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汽車(chē)起電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

系統(tǒng)概述：

《起動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)》是依照《起動(dòng)機(jī)出廠試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)條件》研制的起動(dòng)機(jī)性能在線測(cè)試系統(tǒng)，主要包含了起動(dòng)機(jī)的空載、制動(dòng)、負(fù)載、變負(fù)載（作曲線）等特性的測(cè)試。在線測(cè)試完成后有合格與不合格的燈光顯示，不合格伴有聲光報(bào)警。

系統(tǒng)軟件運(yùn)行環(huán)境為Windows XP中文平臺(tái)。工控機(jī)軟件操作設(shè)置界面友好，數(shù)據(jù)圖形顯示豐富，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。具有一般計(jì)算機(jī)操作經(jīng)驗(yàn)的試驗(yàn)人員，能很快了解系統(tǒng)，掌握并正確使用。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

《起動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)》由電控機(jī)柜與測(cè)試臺(tái)架組成。在工控機(jī)測(cè)試界面設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，安裝測(cè)試電機(jī)，啟動(dòng)測(cè)試，由計(jì)算機(jī)程序綜合控制20V/300A電源（由電源系統(tǒng)輔助控制裝置調(diào)節(jié)電源）、交流伺服電機(jī)、電磁離合器、力矩傳感器等控制過(guò)程。自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、試驗(yàn)記錄、動(dòng)作控制等檢測(cè)試驗(yàn)。并在計(jì)算機(jī)上記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)、作出測(cè)試曲線、判定測(cè)試合格結(jié)果。

圖一、起動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

1、控制機(jī)柜

◆控制機(jī)柜由工控機(jī)（P4-2.4GHz、512MB-RAM、80GB-HDD）、1KW伺服控制器、20V/300A直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源、電源輔助控制裝置、FV轉(zhuǎn)換器、控制接口卡等組成。

◆測(cè)試工藝在工控機(jī)上設(shè)置，工控機(jī)通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)控制柜內(nèi)的伺服控制器，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)產(chǎn)生輸出力矩；控制直流電源裝置對(duì)起動(dòng)電機(jī)施加電壓；通過(guò)力矩傳感器檢測(cè)扭矩；通過(guò)AD卡采集電流、電壓、速度、力矩信號(hào)。并將其測(cè)試數(shù)據(jù)制表、繪圖、保存、輸出，提供測(cè)試分析數(shù)據(jù)。

◆PC機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置，輔助裝置完成對(duì)電源的恒流、恒壓控制以及對(duì)電磁離合器的控制。輔助裝置采用自動(dòng)調(diào)節(jié)算法確保恒流、恒壓輸出穩(wěn)定，誤差小。

2、測(cè)試機(jī)架

◆起動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試機(jī)架鑄鐵表面采用鍍鎳處理，上裝有1KW交流伺服電機(jī)1臺(tái)、電磁離合器（20Nm）1臺(tái)、JSC型動(dòng)態(tài)扭矩傳感器（速度傳感器）1臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)安裝有電機(jī)夾具以及多種傳動(dòng)比的減速齒輪機(jī)構(gòu)。

◆電機(jī)安裝在夾具平臺(tái)的夾具上，夾具平臺(tái)和夾具配合可實(shí)現(xiàn)三維調(diào)節(jié)（上下、左右、前后），方便電機(jī)軸驅(qū)動(dòng)達(dá)到狀態(tài)。快換夾具（十五分鐘）可實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)電機(jī)的測(cè)試（已實(shí)現(xiàn)七種電機(jī)）。電機(jī)安裝好后調(diào)整快速夾鉗將其夾緊，并插上電機(jī)電源插頭。

◆測(cè)試平臺(tái)上裝有交流伺服電機(jī)、電磁離合器、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器（速度傳感器）等。交流伺服電機(jī)輸出10Nm力矩，用于調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載。空載時(shí)松開(kāi)電磁離合器，使負(fù)載脫離。力矩速度傳感器傳送力矩速度信號(hào)。

