一種步進電動機矩頻特性的測試方法
【專利摘要】本發明涉及步進電動機【技術領域】，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通過驅動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調節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速和轉矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉換發送給PLC進行數據處理，并將該數據發送給工控機；所述工程機收到該數據顯示到組態軟件，并將工控機中的數據發送給打印機進行打印。該方案能自動實現矩頻特性測試過程、提升測試精度；用PLC作為控制系統的核心，響應速度快，控制性能，系統外設十分簡單；采用工控機作為系統的數據處理和顯示，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
【技術領域】
[0001]本發明涉及步進電動機【技術領域】，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】
[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、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，如數字轉矩轉速儀等，并結合單片機或DSP技術，功能比較完備。并通過廣泛調研表明這種放大對試驗過程中的讀數同步、數據處理等問題，仍然不能自動實現矩頻特性測試的要求。
[0003]隨著微型計算機技術、自動控制技術以及各種測量儀表技術的提高，針對以往測試的問題，常采用發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，缺乏穩定性，對系統加載缺乏精度，測試的數據往往誤差。我們需要一種基于PLC的步進電動機自動測試系統，該方案能自動實現矩頻特性測試過程、提升測試精度。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是克服上述問題的不足，滿足自動實現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]本發明解決上述技術問題的技術方案如下: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通過驅動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調節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速和轉矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉換發送給PLC進行數據處理，并將該數據發送給工控機；
[0008]所述工程機收到該數據顯示到組態軟件，并將工控機中的數據發送給打印機進行打印。
[0009]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0010]進一步，PLC通過驅動器對步進電動機控制,具體內容為:
[0011]所述PLC通過改變驅動器的脈沖信號和方向信號實現對步進電動機的轉速、轉向和位置的控制。
[0012]進一步，利用扭矩傳感器對步進電動機的轉速和轉矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉換發送給PLC進行數據處理，具體內容為:
[0013]所述傳感器是在被測彈性軸上用應變膠貼上測扭專用應變片，并組成橋式電路，當彈性軸上存在扭應變時，應變電橋便能采集到彈性軸上的扭轉電信號，然后經過扭矩傳感器自身的放大電路放大采集到的應變電信號，再經過壓/頻轉換可以將放大后的應變電信號轉變成對應的頻率信號，PLC對所述頻率信號通過編程轉換計算后得到實際測量值發送給工控機。
[0014]進一步，所述編程轉換計算方法為:N為轉速IOtAiiruf為實際測得的轉速頻率值kHz、Z為傳感器齒數、本次測試中Z為60:
[0015]N = 60f/Z
[0016]Tp為正向轉矩、Tr為反向轉矩、Tm為滿量程轉矩、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為轉矩輸出基頻值，f為輸出頻率的實測轉矩值、本測試中 fp 為 15kHz，f0 為 10kHz、fr 為 5kHz:
【權利要求】
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通過驅動器對步進電動機控制，PLC通過程控電流源調節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速和轉矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉換發送給PLC進行數據處理，并將該數據發送給工控機； 所述工程機收到該數據顯示到組態軟件，并將工控機中的數據發送給打印機進行打印。
2.根據權利要求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通過驅動器對步進電動機控制，具體內容為: 所述PLC通過改變驅動器的脈沖信號和方向信號實現對步進電動機的轉速、轉向和位置的控制。
3.根據權利要求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速和轉矩的自動采集，將采集的信號進行壓/頻轉換發送給PLC進行數據處理，具體內容為: 所述傳感器是在被測彈性軸上用應變膠貼上測扭專用應變片，并組成橋式電路，當彈性軸上存在扭應變時，應變電橋便能采集到彈性軸上的扭轉電信號，然后經過扭矩傳感器自身的放大電路放大采集到的應變電信號，再經過壓/頻轉換可以將放大后的應變電信號轉變成對應的頻率信號，PLC對所述 頻率信號通過編程轉換計算后得到實際測量值發送給工控機。
4.根據權利要求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，所述編程轉換計算方法為:N為轉速IOVmiruf為實際測得的轉速頻率值kHz、Z為傳感器齒數、本次測試中Z為60:
N = 60f/Z Tp為正向轉矩、I；為反向轉矩、Tm為滿量程轉矩、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為轉矩輸出基頻值，f為輸出頻率的實測轉矩值、本測試中fp 為 15kHz, f0 為 IOkHz、fr 為 5kHz:
5.根據權利要求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，所述工控機中的數據包含測試的結果和曲線圖。
6.根據權利要求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.根據權利要求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，對應的所述程控電流源型號為 CS-OX。
8.根據權利要求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.根據權利要求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 優先權日:2013年10月31日
【發明者】周泰武, 李文禮, 彭應光, 萬文華 申請人:桂林機床電器有限公司