繞組溫升測試方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種繞組溫升測試裝置，包括：控制單元、感溫單元、第一開關、第二開關及接口單元；其中，接口單元具有電源接口、負載接口、采樣接口，電源接口與負載電源連接，負載接口與待測負載連接，采樣接口與控制單元連接；第一開關連接在采樣接口與控制單元之間，且第一開關還具有一受控端，第一開關的受控端與控制單元連接；第二開關連接在所述電源接口與負載電源之間，且第二開關還具有一受控端，第二開關的受控端與控制單元連接；感溫單元與控制單元連接，用于測量環境溫度。本發明還公開了一種繞組溫升測試的方法。本發明實施例的繞組溫升測試裝置成本低，操作便利。
【專利說明】繞組溫升測試方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試領域，尤其涉及繞組溫升測試方法及裝置。
【背景技術】
[0002]對電機、變壓器等具有線圈繞組的電器來說，其額定容量通常是由繞組絕緣所能承受的最高允許溫度決定的，因此需要對電器的繞組進行溫升測試，以獲得其能承受的最高允許溫度。
[0003]繞組溫升測試一般是通過測試繞組的冷熱態的電阻值、溫度值，然后代入預設的公式中計算得出溫升值。現有的測試繞組熱態阻值一般有兩種方法，一是用帶電繞組溫升測試儀，二是用萬用表。但是第一種方法操作復雜，如圖1所示，需要破壞繞組引線，將帶電繞組溫升測試儀串入電源和繞組之間，尤其是測試兩個繞組的電機。另外，當測試對象為電容運轉異步電機時，副繞組等于是并入測試回路后再與電機運轉電容串聯，這樣分給副繞組的電壓變低了，與實際運轉時的電壓存在差異，溫升測試結果會受影響，同時購買設備的成本較高。第二種方法測試誤差較大，測試時需要斷電、停止負載、斷開對測試阻值有影響的回路，然后才能測量阻值，上述動作的快慢對測試結果都很有影響。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在于解決現有技術繞組溫升測試方法操作復雜、測試不準確的技術問題。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了一種繞組溫升測試裝置，包括:控制單元、感溫單元、第一開關、第二開關及接口單元；其中，
[0006]所述接口單元具有電源接口、負載接口、采樣接口，所述電源接口與負載電源連接，負載接口與待測負載連接，采樣接口與所述控制單元連接；
[0007]所述第一開關連接在所述采樣接口與所述控制單元之間，且所述第一開關還具有一受控端，所述第一開關的受控端與所述控制單元連接；
[0008]所述第二開關連接在所述電源接口與負載電源之間，且所述第二開關還具有一受控端，所述第二開關的受控端與所述控制單元連接；
[0009]所述感溫單元與所述控制單元連接，用于測量環境溫度。
[0010]優選地，所述控制單元包括若干AD接口及I/O接口，其中所述AD接口對應連接接口模塊的采樣接口單元和感溫單元，所述I/o 口對應連接第一開關的受控端和第二開關的受控端。
[0011]優選地，所述繞組溫升測試裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制單元連接，用于顯示所述控制單元要顯示的數據。
[0012]優選地，所述負載為電容運轉異步電機及運轉電容，其中所述接口模塊包括與所述運轉電容連接的電容接口，所述繞組溫升測試裝置還包括連接在所述運轉電容和電容接口之間的第三開關，且所述第三開關包括一受控端，所述第三開關的受控端與所述控制單元連接。
[0013]優選地，所述負載為電磁閥。
[0014]此外，為實現上述目的，本發明還提供了一種繞組溫升的測試方法，包括以下步驟:
