基于虛擬儀器技術的變頻器測試系統的研制陳小平1李云飛2顏支鈞1姜曉峰2蘇州大學電子信息學院蘇州2150212蘇州大學計算機科學與技術學院蘇州215006器測試系統的設計方案，探討了實際研制過程中的幾個主要技術難點和解決方法。

　　1引言變頻調速作為種肯定的系統已廣泛應用于各類調速傳動裝置，變頻器調速裝置取代直流調速裝置已成為必然趨勢，在些生產機械上使用變頻調速，已成這些機械更新換代的種標志。變頻調速具有調速范圍寬精度高效率高和功率因數高可靠性好操作方便及便于同其它設備接口等優點。般而言，工業用風機泵和壓縮機等通用機械上使用變頻器調速裝置。將可以節電30左右，因此變頻器有著巨大的市場潛力。世界上多家著名電氣公司都開發出性能優良的變頻器，施耐德8，1電氣在蘇州工業園區落戶，成立了施耐德變頻器蘇州有限公司，專門生產丁858系列變頻器。筆濟和施耐德。變頻器蘇州有限公司合作，根據變頻器的整機測試要求，研制出叢尸虛擬儀器；1.1也1少技術的變步頁器測試系統。

　　目前，虛擬儀器技術是測試與控制領域中比較流行突破，是計算機系統與儀器系統技術相結合的產物。利兌機系統的強大功能和突出的性能價格比。結合相應的硬件，大大突破傳統儀器在數據處理顯傳送存儲等方面的限制。美國國家儀器公司如，31是目前虛擬儀器常用的開發軟件。虛擬儀器的特點是經濟靈活，維護擴展升級方便。考慮到變頻器整機測試涉及到控制儀通訊和測試數據處理，結合虛擬儀器的特點，采用虛擬儀器技術研制變頻器測試系統是非常合適的。我們在變頻器測試系統中使用言為基礎的虛擬儀器軟件。

　　2變頻器測試要求簡介主要應用領域包括通風機空調設備泵類壓縮機運輸帶裝箱和包裝機械等。該變頻器保護功能完備，電源輸入具有欠壓保護。輸出具有接地保護短路保護過流保護過熱保護等。需測試的人128變頻器計17個規格，交流額定輸入屯壓打單20相200，相400，也可以分別工作在單相220，相22挪，相380我國的電網電的義流電，變頻器輸15讓共10檔。

　　3系統設計方案測試系統使用了人量的交流接觸器和繼電器等開關器件。所以測試系統采用朽+，模式。以確保控制可靠。整個系統由以下幾部分組成被測變頻器電源電機組檢測儀工控，機，以下作簡要介紹。

　　論出咆簧齪工控，機即虛擬儀器，操作系統為斯1；1與變頻器的串行通訊奶485總線，添，出協議，對變頻器進行參數設置控制其啟停。

　　議。接受機的命令。找制接觸器的閉開。提供給變頻器需要的工作電壓或測試電。將變頻器輸出接至與其功率相應的電機。

　　與各類儀的通訊。測試時實時獲得變頻器的輸入電壓電流功率，變頻器的輸出電壓電流功率及計數模塊測量的電機轉速。由各為儀反饋的這巧實時數據。計算判斷被測變頻器合格與否。

　　數據處理，測試完成后將測試結果保存至變頻器測試數據庫，并根據需要打印測試報告。

　　檢測儀實時檢測變頻器輸人和輸出的電壓電流功率及電機速度等。

　　報據變頻器的整機試要求，研制的測試系統化具備如下功能，自動測試，自動完成所有或部分測試項目。測試項目可選。

　　變頻器輸入電壓電流功率檢測。采用功率分析儀8903青島青智生產，因變頻器輸入電壓為50出正弦波，8903可滿足要求，檢測數據通過尺3485串行通訊傳至工控，機。

　　變頻器輸出電壓電流功率檢測，采用功率分析儀從了130本橫河生產1.因。變頻器輸出電壓為1方波。戰波頻率12件2.890開不能滿足要求。檢測數，也過232肖聽通訊傳至工抒，機。

　　速度檢測，速度信號通過光電轉換成脈沖信號由計數模塊傳送至，0機。

　　電源整個測試系統的供電。人功率15飲變頻器滿載工作系統消耗功率30.21.1認。解釋第4節。電源有以下幾部分根據變頻器的測試系統需完成的功能。姑似擬儀器技術的哭頻器渦忒系紋的設汁方案1.nP5kw.drff，riY.ti 380，輸出400±給相400變頻器和相400電機供也250+1交流變壓器。輸入400.輸出200，給單相200相200變頻器和相200，電機供電。

