專利名稱：微電機(jī)壽命測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于微型直流電機(jī)的循環(huán)壽命測(cè)試的裝置。
背景技術(shù)：
目前在微型直流電機(jī)的生產(chǎn)中，需要對(duì)產(chǎn)品作破壞性試驗(yàn)，其中的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)就是測(cè)試電機(jī)的循環(huán)壽命一讓電機(jī)進(jìn)行周期性的通電運(yùn)轉(zhuǎn)，即正轉(zhuǎn)n秒，停m秒，再反轉(zhuǎn)x秒，再停y秒，如此周而復(fù)始，記錄電機(jī)所能進(jìn)行循環(huán)的周期數(shù)，測(cè)量和記錄電機(jī)在循環(huán)過程中負(fù)載電流的變化，并分析損壞的原因，為持續(xù)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前的電機(jī)壽命測(cè)試儀主要有如下兩種1.采用傳統(tǒng)的繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等電器元件進(jìn)行控制，此控制器所采用的元器件較多，且接線復(fù)雜，體積龐大，出現(xiàn)故障檢修困難，而繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等電器本身都是有觸點(diǎn)器件，它們本身的壽命往往較被測(cè)電機(jī)的壽命還要短，與智能儀器無法接口，實(shí)用性極差。
2.采用單片機(jī)作為控制核心，配置數(shù)碼管或液晶顯示模塊，加上簡(jiǎn)單的鍵盤作為人機(jī)交互界面。由于微型直流電機(jī)往往都是有刷電機(jī)，該類直流電機(jī)在換向時(shí)有很大的電磁火花，對(duì)單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)有很大的干擾，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于干擾等原因引起的死機(jī)等故障，可靠性難以得到保證且人機(jī)交互性與系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，界面往往很難做到很友好。另外該類型的測(cè)試儀基本上是單通道的，一次只能測(cè)試一個(gè)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于首先提供一種能多通道同時(shí)測(cè)試、提高工作效率的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，次之提供一種可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的微電機(jī)壽命測(cè)試儀。
為此本實(shí)用新型提出了一種微電機(jī)壽命測(cè)試儀，包括電源電路、主控電路、與所述主控電路電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路和輸入輸出裝置，所述電流檢測(cè)電路輸入端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端電連接；還至少包括分別與所述主控電路電連接的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第二電流檢測(cè)電路；所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端與所述第二電流檢測(cè)電路輸入端電連接。
上述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，所述主控電路是PLC可編程邏輯控制電路，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是H橋換向電路。所述H橋換向電路包括MOS管驅(qū)動(dòng)電路和H橋功率電路，所述MOS管驅(qū)動(dòng)電路輸入端與所述主控電路電連接，其輸出端與所述H橋功率電路輸入端電連接，所述H橋功率電路輸出端與所述電流檢測(cè)電路輸入端電連接。所述輸入輸出裝置包括觸摸屏，與所述主控電路電連接。所述輸入輸出裝置包括聲光報(bào)警電路，與所述主控電路電連接。所述電流檢測(cè)電路包括霍爾電流傳感器。
上述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，所述電源電路包括電機(jī)用可調(diào)直流電源、可編程控制器用DC24V開關(guān)電源和MOS管驅(qū)動(dòng)用三組絕對(duì)不共地的電源，第一電源VCC1與所述H橋功率電路的第一MOS管Q1電連接，第二電源VCC2所述H橋功率電路的第二MOS管Q2，第三電源VCC3所述H橋功率電路的第三、四MOS管Q3、Q4。所述MOS管的接線端具有大面積覆銅結(jié)構(gòu)。
由于具有多組電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電流檢測(cè)電路，能多通道同時(shí)測(cè)試，較之現(xiàn)有技術(shù)只采用單通道測(cè)試，能夠在同一時(shí)間成倍或成多倍提高測(cè)試電機(jī)數(shù)量，大大提高了測(cè)試的工作效率。