[0015]控制單元控制第一開關閉合；
[0016]控制單元控制采集接口采集負載的冷態電阻，控制感溫單元采集第一環境溫度；
[0017]控制單元控制第一開關斷開，控制第二開關閉合，并開始計時；
[0018]第一預置時間到達時，控制單元控制第二開關斷開；
[0019]延遲一第二預置時間，控制單元控制第一開關閉合；
[0020]控制單元控制采集接口采集負載的熱態電阻，控制感溫單元采集第二環境溫度；[0021 ] 控制單元將所述冷態電阻、熱態電阻、第一環境溫度、第二環境溫度代入預設的公式中，計算獲得負載的繞組溫升。
[0022]優選地，所述控制單元計算獲得負載的繞組溫升的步驟之后還包括:
[0023]所述控制單元控制計算獲得的繞組溫升進行顯示。
[0024]優選地，所述負載為電容運轉異步電機及運轉電容，所述負載的冷態電阻包括主繞組冷態電阻和副繞組冷態電阻，所述負載的熱態電阻包括主繞組熱態電阻和副繞組熱態電阻。
[0025]優選地，所述負載為電磁閥。
[0026]優選地，所述第一預置時間為0.5?4小時，第二預置時間為I?10秒。
[0027]本發明實施例通過控制單元控制第一開關和第二開關的開啟或關閉，以采集待測負載的繞組的冷態電阻和熱態電阻，并利用感溫單元獲取環境溫度，因此可以根據冷態電阻、熱態電阻及環境溫度可以計算獲得待測負載的繞組的溫升。本發明實施例的繞組溫升測試裝置成本低，操作便利。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為現有繞組溫升測試時的結構示意圖；
[0029]圖2為本發明繞組溫升測試裝置的功能模塊示意圖；
[0030]圖3為本發明繞組溫升測試裝置應用于電容運轉異步電機的結構示意圖；
[0031]圖4為本發明繞組溫升測試裝置應用于電磁閥的結構示意圖；
[0032]圖5為本發明繞組溫升的測試方法第一實施例的流程示意圖；
[0033]圖6為本發明繞組溫升的測試方法第二實施例的流程示意圖。
[0034]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0035]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0036]本發明提供了一種繞組溫升測試裝置。如圖2所示，該繞組溫升測試裝置可包括:控制單元10、感溫單元20、第一開關30、第二開關40及接口單元50 ;其中，
[0037]所述接口單元50具有電源接口 51、負載接口 52、采樣接口 53，所述電源接口 51與負載電源80連接，負載接口 52與待測負載90連接，采樣接口 53與所述控制單元10連接；
[0038]所述第一開關30連接在所述采樣接口 53與所述控制單元10之間，且所述第一開關30還具有一受控端31，所述第一開關30的受控端31與所述控制單元10連接；
[0039]所述第二開關40連接在所述電源接口 51與負載電源80之間，且所述第二開關40還具有一受控端41，所述第二開關40的受控端41與所述控制單元10連接；
[0040]所述感溫單元20與所述控制單元10連接，用于測量環境溫度。
[0041]具體地，所述控制單元10可包括若干AD接口及若干I/O接口。其中所述AD接口對應連接接口單元50的采樣接口 53和感溫單元20，所述I/O 口對應連接第一開關30的受控端31和第二開關40的受控端41。該AD接口用于從AD接口采集的數據進行數模轉換。
[0042]本發明實施例通過控制單元10控制第一開關30和第二開關40的開啟或關閉，以采集待測負載90的繞組的冷態電阻和熱態電阻，并利用感溫單元20獲取環境溫度，因此可以根據冷態電阻、熱態電阻及環境溫度可以計算獲得待測負載的繞組的溫升。本發明實施例的繞組溫升測試裝置成本低，操作便利。
