汽车交流发电机性能微机控制测试系统设计

核心提示：　　汽车交流发电机性能微机控制测试系统设计谭青1胡志明。中南业人学机电1作研究所。湖1.长沙41083设计要求总体结构及其机械与电控硬件系统功能软件模块的设计方法。讨论该，试系统的调试和特点。该测试系

　　汽车交流发电机性能微机控制测试系统设计谭青1胡志明。中南业人学机电1作研究所。湖1.长沙41083设计要求总体结构及其机械与电控硬件系统功能软件模块的设计方法。讨论该，试系统的调试和特点。该测试系统投入试运行后经有关厂家质检部门对其性能，试的结果明，其各项技术性能指标可与进口设备媲美，解决了汽车发电机性能传统测试方法所存在的精度低效率低数据不目前1内绝大多数汽车发电机生产厂家对汽车发电机的性能测试都是沿用传统的测试方法，其测试精度低误差大效率低数据不能存贮。给产品质试追溯带来很大的+便而国外发达国家的汽车发电机生产厂家己经把微机引入到这领城胃近儿卟来国内几家大型汽车电器企业也陆续引进了此类设备，但价格昂贵，因此，在我国研制性能稳定测试精度高的汽车发屯机性能微机测试系统。

　　是件报意义而又边切的工作。木文介绍简称系统的设计实例。

　　化新系统不再要手工调整负载，不再采用目视协调的操作方法，检测项目的切换不再依靠人工；其次，测试精度要达外先进水平。速度上也处大大缩短测试周期。以满足生产率的要求最新系统要适用于多种+同型号的发屯机设计新系统的主要技术指标及功能，括余种不同型号的整体式汽车交流发电机；系统应具备参数设置性能测试采样系数校对记录查询和操作帮助等功能；起始充屯转，零电流转速，必测，负载特性必测，最多可设档，调节器调节电压特性必测；设备的最终检测精度等级为以。电压0.5级；1.电流5级；转速1.，级测试要求连续完成，其间负载的调整和测试项1的切换要纟动化，保证测试快速性；测试结果要在屏幕上显，并有灯光指，测试结果要存盘，并能方便事后查询和打印，2系统设计2.1系统的总体结衫厂根据1述要求，并参考文献1.我们设计了1的系统结构硬件主要分为六大部分输入输出接口数据采集卡及相关接口端子板；测量单元传感器及其信转换，执行单元变频器继电器电子负载；记录显单元显器硬盘。打印机。

　　2.2系统机械设计本系统要求自动化程度装卸方便。所以对发电机的固定夹紧均采用气动，且发电机的夹紧及电极接线次自动完成。为测试的准确，保证触头良好的接触，电极材料采用紫铜，发电机的定位采用发电机安装孔及凸定位成盘及压头叮活动拆卸义适应不同种的竖求。发电机轴通过1性朕轴节与驱动轴连接，避免偏心力对电机轴承的损害。

　　驱动轴的动力通过同步带与恒转矩矢量变频器控制的异步电机相连，保证电机转速稳定，便于控制。驱动轴与驱动电机，通过隔音装置安放在床体内，以降低机械噪音对环境的影响，驱动轴的转速很5，设计上也采取降噪措施。

　　2.3系统电拧硬件设汁2.3.1系统主测试回路根据国内汽尔电器标准规定的测试要求。所设计的测试生回路硬件主要有阁略个由发电机和整流电路以及调节器所组成的整体，输出直流电；2电流传感器1尤1和，2，分别用来检测充电电流和负载电流；电压传感器8，检1被控对象汽车交流发电机；发电机的转速由个转速传感器检测以到的频率位号经频率屯压变换器后进入计算机受计算机控制的电子负载能使负载电流的变化满足性能测试要求。2.3.2系统控制原理3由1可知，系统的控制核心是台586的工控机，它的作用是提供人机交互界面。控制整个测试过程的进行。完成系统有关个外部系统的联系，则由，818数据采集卡承扔，电流电压和转违等采样信号经8181的，1转换为数字量输入计算机；控制台的操作按钮通过88，的开关量输入口，1输入计算机；计算机输出的控制信号通过818的开关量输出口00到达指灯蜂鸣器继电器等汁兑机叫环控制的控制量输出经过818，的0，口传达给电子负载。

　　发电机由台相异步电机带动，该电机由台变频器拧制，变频器可以通过计兑机的1.和0，口拧制转速及加减速过程2.4系统功能软件梭块设14木系统应用软件由5个功能块纟成。各个台的功能块既相互独立，相互联系，成为个整体，其总的结构框阁2.下他对各个功能模块作简单介绍。

