设计与实现

【摘要】本文设计的异步电动机性能测试系统以TMS320lf2407A为控制核心，通过空载试验和短路试验计算异步电动机的各项性能参数，最终在操作终端形成可视化的性能测试报告，可以直观地了解电动机的输入功率、输出功率、电磁功率及电磁转矩等各种性能参数，能较好的实现对电动机运行情况的掌握。

【关键词】异步电动机；TMS320lf2407A；测试系统

引言

煤矿生产对安全的要求很高，但由于井下的恶劣环境导致异步电动机的返修率很高。为了保证返修的异步电动机能够正常使用，避免使异步电动机带病运行，造成安全隐患，电机的检测显得尤为重要。传统的异步电动机检测方法是通过现场测试，对一台电动机进行多次接线，目测读取异步电动机的测试数据，人工进行记录，然后再对测试的数据进行计算，最后对测试结果进行比较分析。这种方法存在的缺点是人工记录数据精度低，而且计算复杂，反复接线降低测试效率。这些缺点的存在使得传统的测试方法越来越难满足工业的迅速发展对于电动机测试的要求。异步电动机性能测试的自动化势在必行，研制一种能够对异步电动机性能进行综合测试的系统具有重要意义。

本文立足于异步电动机性能测试的特点，结合当前工业发展对异步电动机性能测试的要求，设计了基于DSP的电动机性能测试系统，该系统以圆图法作为理论基础，以TMS320lf2407A为控制核心，对电动机进行空载、短路等试验，以获取电动机运行的输入功率、铁芯损耗、电磁功率及电磁转矩等各种性能参数。整个设计包括上位机设计和下位机设计以及他们之间的通信设计。上位机部分是以VB6.0为软件基础，设计出实验和参数计算的可视化界面；下位机则是以DSP为硬件基础，以CCS为软件编译环境，编程实现数据的采集以及与上位机的通信等相关程序。

1硬件设计

1.1硬件框图

1.3调压电路

本测试系统一个关键的环节就是系统的自动调压，具体的说就是利用DSP的I/O口来控制继电器的输出来调节自耦变压器的电压的大小，在硬件上的设计主要有两个方面：第一是自耦变压器。第二是DSP控制的继电器与自耦变压器的连接。自耦变压器即为有两个绕组具有公共部分的变压器。硬件上的实现方式是通过DSP的I/O口控制的继电器来控制接触器的通断来控制自耦变压器二次侧的输出电压。

2软件设计

2.1下位机程序设计

下位机在本系统中所指的就是以DSP为主芯片的最小系统电路，要实现本系统的功能，就要对DSP进行一系列的软件操作，其中包括系统的初始化、中断采样、电流电压有效值的计算以及串行通信等。

2.2上位机程序设计

上位机的程序设计主要包含以下几个方面：

（1）电机基本参数输入界面、冷态绝缘电阻测试界面、直流电阻测试界面、空载试验界面、堵转试验界面、异步电动机报告生成界面的制作。

（2）菜单的制作，菜单即为悬挂在界面上方的下拉菜单，菜单主要用于方便各界面之间的跳转、打印及退出等功能。

（3）在空载和堵转试验中用于向下位机发送开始采样命令的通信及上位机接收下位机数据的通信。

（4）将下位机传过来的数据进行处理的程序。

（5）用圆图法计算电机基本参数的程序。

3调试与实验

根据测试报告，我们可以分析三相异步电动机的性能，从而判断三相异步电动机是否符合继续使用的要求，若不能继续使用，可根据实际情况对不符合要求的电动机部件进行维修。

4结论

该测试系统采用DSP技术，以TMS320lf2407A为控制核心，实现数据全自动采集，降低了测试工作的劳动强度，提高了系统的可靠性和测试精度。操作上采用了菜单式结构，界面美观，操作简便，可视化程度高。在运行过程中性能稳定、可靠，数据处理分析功能较强，在煤矿行业具有较高的推广价值。

参考文献：

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作者简介：

王国庆，助理工程师，现工作于安徽省淮南矿业集团潘一矿东区建设项目部保运队，从事技术管理工作。