[0043]進一步地，上述繞組溫升測試裝置還包括與所述控制單元連接的顯示模塊60。該顯示模塊60用于顯示所述控制單元10要顯示的數據，例如控制單元10控制采集接口 53采集的冷態電阻及熱態電阻、感溫單元20采集的環境溫度，以及控制單元10計算獲得的溫升。
[0044]如圖3所示，上述繞組溫升測試裝置所應用的待測負載90可為電容運轉異步電機91及與電容運轉異步電機匹配的運轉電容92。由于該待測負載90的結構，則與其適配的接口單元50還將包括與所述運轉電容連接的電容接口 54，且所述繞組溫升測試裝置還包括連接在所述運轉電容92和電容接口 51之間的第三開關70，且所述第三開關70包括一受控端71，所述第三開關70的受控端71與所述控制單元10連接。
[0045]可以理解的是，由于控制單元10控制第二開關40用于控制電容運轉異步電機91的供電或斷電，而在控制第二開關40時，同時還將控制第三開關70。因此，該第三開關70的受控端71可與第二開關40的受控端41由控制單元10的同一 I/O接口來控制。
[0046]由于電容運轉異步電機內部具有主繞組和副繞組，因此接口單元50的采集接口53將包括主繞組采集接口 531及副繞組采集接口 532，以獲取主繞組及副繞組的電阻。
[0047]如圖4所示，上述繞組溫升測試裝置所應用的待測負載90還可以為電磁閥。由于該待測負載90的結構，則與其適配的接口單元50僅包括電源接口 51、采集接口 53、負載接Π 52。
[0048]對應地，基于上述繞組溫升的測試裝置，本發明還提供了一種繞組溫升的測試方法，如圖5所示，該繞組溫升的測試方法包括以下步驟:
[0049]步驟SlOl、控制單元控制第一開關閉合；
[0050]步驟S102、控制單元控制采集接口采集負載的冷態電阻R1，控制感溫單元采集第一環境溫度Tl ；
[0051]步驟S103、控制單元控制第一開關斷開，控制第二開關閉合，并開始計時；
[0052]步驟S104、第一預置時間到達時，控制單元控制第二開關斷開；
[0053]步驟S105、延遲一第二預置時間后，控制單元控制第一開關閉合；
[0054]步驟S106、控制單元控制采集接口采集負載的熱態電阻R2，控制感溫單元采集第二環境溫度T2 ；
[0055]步驟S107、控制單元將所述冷態電阻Rl、熱態電阻R2、第一環境溫度Tl、第二環境溫度T2代入預設的公式中，計算獲得負載的繞組溫升。
[0056]上述第一預置時間的設置將根據待測負載的不同而進行具體的設置。本實施例中，第一預置時間的取值范圍為0.5?4小時。例如待測負載為電容運轉異步電機及運轉電容時，第一預置時間為4小時。待測負載為電磁閥時,第一預置時間為30分鐘。
[0057]上述第二預置時間不能太短或太長。若延時時間設置太短，由于電機斷電后，因慣性仍然在轉動，而轉動所產生的反電動勢將影響測試數據；若延時時間設置太長，繞組阻值會降低很多，影響測試準確性。本實施例中，第二預置時間的取值范圍為I?10秒。
[0058]上述步驟S106中，控制單元將控制采集接口每隔M秒進行繞組電阻值的獲取，且一共獲取N次，同時獲取環境溫度T2。其中M的取值范圍為0.1?2，N的取值范圍為2?15。然后按照以下公式計算繞組的熱阻R2:
[0059]R2 = Xl+ (T/S) * (((X1-X2) + (X2-X3) + …+ (Xn-1-Xn)) / (N-1))
[0060]其中T為延時時間，S為AD采集接口采集繞組的熱態電阻的采集間隔，N為采集次數，Xn為第η次取樣的阻值(歐姆)。
[0061]上述步驟S107中，獲得負載的繞組的冷態電阻R1、熱態電阻R2、第一環境溫度Tl、第二環境溫度Τ2后，將所獲得的值代入以下公式中，計算獲得繞組溫升Λ T:
OJ _ Dt
[0062]ΔΓ=—^~{Κα + Τ\) + (Τ\-Τ2)