由于本實(shí)用新型控制電路采用工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一的PLC控制，PLC在硬件軟件方面都作了很可靠的抗干擾技術(shù)，可靠性極高；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用由MOS管組成的H橋電路是無觸點(diǎn)器件，壽命極長(zhǎng)；因此本實(shí)用新型的可靠性大大提高，使用壽命延長(zhǎng)。
觸摸屏替代機(jī)械按鍵，操作舒適方便、壽命長(zhǎng)；在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)電機(jī)測(cè)試參數(shù)的設(shè)定、數(shù)據(jù)顯示、狀態(tài)監(jiān)控、故障報(bào)警及原因分析等人機(jī)交互功能，集中方便；通過TOOL端口連接使接線簡(jiǎn)化，減少了PLC的IO口，降低成本，并且不占用RS232C通訊端口，使之與上位機(jī)包括PC機(jī)以及其他智能儀器通訊成為可能；采用霍爾電流傳感器檢測(cè)電流，能夠準(zhǔn)確的采樣電機(jī)電流，通過與設(shè)定的電流參數(shù)進(jìn)行比較，能夠準(zhǔn)確的判斷電機(jī)過流和斷路故障。

圖1為本實(shí)用新型的原理圖圖2為本實(shí)用新型的部分電路方框圖圖3為本實(shí)用新型的電源部分電原理圖
圖4為本實(shí)用新型的H橋MOS管功率電路和驅(qū)動(dòng)電路及電流檢測(cè)電路圖圖5為本實(shí)用新型PLC控制器的IO接線圖圖6為本實(shí)用新型的聲光報(bào)警電路圖具體實(shí)施方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型增設(shè)多個(gè)電機(jī)測(cè)試通道，可根據(jù)主控電路的性能選擇合適的測(cè)試通道數(shù)量N，當(dāng)僅增設(shè)第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第二電流檢測(cè)電路時(shí)，本實(shí)用新型為二測(cè)試通道，其測(cè)試效率提高一倍，如圖2，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下它包括電源電路、H橋功率電路、MOS管驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、PLC可編程邏輯控制器為核心的主控電路、通過PLC的TOOL端口與可編程控制器連接的觸摸屏、聲光報(bào)警電路。
如圖3所示，電源部分包括供電機(jī)測(cè)試用的電機(jī)電源、可編程控制器的電源、H橋驅(qū)動(dòng)電路的三組不共地電源及電機(jī)保護(hù)電路用的一組電源。
如圖4所示，H橋MOS管功率電路采用IR公司的MOS管組成H橋電路，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由于測(cè)試電機(jī)的電流比較大(15A左右)，考慮到50％以上的裕量，所以MOS管采用IRFZ44S，在PCB板上通過大面積的覆銅，來改善功率管的散熱，省卻了散熱片。
MOS管驅(qū)動(dòng)電路通過特殊的供電方式，采用三組絕對(duì)不共地的電源即第一電源VCC1給第一MOS管Q1供電，第二電源VCC2給第二MOS管Q2供電，第三電源VCC3給第三MOS管Q3和第四MOS管Q4供電。由PLC給出正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過D1、D2、D3、D4光藕隔離給柵極提供驅(qū)動(dòng)電壓實(shí)現(xiàn)MOS管的開通與關(guān)斷，并通過電氣閉鎖，避免正反轉(zhuǎn)切換時(shí)MOS管全部開通而出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
電流檢測(cè)電路采用霍爾電流傳感器采樣電機(jī)電流，提供給AD轉(zhuǎn)換單元FP0-A80，通過AD變換由控制器讀取數(shù)據(jù)，并與設(shè)定電機(jī)的過流和開路保護(hù)電流參數(shù)進(jìn)行比較，發(fā)出過流與開路的聲光報(bào)警信號(hào)。
PLC控制器采用松下的FP0-C32T，價(jià)格低，體積小，它有32個(gè)IO點(diǎn)，能滿足5個(gè)通道的電機(jī)測(cè)試所需要的IO點(diǎn)數(shù)，具體的IO配置見附圖。當(dāng)PLC接收到輸入端口和觸摸屏傳來的控制命令時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，使某個(gè)通到執(zhí)行相應(yīng)的操作指令；當(dāng)PLC采集到某一個(gè)通道出現(xiàn)過流、開路故障或循環(huán)次數(shù)到達(dá)設(shè)定的數(shù)據(jù)時(shí)關(guān)閉該通道，并給出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