測(cè)試原理：

起動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)系統(tǒng)是以工控機(jī)為中心控制伺服電機(jī)，施加電壓于測(cè)試電機(jī)，以及由電磁離合器連接、斷開(kāi)負(fù)載，力矩傳感器檢測(cè)扭矩速度等功能，協(xié)調(diào)完成起動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)在線、性能參數(shù)的測(cè)試。系統(tǒng)控制框圖如下（圖中粗箭頭為機(jī)械傳動(dòng)）：

圖二、汽車(chē)起動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)控制原理框圖

1、空載測(cè)試

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置使電磁離合器松開(kāi)。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置給測(cè)試電機(jī)加試驗(yàn)要求電壓使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

◆電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定，在到達(dá)設(shè)定時(shí)間的前一秒鐘采集試驗(yàn)要求的數(shù)據(jù)，并保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

◆測(cè)試完成自動(dòng)判斷測(cè)試是否合格，給出測(cè)試提示（紅色數(shù)據(jù)不合格，綠色數(shù)合格）。

2、制動(dòng)測(cè)試

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置使電磁離合器合上。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制控制伺服電機(jī)輸出力矩并使轉(zhuǎn)速為零。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置給測(cè)試電機(jī)加試驗(yàn)要求電壓。

◆狀態(tài)穩(wěn)定后在到達(dá)設(shè)定時(shí)間的前一秒鐘采集試驗(yàn)要求的數(shù)據(jù)，并保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

◆測(cè)試完成自動(dòng)判斷測(cè)試是否合格，給出測(cè)試提示。

3、負(fù)載測(cè)試

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置使電磁離合器合上。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置給測(cè)試電機(jī)加試驗(yàn)要求電壓。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制控制伺服電機(jī)，使輸出達(dá)到試驗(yàn)要求的力矩、電流或速度。

◆狀態(tài)穩(wěn)定后采集試驗(yàn)要求的數(shù)據(jù)，并保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

◆測(cè)試完成自動(dòng)判斷測(cè)試是否合格，給出測(cè)試提示。

4、變負(fù)載特性測(cè)試

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置使電磁離合器合上。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置給測(cè)試電機(jī)加試驗(yàn)要求電壓。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制控制伺服電機(jī)，使輸出達(dá)到試驗(yàn)要求的起始力矩、電流或速度。

◆按照試驗(yàn)要求逐步增加或減少試驗(yàn)負(fù)載直到試驗(yàn)要求的力矩、電流或速度的結(jié)束值。試驗(yàn)過(guò)程中每100ms采集數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)作電壓、力矩、電流和速度曲線圖。

5、起動(dòng)特性測(cè)試

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置加試驗(yàn)初始電壓。

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制控制伺服電機(jī)施加起動(dòng)力矩。（此力矩將抵消掉電機(jī)夾具產(chǎn)生的堵轉(zhuǎn)力矩）

◆工控機(jī)通過(guò)RS485控制電源輔助控制裝置使電磁離合器合上。

◆按照試驗(yàn)要求逐步減少電機(jī)電壓直到試驗(yàn)要求的值，同時(shí)增加試驗(yàn)負(fù)載直到試驗(yàn)要求的力◆矩試驗(yàn)過(guò)程中每100ms采集數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)作電壓、力矩、電流和速度曲線圖。

6、環(huán)境條件

◆供電電壓： 380V±5%，50Hz， 8KW。

◆環(huán)境溫度：10～40℃。

◆相對(duì)濕度：≤85%R.H

◆周?chē)鸁o(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)；無(wú)陽(yáng)光直射或其他熱源直接輻射。周?chē)鸁o(wú)強(qiáng)烈氣流，當(dāng)周?chē)諝庑鑿?qiáng)烈流動(dòng)時(shí)，氣流不應(yīng)直接接觸到箱體。

軟件操作：

起動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)軟件采用C#開(kāi)發(fā)。運(yùn)行于Windows XP sp2操作系統(tǒng)（.net2.0）。它能夠按照用戶的需求設(shè)定，進(jìn)行起動(dòng)電機(jī)空載、負(fù)載、制動(dòng)的在線測(cè)試，以及變負(fù)載性能測(cè)試。軟件界面友好，操作靈活，方便。

1、測(cè)試試驗(yàn)