永磁直流电动机虚拟测试系统转速采集模块的开发

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:812

作者：北京航空航天大学(100083) 杨静魏振忠刘向群来源：《电子技术应用》

永磁直流电动机虚拟测试系统转速采集模块的开发

摘要 永磁直流电动机虚拟测试系统可以获得直流电动机有关的机电参数，从而对永磁直流电动机进行多功能测试。为达到系统测试精度要求数据采集器具有很高的精度。主要阐述了数据采集器中电动机转速测量电路原理及实现，并对其精度做了具体分析，最后通过实验进行了验证。

关键词 虚拟测试系统直流电动机采集精度

虚拟仪器是计算机测试仪器发展的结果。一般来说，它由计算机、一组硬件和软件组成。硬件解决信号的输入和输出，软件完成数据处理、应用理论实现及系统控制功能。用户通过操作计算机图形面板，即可控制计算机虚拟仪器的运行，完成全部测试功能。

永磁直流电动机虚拟测试系统主要通过系统辩识理论获得电机的动静态参数，并测定全部动静态特性，以及有关电机的多种物理量。同时，根据动静态参数的变化，可以在一定程度上对电动机进行故障检测和诊断。

根据测试系统的要求，需要采集电动机的电压（输入量）、电流和转速（输出量）等状态参数，数据采集的精度和速度将直接影响到电动机有关参数、特性测定以及故障检测与诊断的准确性、快速性和可靠性。由于转速是电动机模型中极为重要的状态参数，它的测量精确与否对辩识结果的精度影响较大。因此转速采集模块的研制在整个系统中占有极其重要的地位，提高该部分的精度和速度以满足系统要求是非常必要的。

１数据采集器的总体结构

本采集器的总体结构如图１所示，主要由功率驱动部分和数据采集部分组成，由计算机来控制。数据采集部分是一块内置于计算机（386xt以上机型）扩展槽内的数据采集板，该采集板采用isa总线可进行16位数据传输，电流与电压的采集采用双路a/d转换，提高了数据采集的速度并保证了数据采集的同时性。采集信号中，电压u(t)和电流i(t)以模拟信号方式输入；转速n(t)以数字频率信号方式输入。

２转速采集方法及电路实现

转速采集模块采用数字式转速测量方法，转速信号由频率式转速传感器——圆光栅编码器产生，它将转速转换成电脉冲信号，经过放大整形后，获得相同频率的方波信号，通过测量方波的频率f或周期t，测得转速的大小。 .2.1常用数字式转速测量方法比较目前，常用的数字式转速测量方法主要有三种，分别是m法（频率法）、t法（周期法）、m/t法（频率／周期法）。ｍ法是在既定的检测时间内，测量所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速；t法是测量相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速；m/t法是同时测量检测时间和在此时间内的转速脉冲信号的个数来确定转速。三种方法的各项性能比较如表１。表1中，m1、m2检测时间间隔内的脉冲计数值（分别对应m、t法）；t为规定的检测时间间隔；p为圆光栅编码器每转一圈发出的转速脉冲信号的个数；为ｔ法中已知频率值（填充被测频率相邻两个脉冲的间隔）；

作者：北京航空航天大学(100083) 杨静魏振忠刘向群来源：《电子技术应用》

永磁直流电动机虚拟测试系统转速采集模块的开发

关键词 虚拟测试系统直流电动机采集精度

１数据采集器的总体结构

２转速采集方法及电路实现

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