如圖5所示是PLC的IO接線圖，觸摸屏通過通訊電纜與PLC連接，數(shù)據(jù)參數(shù)和控制命令由觸摸屏設(shè)定和發(fā)出，通過通訊電纜傳送給可編程控制器PLC處理，PLC根據(jù)不同的數(shù)據(jù)和命令輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；測(cè)試參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)通過PLC處理后，由通訊電纜傳送給觸摸屏進(jìn)行顯示。根據(jù)電機(jī)壽命測(cè)試要求，確定測(cè)試儀的各項(xiàng)功能通過PC機(jī)開發(fā)出PLC控制程序和人機(jī)接口畫面，將程序?qū)懭隤LC，將人機(jī)接口畫面?zhèn)魉徒o觸摸屏，在觸摸屏上即可實(shí)現(xiàn)控制操作、參數(shù)顯示和設(shè)定、故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控的智能測(cè)試儀。
如圖6所示，聲光報(bào)警電路采用發(fā)光二極管與蜂鳴器串連的方法當(dāng)某一個(gè)通道的測(cè)試完畢或電機(jī)出現(xiàn)故障，此電路將發(fā)出不同的聲光報(bào)警信號(hào)，以提醒操作者。
權(quán)利要求1.一種微電機(jī)壽命測(cè)試儀，包括電源電路、主控電路、與所述主控電路電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路和輸入輸出裝置，所述電流檢測(cè)電路輸入端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端電連接； 其特征是還至少包括分別與所述主控電路電連接的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第二電流檢測(cè)電路；所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端與所述第二電流檢測(cè)電路輸入端電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述主控電路是PLC可編程邏輯控制電路，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是H橋換向電路。
3.如權(quán)利要求2所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述H橋換向電路包括MOS管驅(qū)動(dòng)電路和H橋功率電路，所述MOS管驅(qū)動(dòng)電路輸入端與所述主控電路電連接，其輸出端與所述H橋功率電路輸入端電連接，所述H橋功率電路輸出端與所述電流檢測(cè)電路輸入端電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述輸入輸出裝置包括觸摸屏，與所述主控電路電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述輸入輸出裝置包括聲光報(bào)警電路，與所述主控電路電連接。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述電流檢測(cè)電路包括霍爾電流傳感器。
7.如權(quán)利要求3所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述電源電路包括電機(jī)用可調(diào)直流電源、可編程控制器用DC24V開關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)電路用三組絕對(duì)不共地的電源，第一電源(VCC1)與所述H橋功率電路的第一MOS管(Q1)電連接，第二電源(VCC2)所述H橋功率電路的第二MOS管(Q2)，第三電源(VCC3)所述H橋功率電路的第三、四MOS管(Q3、Q4)。
8.如權(quán)利要求7所述的微電機(jī)壽命測(cè)試儀，其特征是所述MOS管的接線端具有大面積覆銅結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微電機(jī)壽命測(cè)試儀，至少增設(shè)有分別與主控電路電連接的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第二電流檢測(cè)電路；由于具有多組電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電流檢測(cè)電路，能多通道同時(shí)測(cè)試，較之現(xiàn)有技術(shù)只采用單通道測(cè)試，能夠在同一時(shí)間成倍或成多倍提高測(cè)試電機(jī)數(shù)量，大大提高了測(cè)試的工作效率；同時(shí)主控電路采用PLC可編程邏輯控制電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋換向電路，可靠性大大提高，使用壽命延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01R31/34GK2746402SQ20042009524
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者賀靜, 陳國(guó)藩 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司