一種步進電動機矩頻特性的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及步進電動機【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是一種步進電動機矩頻特性的測試方法。所述方法包括：采用PLC為控制核心，PLC通過驅(qū)動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調(diào)節(jié)輸出電流使磁滯制動器對步進電動機自動加載；利用扭矩傳感器對步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉(zhuǎn)換發(fā)送給PLC進行數(shù)據(jù)處理，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機；所述工程機收到該數(shù)據(jù)顯示到組態(tài)軟件，并將工控機中的數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機進行打印。該方案能自動實現(xiàn)矩頻特性測試過程、提升測試精度；用PLC作為控制系統(tǒng)的核心，響應(yīng)速度快，控制性能，系統(tǒng)外設(shè)十分簡單；采用工控機作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和顯示，測試界面功能強大，管理友好。
【專利說明】一種步進電動機矩頻特性的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及步進電動機【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是一種步進電動機矩頻特性的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]步進電動機的矩頻特性是決定其重要的負載能力的指標之一，在電機的生產(chǎn)、運行和科研過程中，需要對其進行必要的測試。目前常用的方法是利用測功機原理使用各種電子測量儀表，如數(shù)字轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀等，并結(jié)合單片機或DSP技術(shù)，功能比較完備。并通過廣泛調(diào)研表明這種放大對試驗過程中的讀數(shù)同步、數(shù)據(jù)處理等問題，仍然不能自動實現(xiàn)矩頻特性測試的要求。
[0003]隨著微型計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)以及各種測量儀表技術(shù)的提高，針對以往測試的問題，常采用發(fā)電機或者各種測功機等作為加載裝置.這種加載方式一般不均勻，缺乏穩(wěn)定性，對系統(tǒng)加載缺乏精度，測試的數(shù)據(jù)往往誤差。我們需要一種基于PLC的步進電動機自動測試系統(tǒng)，該方案能自動實現(xiàn)矩頻特性測試過程、提升測試精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述問題的不足，滿足自動實現(xiàn)步進電動機矩頻特性同步、提升測試精度、提供一種步進電動機矩頻特性的測試方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種步進電動機矩頻特性的測試方法，所述方法包括:
[0006]采用PLC為控制核心，PLC通過驅(qū)動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調(diào)節(jié)輸出電流使磁滯制動器對步進電動機自動加載；
[0007]利用扭矩傳感器對步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉(zhuǎn)換發(fā)送給PLC進行數(shù)據(jù)處理，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機；
[0008]所述工程機收到該數(shù)據(jù)顯示到組態(tài)軟件，并將工控機中的數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機進行打印。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0010]進一步，PLC通過驅(qū)動器對步進電動機控制,具體內(nèi)容為:
[0011]所述PLC通過改變驅(qū)動器的脈沖信號和方向信號實現(xiàn)對步進電動機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和位置的控制。
[0012]進一步，利用扭矩傳感器對步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉(zhuǎn)換發(fā)送給PLC進行數(shù)據(jù)處理，具體內(nèi)容為:
[0013]所述傳感器是在被測彈性軸上用應(yīng)變膠貼上測扭專用應(yīng)變片，并組成橋式電路，當(dāng)彈性軸上存在扭應(yīng)變時，應(yīng)變電橋便能采集到彈性軸上的扭轉(zhuǎn)電信號，然后經(jīng)過扭矩傳感器自身的放大電路放大采集到的應(yīng)變電信號，再經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換可以將放大后的應(yīng)變電信號轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的頻率信號，PLC對所述頻率信號通過編程轉(zhuǎn)換計算后得到實際測量值發(fā)送給工控機。
[0014]進一步，所述編程轉(zhuǎn)換計算方法為:N為轉(zhuǎn)速IOtAiiruf為實際測得的轉(zhuǎn)速頻率值kHz、Z為傳感器齒數(shù)、本次測試中Z為60:
[0015]N = 60f/Z
[0016]Tp為正向轉(zhuǎn)矩、Tr為反向轉(zhuǎn)矩、Tm為滿量程轉(zhuǎn)矩、fp為輸出頻率的正向滿量程值kHz、fr為輸出頻率的反向滿量程值、f0為轉(zhuǎn)矩輸出基頻值，f為輸出頻率的實測轉(zhuǎn)矩值、本測試中 fp 為 15kHz，f0 為 10kHz、fr 為 5kHz:
【權(quán)利要求】
1.一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述方法包括: 采用PLC為控制核心，PLC通過驅(qū)動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調(diào)節(jié)輸出電流使磁滯制動器對步進電動機自動加載； 利用扭矩傳感器對步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉(zhuǎn)換發(fā)送給PLC進行數(shù)據(jù)處理，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機； 所述工程機收到該數(shù)據(jù)顯示到組態(tài)軟件，并將工控機中的數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機進行打印。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，PLC通過驅(qū)動器對步進電動機控制，具體內(nèi)容為: 所述PLC通過改變驅(qū)動器的脈沖信號和方向信號實現(xiàn)對步進電動機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和位置的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，利用扭矩傳感器對步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉(zhuǎn)換發(fā)送給PLC進行數(shù)據(jù)處理，具體內(nèi)容為: 所述傳感器是在被測彈性軸上用應(yīng)變膠貼上測扭專用應(yīng)變片，并組成橋式電路，當(dāng)彈性軸上存在扭應(yīng)變時，應(yīng)變電橋便能采集到彈性軸上的扭轉(zhuǎn)電信號，然后經(jīng)過扭矩傳感器自身的放大電路放大采集到的應(yīng)變電信號，再經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換可以將放大后的應(yīng)變電信號轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的頻率信號，PLC對所述 頻率信號通過編程轉(zhuǎn)換計算后得到實際測量值發(fā)送給工控機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述編程轉(zhuǎn)換計算方法為:N為轉(zhuǎn)速IOVmiruf為實際測得的轉(zhuǎn)速頻率值kHz、Z為傳感器齒數(shù)、本次測試中Z為60:
N = 60f/Z Tp為正向轉(zhuǎn)矩、I；為反向轉(zhuǎn)矩、Tm為滿量程轉(zhuǎn)矩、fp為輸出頻率的正向滿量程值kHz、f；為輸出頻率的反向滿量程值、fo為轉(zhuǎn)矩輸出基頻值，f為輸出頻率的實測轉(zhuǎn)矩值、本測試中fp 為 15kHz, f0 為 IOkHz、fr 為 5kHz:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述工控機中的數(shù)據(jù)包含測試的結(jié)果和曲線圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述PLC為西門子S7—200系列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述磁滯制動器作為步進電動機測試的加載裝置，型號為HB — 203B，對應(yīng)的所述程控電流源型號為 CS-OX。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述傳感器選用Interface T7扭矩傳感器，量程為5Nm，分辨率為0.1%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進電動機矩頻特性的測試方法，其特征在于，所述工控機為華研工控機。`
【文檔編號】G01R31/34GK103558546SQ201310530718
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】周泰武, 李文禮, 彭應(yīng)光, 萬文華 申請人:桂林機床電器有限公司