汽车起电机测试系统

汽车起电机测试系统

系统概述：

《起动机测试系统试验台》是依照《起动机出厂试验台技术条件》研制的起动机性能在线测试系统，主要包含了起动机的空载、制动、负载、变负载（作曲线）等特性的测试。在线测试完成后有合格与不合格的灯光显示，不合格伴有声光报警。

系统软件运行环境为Windows XP中文平台。工控机软件操作设置界面友好，数据图形显示丰富，运行稳定可靠。具有一般计算机操作经验的试验人员，能很快了解系统，掌握并正确使用。

系统结构：

《起动机测试系统试验台》由电控机柜与测试台架组成。在工控机测试界面设置试验参数，安装测试电机，启动测试，由计算机程序综合控制20V/300A电源（由电源系统辅助控制装置调节电源）、交流伺服电机、电磁离合器、力矩传感器等控制过程。自动完成数据采集、试验记录、动作控制等检测试验。并在计算机上记录试验数据、作出测试曲线、判定测试合格结果。

1、控制机柜

◆控制机柜由工控机（P4-2.4GHz、512MB-RAM、80GB-HDD）、1KW伺服控制器、20V/300A直流稳压稳流电源、电源辅助控制装置、FV转换器、控制接口卡等组成。

◆测试工艺在工控机上设置，工控机通过RS485网络控制柜内的伺服控制器，驱动伺服电机产生输出力矩；控制直流电源装置对起动电机施加电压；通过力矩传感器检测扭矩；通过AD卡采集电流、电压、速度、力矩信号。并将其测试数据制表、绘图、保存、输出，提供测试分析数据。

◆PC机通过RS485控制电源辅助控制装置，辅助装置完成对电源的恒流、恒压控制以及对电磁离合器的控制。辅助装置采用自动调节算法确保恒流、恒压输出稳定，误差小。

2、测试机架

◆起动机测试台系统的测试机架铸铁表面采用镀镍处理，上装有1KW交流伺服电机1台、电磁离合器（20Nm）1台、JSC型动态扭矩传感器（速度传感器）1台。测试平台安装有电机夹具以及多种传动比的减速齿轮机构。

◆电机安装在夹具平台的夹具上，夹具平台和夹具配合可实现三维调节（上下、左右、前后），方便电机轴驱动达到状态。快换夹具（十五分钟）可实现不同型号电机的测试（已实现七种电机）。电机安装好后调整快速夹钳将其夹紧，并插上电机电源插头。

◆测试平台上装有交流伺服电机、电磁离合器、动态扭矩传感器（速度传感器）等。交流伺服电机输出10Nm力矩，用于调节电机负载。空载时松开电磁离合器，使负载脱离。力矩速度传感器传送力矩速度信号。

测试原理：

起动机测试台系统是以工控机为中心控制伺服电机，施加电压于测试电机，以及由电磁离合器连接、断开负载，力矩传感器检测扭矩速度等功能，协调完成起动机的各项在线、性能参数的测试。系统控制框图如下（图中粗箭头为机械传动）：

图二、汽车起动机测试系统控制原理框图         

1、空载测试

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置使电磁离合器松开。

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置给测试电机加试验要求电压使电机转动。

◆电机转动稳定，在到达设定时间的前一秒钟采集试验要求的数据，并保存试验数据。

◆测试完成自动判断测试是否合格，给出测试提示（红色数据不合格，绿色数合格）。

2、制动测试

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置使电磁离合器合上。

◆工控机通过RS485控制控制伺服电机输出力矩并使转速为零。

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置给测试电机加试验要求电压。

◆状态稳定后在到达设定时间的前一秒钟采集试验要求的数据，并保存试验数据。

◆测试完成自动判断测试是否合格，给出测试提示。

3、负载测试

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置使电磁离合器合上。

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置给测试电机加试验要求电压。

◆工控机通过RS485控制控制伺服电机，使输出达到试验要求的力矩、电流或速度。

◆状态稳定后采集试验要求的数据，并保存试验数据。

◆测试完成自动判断测试是否合格，给出测试提示。

4、变负载特性测试

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置使电磁离合器合上。

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置给测试电机加试验要求电压。

◆工控机通过RS485控制控制伺服电机，使输出达到试验要求的起始力矩、电流或速度。

◆按照试验要求逐步增加或减少试验负载直到试验要求的力矩、电流或速度的结束值。试验过程中每100ms采集数据，并实时作电压、力矩、电流和速度曲线图。

5、起动特性测试

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置加试验初始电压。

◆工控机通过RS485控制控制伺服电机施加起动力矩。（此力矩将抵消掉电机夹具产生的堵转力矩）

◆工控机通过RS485控制电源辅助控制装置使电磁离合器合上。

◆按照试验要求逐步减少电机电压直到试验要求的值，同时增加试验负载直到试验要求的力◆矩试验过程中每100ms采集数据，并实时作电压、力矩、电流和速度曲线图。

6、环境条件

◆供电电压： 380V±5%，50Hz， 8KW。

◆环境温度：10～40℃。

◆相对湿度：≤85%R.H

◆周围无强烈震动；无阳光直射或其他热源直接辐射。周围无强烈气流，当周围空气需强烈流动时，气流不应直接接触到箱体。

软件操作：

起动机测试系统软件采用C#开发。运行于Windows XP sp2操作系统（.net2.0）。它能够按照用户的需求设定，进行起动电机空载、负载、制动的在线测试，以及变负载性能测试。软件界面友好，操作灵活，方便。

1、测试试验

图三、起动机测试系统参数设置

图四、起动机出厂测试

2、性能测试

图五、起动机性能测试

3、起动特性测试

图六、汽车起动机起动特性测试

5、数据处理

 图七、起动机起动数据处理

6、手动调试

图八、起动机手动调试