　　系统应用软件模块结构框2.4.1参数设置模块发电机型号不1.其参数和测试条件也不同，所以当型号改变时，就必须相应地改变测试参数和条件。本系统的参数设置模块中保存了20种发电机型号参数，而每种型号的参数，以进行设迓，退出参数设置模块，最后次改变或设置的型号就成为当前的测试型号。该模块还具有对测试日期和产品起始编号等项的设置功能。

　　2.4.2参数校对模块在系统设计中，采用了很多抗干扰措施，关于这些措施，下文将较详细地进行介绍。

　　参数校对模块的作用主要是克服人0采样过程中的系统误差某些直流性质的干扰以及传感器自身的非线性特性，并且使检测值谆实地反映实际值。参数校付，系统进次采样，分别获检测值和实私位，利爪线性回归的方法使检测值拟合实际值，获得校对系数。为使校对有意义，实际值由高精度的检测仪器获取，2.4.3测试模块测试模块的作用是对发电机测试过程进行计算机控制，其测试的发电机型号参数测试条件以及测试项目和顺序均取自最后次的参数设置。按下启动键后，计算机就按设迓好的参数条件以及项目顺序自动进行系统测试过程，自动完全测试。结果显。记录保存和编号的累加。

　　2.4.4记录查询和系统帮助模块记录查询模块提供了按型号按月份按当前日期按抽查序号等方式进行记录查询印机进行打印。

　　系统帮助模块提供系统功能详细说明和操作方法的在线帮助，有助于操作人员的正确操作和新手的学习培训。

　　3系统调试把理论设计的系统方案付诸厂现实时，总足会出现很多问。本系统的调试顺序是按从局部到整个系统；从硬件到软件；从机械行的，其中检测系统信号采样通道的调试和干扰的抑制电子负载调试电流闭环控制是整个调试的关键。

　　系统由于有变频器，以及发电机工作电流人，所以存在蓍很大的屯磁扰，极人地奶响了采样信号的精度。因此采样通道的调试不但包括零点和量程的标定等常规工作，更重要的是必须排除系统的千扰。为了抑制变频器运疔时的谐波噪音窜入屯而进入系统，变频器和电网之间加入了相进线滤波器，另外，信号线采用屏蔽线，尽量减少走线长度，减少结点，特别是要避免产生信号线走线途径中包围大电流导线的情况。

　　电子负载的调试可以在，让818卡的测试软件中进行。屯产负栽必须保证性能稳定，线性度好，从而给软件控制带来较大的方便，电子负载的设计要考虑过流过压保护，以适应不同发屯机的测试竖求。

　　电流闭环，制采用，分段控制，0制精确测试快速。

　　4系统特点4木系统的设汁方案和软件编制力求体现以下几个特心使得本系统具较好的自动性连续性智能性精确性快速性和可靠性。

　　自动性连续性智能性本系统由台586工控机对汽车交流发电机的整个性能测试过程进行控制，可以对+型4的发电机进1参数设置。进入测试状态时动更改产品编每测试完后产品编号自动加测试项目数可任意设置，测试顺斤可任意安排。

　　精确性本系统在设计和调试中综合考虑了影响检测精度的主要因素如传感器检测精度变频器电磁信号干扰发电机整流后电压电流以达到预定要求电压0.5级，电流5级，快速性在负载性能测试时，首先给初值，使实际电流值给定值十分接近从而缩短了调节，间屯流的闭环调节采用分段乃0控制算法误差大时采用，控制以减小超调量；误差较小时采用，正控制保持控制速度并消除稳态误差；电脑进入给定值误差限内时保持上次的拧制景，避免产生极限环或调节，间过长这样做的好处是稳定性和，复测试结果的敛性。

　　高安全性3启动键必须在夹具夹紧后才起作用；转速小于3山14时松开键才有效，激磁屯压与发屯机别号不对应，无法进入测试状态，系统能保证不因测试而损坏被测产品。

　　5结论系统已在长沙日立汽乍电器厂等数家大型汽乍电器厂投试运行，其质检部门对其性能进行了测试结果明，本系统运行可靠，操作方便灵活，则试精度稳定性均达到并超过了设汁要求，测试周期可控制在2，5以内，同台发电机重复测试的结果致性很好本系统的投运，解决7传统测试方法误差大结果可靠性差数据记录费时繁琐等问，使得测试精度大大提高，从而保证了产品质量；由于软件编程灵活，和整个测试过实现了0动化，从而降低1劳动强度，提高了作效率。各项技术性能指标能与进门设备媲美参考文献汽车技术研究中心标准化所出版。2.5161.

　　2李志忠，王家桢。数据采集和监控中的微机应用肘。北京清华大学出版社，1998.3齐智平。机电化系统的软件技术。北京中今刘恩怆计算机技制系统系统分析与设汁师邛，武汉华中理工大学出版社。1993.680.