當前，裝備的中修檢測存在以下問題：一是由于裝備型號較多引起的檢測設備系列數目過多；二是由于裝備結構復雜、分系統較多帶來的檢測設備類型過多。

　　很多同類型裝備，其具體分系統的性能指標可能有所不同，但分系統的具體原理、結構區別不大，從檢測的角度來看甚至沒有區別。深入分析各分系統的功能和結構，綜合考慮其檢測技術需求，研制和生產可適用于不同型號裝備對應分系統的通用型中修檢測設備，是解決檢測設備系列類型多等問題的有效途徑之一。

1 檢測設備系統結構

　　1.1 檢測對象分析

　　綜合考慮不同型號裝備相應部件的性能指標和測試規范，可將其電機分為I型電機、Ⅱ型電機、Ⅲ型電機。

　　I型電機需要測試的性能參數有：空載時轉速、電源電壓電流；負載時轉速、扭矩、電源電壓電流。負載時電源電壓24V或110V，啟動瞬間電流不超過200 A，扭矩不超過10 N，轉速不超過5 000 r／min。

　　Ⅱ型電機需要測試的性能參數有：空載電源電壓電流及輸出信號(電壓信號)；負載時電源電壓電流及輸出信號。負載時電源電壓24 V，啟動瞬間電流不超過200 A，輸出電壓110 V。

　?、笮碗姍C需要測試的性能參數有：空載時電源電壓電流及輸出(交流信號)；負載時電源電壓電流及輸出信號。負載時電源電壓24 V，啟動瞬間電流不超過200 A，輸出電壓三相36 V400 HZ。

　　1.2 檢測設備系統結構

　　檢測設備總體功能是為電機提供模擬實際裝備的運行條件(如電源、負載，等等)，并在電機運行的同時測量各種性能參數。

　　整個檢測設備分為檢測控制臺和檢測試驗臺兩部分。檢測控制臺主要由計算機、檢測軟件等組成；檢測試驗臺主要由電源、信號調理模塊、傳感器、試驗平臺(電機夾具、減速機、扭矩轉速傳感器、磁粉制動器)等設備組成。具體結構如圖1所示。

圖1 檢測設備結構示意圖

2 檢測設備通用化設計

　　經統計，不同型號裝備的各類型電機，其工作電壓相同，只是信號接口、性能參數、外形尺寸稍有不同。因此，檢測設備的通用化設計主要包含電機工作電源、機械平臺(包含夾具)、軟件等內容。

　　2.1 機械夾具通用化設計

　　機械夾具主要針洲型被測電機，夾具主要要求有：

　　1)能可靠固定在不同型號裝備I型被測電機；

　　2)牢靠固定的電機，其轉軸要與減速器、扭矩轉速傳感器、磁粉制動器的轉軸保證良好的同軸性；

　　3)操作方便。

　　為此，特設計通用型電機夾具。

2.2 電源設計

　　電源是整個綜合檢測設備的重要組成部分，是進行各型號電機性能指標檢測的基礎?？紤]到各電機工作電源的電壓、電流范圍，綜合檢測設備的電源按圖3所示三相橋式半控整流方案設計。該方案包含24 V電源和110 V電源兩部分，其中24 V電源輸出范圍為0～28 V、最大電流為200 A；110 V電源輸出范圍為0～110 V、最大電流為50 A；兩種電源均線性可調。

　　由于負載中存在電抗，以及變壓器副邊漏抗的影響，致使交流側的輸入電流也會發生畸變，成為非正弦波，從而產生諧波電流。特別是三相整流電路帶感性負載時，其輸人電流中諧波分量普遍較大，功率因數較低，一般都低于0.8。為降低諧波和提高功率因素，可根據實際裝設諧波補償裝置、采用新型變流器，或在負載處并聯電容器等方式來提高整流電路的性能和效率。但考慮到該類檢測設備短時間的使用狀況，0.8左右的功率因數對電網的影響不會很大；而且由于電源均為0至24V、0至110 V線性可調，對被測電機而言，自然成為了降壓啟動，省卻了固定電源所需的啟動措施設計。