　　3相測試電源變壓器。提供多組電壓輸出。有180V，230V，370V，460Y，于變頻器整流電壓測量電路的偏置和增益調整。

　　4單相電源變壓器。輸出220.給，1機和各類儀供電，為防止干擾采用隔離變壓器。

　　檔功率的變頻器。每對電機為40，供電，▲為200，供屯，捫互之間采機械連軸器和接。

　　4技術難點及解決方法在按照設計方案進1變頻器測試系統研制時。遇到了些技術難。經過努力。這些難被解決。

　　現將主要技術難點及解決方法介紹如下。

　　在測試過程中需檢測變頻器在額定負載下的工作特性，所謂額定加載，即要求變頻器的輸出電流穩定在額定電流。誤少；±5.如3柄154變頻器的額定電流為33.如何模擬出如此人且須穩定的負載常用的加載方法為磁粉制動加戰。它的要缺點是加載需有散熱裝置，且要經常更換磁粉，成本較高。經摸索采用的方法是雙電機加載。具體如下兩電機軸采用機械連接。當測試輸出電壓為400的變頻器時。400電機接變頻器輸出巾3接通，先控制變頻器運行，輸出頻率為50出，再給200電機接通電源。50罪變壓器輸出1中12，4接通，由200電機的電源頻率為工頻50出，等于400電機的頻率。兩臺電機轉速相同。此時變頻器的輸出電流較小。之后，逐漸提高變頻器的輸出頻率，400電機的速度加快。兩臺電機轉速不等。扭矩加大，200電機即成為400電機的負載。隨著變頻器輸出頻率的逐漸加大，其輸出屯流不斷加大，當輸山電流達到額記電流誤差小于±5時，停止加大變頻器輸出頻率，實現了額定加載。反之檢測20，變頻器時，200，電機接變頻器輸出，400電機接電源1中，2接通。這樣滿了200，和400兩種變頻器的加載要求。這種加載方法效果很好。充分利用了10對電機，每對電機中必有臺為。電機。1；臺為負載電機。1岜消耗151.所以，個系統從大消耗勸率為過流檢測變頻器有多項保護功能的測試。其中過流檢測是要求當變頻器輸出電流達到其額定電流的150時應有保護動作。如何產生150額定電流，將變頻器輸出接至同檔功率的電機不能達到此電流。解決方法將變頻器輸出接至功率高檔的電機，如1.5的變頻器接至2.2以的電機。控制。變頻器快速1動加速，間0.1頻韋80幻，使變頓器愉出的間屯流超過150額定電流，實現了過流檢測。1洗賈的變頻器怎么辦，因電機比較大勸韋為嘆1法是把15仞1認1的電機并在起接至變頻器的輸出。

　　串行通訊的干擾問測試系統中與儀衣1及變頻器均采用叩行通訊。，與儀和，的串行通訊可靠，但，與變頻器的通訊干擾問卻非常嚴重，原因是變頻器為大功率開關器件，其開關信號干擾了串行通訊，通過波器觀察串行通訊線上的波形，無通訊且變頻器不運行時已有干擾的方波信號，運行時干擾更嚴重。變頻器串行通訊米用的是基于只3485的賊，辦似協議，理論上講3485串行通訊線上可接255個采用同樣協議的設備。但若將變頻器和，10儀接到同尺8485線上，則，儀通訊均受干擾，不能正常工作。解決方法1.變頻器獨個串。口。使儀通訊免受其干擾2485線兩根線之間并1電容，對干擾方波信號有定的濾波作用；3軟件處理。

　　1辦議，用圮，只，1675碼校駘，作為從機的變頻器接受到有誤碼的數據時將不作山應答呈序若發出命令若無響應將等待定的延時再重發，若接受到響應數據，也進行，尺，16誤碼校驗，若有誤碼則重發命令，無誤碼則通訊成功。若重復發命令定次數不能成功通訊則報錯。

　　多串口問測試系統，機技頻器儀及1采用串行通訊，計需4個串口，而，機只有兩個串口，須進行串口擴展，目前市場上有很多串口擴展卡可供選用，這些板卡使用雖然方便。但價格不菲。解決方案是用。的個串02妒，為4路；3232串口。3原理2，因，0機尺8232電平是±12，電平，須經電平轉換變成7電然后訕過兩14選1的分，將串行發送接受信號分成4路，譯碼占用，機的兩個外設地址，比較后經電平轉換將電平變為63232測試變電設物改主電帆柄耗4味，負以電機出電叭實說串口的展，斯地址進行譯碼選很對⑶，進讀寫就可與不同的儀或設備完成通訊功能。虛擬儀器軟件州如01完全支持低層的端口讀寫操作，串口通訊也有非常方便的函數可調用。

　　速度的測量測試系統共有10對電機，有些測試項目要檢測電機的轉違。采帶通訊接功能的編碼器是種解決方案，但10個這樣的編碼器在成本上無法承受。解決方法是將速度信號變成脈沖信號再通過計數模塊傳至，機。具體如下，首先在電機軸上安裝個圓盤，在其外打均勻分布的小孔。通過光電器件得到脈沖倍號。考慮到轉速測量時只有對電機在轉，所以來自光電器件的脈沖信號經整形用，門集電極開路輸出，電路設計中保證不轉的電機的光電器件不論通斷，其00門輸出為高電平，這樣，10路00門就可并接在起。如此只需要個計數模塊就實現了10對電機的速度測量。

　　5結束語，操作系統下的虛擬儀器給用戶操作帶來了很大的方便。本測試系統采用的模式為，+，保證了系統工作的可靠性，機與儀變頻器和，1均采用串行通訊。硬件連線簡單，也方便了編程。當然，在實際研制中遇到了4節所述的些問是。本測試系統所采用的電機儀和器件除功率分祈儀30為日本橫河公司生產外均為國產，明國產兒器件的質量已令人放心=采用產器件既長了閨人的志氣，又降低了系統研制的成本。測試系統研制結束后，通過日本出專家組的驗收因法國5，6與日本丁08，有合作關系，目，該測試系統已投入使。

　　1陳小平，劉文波，于盛林，石玉。基于虛擬儀器技術的飛機1行參數記錄器檢測系統的研制。儀器儀學報，200224372375.

　　2顧玉輝，李柯，朱明武。種虛擬信號分析儀器的設計。電子測量與儀器學報，1999，131555.

　　15韓曾晉。自適應控制系統。北京機械工業出版社，1983.83，86.