[0063]其中，Ka為常數，其根據待測負載的繞組材料而取不同的值，例如對銅繞組，Ka為234.5 ;對鋁繞組，Ka為228.2。
[0064]進一步地，如圖6所示，基于上述繞組溫升的測試方法，在上述步驟S107之后還包括:
[0065]步驟S108、所述控制單元控制計算獲得的繞組溫升進行顯示。
[0066]在計算獲得繞組溫升后，則可以控制繞組溫升的測試裝置中的顯示模塊進行溫升的顯示，以供測試者進行查看。
[0067]以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種繞組溫升測試裝置，其特征在于，所述繞組溫升測試裝置包括:控制單元、感溫單元、第一開關、第二開關及接口單元；其中， 所述接口單元具有電源接口、負載接口、采樣接口，所述電源接口與負載電源連接，負載接口與待測負載連接，采樣接口與所述控制單元連接； 所述第一開關連接在所述采樣接口與所述控制單元之間，且所述第一開關還具有一受控端，所述第一開關的受控端與所述控制單元連接； 所述第二開關連接在所述電源接口與負載電源之間，且所述第二開關還具有一受控端，所述第二開關的受控端與所述控制單元連接； 所述感溫單元與所述控制單元連接，用于測量環境溫度。
2.如權利要求1所述的繞組溫升測試裝置，其特征在于，所述控制單元包括若干AD接口及I/O接口，其中所述AD接口對應連接接口模塊的采樣接口單元和感溫單元，所述I/O口對應連接第一開關的受控端和第二開關的受控端。
3.如權利要求1所述的繞組溫升測試裝置，其特征在于，所述繞組溫升測試裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制單元連接，用于顯示所述控制單元要顯示的數據。
4.如權利要求1所述的繞組溫升測試裝置，其特征在于，所述負載為電容運轉異步電機及運轉電容，其中所述接口模塊包括與所述運轉電容連接的電容接口，所述繞組溫升測試裝置還包括連接在所述運轉電容和電容接口之間的第三開關，且所述第三開關包括一受控端，所述第三開關的受控端與所述控制單元連接。
5.如權利要求1所述的繞組溫升測試裝置，其特征在于，所述負載為電磁閥。
6.一種繞組溫升的測試方法，其特征在于，所述繞組溫升測試裝置為如權利要求1所述的繞組溫升測試裝置，所述繞組溫升的測試方法包括以下步驟: 控制單元控制第一開關閉合； 控制單元控制采集接口采集負載的冷態電阻，控制感溫單元采集第一環境溫度； 控制單元控制第一開關斷開，控制第二開關閉合，并開始計時； 第一預置時間到達時，控制單元控制第二開關斷開； 延遲一第二預置時間，控制單元控制第一開關閉合； 控制單元控制采集接口采集負載的熱態電阻，控制感溫單元采集第二環境溫度； 控制單元將所述冷態電阻、熱態電阻、第一環境溫度、第二環境溫度代入預設的公式中，計算獲得負載的繞組溫升。
7.如權利要求6所述的繞組溫升的測試方法，其特征在于，所述控制單元計算獲得負載的繞組溫升的步驟之后還包括: 所述控制單元控制計算獲得的繞組溫升進行顯示。
8.如權利要求6所述的繞組溫升的測試方法，其特征在于，所述負載為電容運轉異步電機及運轉電容，所述負載的冷態電阻包括主繞組冷態電阻和副繞組冷態電阻，所述負載的熱態電阻包括主繞組熱態電阻和副繞組熱態電阻。
9.如權利要求6所述的繞組溫升的測試方法，其特征在于，所述負載為電磁閥。
10.如權利要求6所述的繞組溫升的測試方法，其特征在于，所述第一預置時間為.0.5?4小時,第二預置時間為I?10秒。
【文檔編號】G01K13/00GK104198086SQ201410419407
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】鐘惠文 申請人:美的集團股份有限公司