　　2.3 接口通用化設計

　　接口通用化設計主要涉及兩個問題：1)主控機A／D、數據量輸出等測試資源的通用設計；2)測試連接接口的通用化設計。

　　經統計，不同型號裝備的I、Ⅱ、Ⅲ型電機，其檢測信號共10路A／D信號，電源調節、電機勵磁、磁粉制動、繼電器控制均用16路數字輸出信號，調整24 V、110 V電源的2路D／A輸出。對于不同的被測試對象，共用同一個信號調理板，即其24 V電源電壓、電流，110 V電源電壓、電流，I型被測電機的扭矩、轉速及負載，Ⅱ型被測電機的輸出電壓、電流及負載控制，Ⅲ型被測電機輸出電壓均對應同一測試通道。

　　測試連接接口的通用化主要指檢測設備的測試接口固定，不同的被測對象，設計制作不同的測試電纜。電源的調節、負載的控制主要采用繼電器來實現。

　　主控機的16路數字輸出信號，用來完成電源調節、電機勵磁、磁粉制動、繼電器控制功能，其分時復用主要是在硬件設計基礎上通過軟件的時序控制來實現。

　　這樣的通用化設計，不僅確保了檢測設備的通用性，即對于不同的被測對象，只要配備相應的檢測電纜，即可在該試驗臺上進行試驗檢測，同時也有利于檢測設備的模塊化生產，控制臺、試驗臺、信號調理箱均可互用通用，便于檢測設備自身的調試、維修。

　　2.4 測試軟件通用化設計

　　測試軟件基于Lab Windows CVl8.5平臺，采堪用模塊化的設計思想實現，主要包括主界面回調函數、電源調整函數、數據采集函數、磁粉制動和Ⅱ型電機勵磁函數、繼電器控制函數、數據庫函數、數據上傳函數，等等。圖6為測試軟件的基本流程。

　　程序進入主測試界面后，同時激活測試控制時鐘，數據采集函數自動循環運行并及時更新界面數據。電源的調整采用人在環(由測試人員調整與控制)的控制思想，測試人員根據被測對象需要，調整相應電源，同時觀察界面相應數據，根據界面顯示數據再進行相應調整，直至電源調整到被測對象額定值(若被測對象有故障，電源調整部分設計了保護、自鎖動能)。勵磁、制動等功能也照此進行。被測對象額定狀態運行時，采集并記錄相應性能指標參數。

3 幾個關鍵問題的處理

　　3.1 檢測對象故障時電源的自鎖功能

　　由于電源的調整采用了人在環的思想，所以為避免在被測電機故障條件下，由于測試人員經驗不足而引起的電源過度調節，繼而發生損壞檢測設備的情況，故在電源調整模塊內特設計了電源的自鎖保護功能。具體而言，就是對24 V、110 V電源，設置調整門限，當調整輸出值等于門限值且實時采集的電源值還沒有明顯上升時，程序自動鎖死調整按鈕，并將調整輸出值歸零，同時顯示故障信息，提醒測試人員檢查電源連接和被測對象是否存在短路故障。具體調整門限值的設置，由設計人員根據調試過程數據已預先設置。

　　3.2勵磁、制動的PWM處理

　　I型被測電機的制動，Ⅱ型被測電機的勵磁同樣采用人在環的思想設計。兩個功能均需一路具有較強負載能力的模擬信號。由于受所選用多功能板卡D／A輸出通道資源限制，所以這里采用數字輸出通道并結合計數器與比較器，最終通過PWM方式來實現。

　　首先根據由數字輸出端口擴充出兩個8位的數字量，將其分別與由74LSl91組成的計數器輸出進行比較，然后由比較器的輸出驅動光耦，最后通過Q201、Q202兩個管子得到磁粉制動和勵磁模擬信號。根據兩個8位數字量大小不同，比較器將輸出不同占空比的PWM信號。不同占空比的PWM信號，將獲得不同的制動和勵磁信號。8位數字量輸出大小是測試人員通過設置并運行專門的函數得到的。

4 結束語

　　目前，依上述方案而設計生產的綜合檢測設備已有幾十余套，從使用情況來看，可完全滿足檢測、測試需求。依據通用化設計思想，采用模塊化設計手段，有效解決了由于裝備型號多，致使電機工作原理相同而結構尺寸、性能參數不一樣而帶來的檢測設備種類繁多、資源浪費的問題。這一思路，對于其它分系統檢測設備的研制、設計和生產有著重要的參考價值。