斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗方法的應(yīng)用

董有利，王會永，周相宙，魏 剛，董俊哲

（ 1.黃島出入境檢驗檢疫局，青島 266555；2.山東出入境檢驗檢疫局工業(yè)品檢測中心，青島 266002；3.青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，青島 266003 ）

斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗方法的應(yīng)用

董有利1，王會永2，周相宙3，魏 剛1，董俊哲2

（ 1.黃島出入境檢驗檢疫局，青島 266555；2.山東出入境檢驗檢疫局工業(yè)品檢測中心，青島 266002；3.青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，青島 266003 ）

針對電動工具實驗室性能測試系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在自主設(shè)計開發(fā)的斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗方法和斷續(xù)工作制模擬加載程序的基礎(chǔ)上，進(jìn)行應(yīng)用驗證，結(jié)果表明該方法滿足實驗要求，提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

電動工具 斷續(xù)工作制 自動模擬加載

0 引言

目前，國內(nèi)雖然有一些關(guān)于電動工具測試系統(tǒng)的研究，但鮮有關(guān)于斷續(xù)工作制的電動工具自動模擬加載方法及其實際應(yīng)用的研究，而電動工具實驗室主要是通過手動控制對斷續(xù)工作制的電動工具進(jìn)行性能測試，整個測試過程費(fèi)時費(fèi)力。本文按照理論與實際應(yīng)用的相結(jié)合的原則，在前期設(shè)計的斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗方法，以及開發(fā)的斷續(xù)工作制模擬加載程序的基礎(chǔ)上，進(jìn)行斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗的應(yīng)用驗證。

1 電動工具實驗室性能測試系統(tǒng)

MCCS-500電動工具性能測試系統(tǒng)是利用負(fù)載電動機(jī)測量被試工具動力機(jī)械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備，如圖1所示。

基本組成如下：

圖1 MCCS-500電動工具性能測試系統(tǒng)

1) 控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機(jī)、性能可靠的各種控制模塊、電機(jī)驅(qū)動單元，并配以操作軟件，其功能是用于測試的控制。

2)負(fù)載工作臺：該部分主要由伺服驅(qū)動的電動機(jī)、高精度的傳感器等組成，其功能是作為被測工具的負(fù)載。

3)裝夾工作臺：該部分由固定工作臺和活動工作臺組成，其功能是裝夾被測工具。

2 斷續(xù)工作制S3

電動工具的工作制主要是對電動機(jī)承受負(fù)載情況的說明，它包括啟動、電制動、空載、斷能停轉(zhuǎn)以及這些階段的持續(xù)時間和先后順序。

斷續(xù)工作制S3是按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時間和一段斷能停轉(zhuǎn)時間，如圖2所示。

圖2 斷續(xù)工作制S3

3 斷續(xù)工作制模擬加載方案設(shè)計

3.1閉環(huán)控制

輸出端回饋到輸入端并參與對輸出端再控制是閉環(huán)控制的目的，這種目的通過反饋來實現(xiàn)，模擬加載的系統(tǒng)框架如圖3所示。

圖3 自動加載系統(tǒng)框架圖

圖3中，被試工具和測試系統(tǒng)通過聯(lián)軸器連接在一起，工控機(jī)作為上位機(jī)負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的控制。一方面，工控機(jī)上的測試軟件通過轉(zhuǎn)化器將指令發(fā)送給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機(jī)進(jìn)行加載，工控機(jī)通過轉(zhuǎn)換器讀取轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)矩反饋。另一方面，測試軟件發(fā)送至PLC，控制被試工具的電源接通或斷開。

3.2斷續(xù)工作制自動模擬加載的實現(xiàn)

采用Visual Basic 6.0作為開發(fā)工具，它具有非常友好的界面，同時程序編寫效率較高，支持面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，提供了簡單而高效的方法來編寫?yīng)用程序，可用于開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。

4 斷續(xù)工作制模擬加載試驗方法的應(yīng)用

4.1實驗過程

為了測試斷續(xù)工作制自動模擬加載功能，使用MCCS-500電動工具性能測試系統(tǒng)進(jìn)行溫升測試試驗。

測試樣品為可移式電動工具——臺鋸（規(guī)格參數(shù)：230 V，50 Hz，1 700 W，6 500 r/ min，S3 40%）。

實驗所用測試系統(tǒng)軟件是在原軟件基礎(chǔ)上新增了斷續(xù)工作制加載功能，此功能是本文的主要實驗驗證工作，實驗步驟大致如下：

1)將臺鋸用串激電機(jī)裝夾好，開啟測試系統(tǒng)，并將加載方式切換到“自動”狀態(tài)。

2)運(yùn)行測試系統(tǒng)軟件，并設(shè)置好電機(jī)的參數(shù)，測試時間設(shè)為4 h。

3)選擇“溫升測試”，然后選擇“TsN制負(fù)載測試”，點擊“定制”，彈出斷續(xù)工作制參數(shù)設(shè)置對話框，操作界面如圖4所示。

圖4 溫升測試參數(shù)設(shè)置操作界面

4)根據(jù)樣品參數(shù)，10 min為一個周期。首先選擇“輸入功率_P-Out”，輸入功率設(shè)定為1700 W，時間設(shè)為4 min，點擊修改，完成恒定負(fù)載設(shè)置；選擇“停止_ST”，不設(shè)定參數(shù)，時間設(shè)為6 min，點擊修改，完成斷能停轉(zhuǎn)設(shè)置。周期運(yùn)行設(shè)置完成，操作界面如圖5和圖6所示。

圖5 恒定負(fù)載設(shè)置操作界面

圖6 斷能停轉(zhuǎn)設(shè)置操作界面

5)設(shè)置完成后，點擊“測試”進(jìn)行溫升測試，測試過程中，系統(tǒng)自動記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)及圖形。

6)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，點擊“停止”，測試完成。

4.2結(jié)果分析

試驗后，得到了斷續(xù)工作制電動工具實際負(fù)載曲線圖和溫升曲線圖，并測得電機(jī)的繞組溫升為45.7 K，外殼溫升為23.9 K。實際負(fù)載曲線圖和溫升曲線圖較好的符合了斷續(xù)工作制電動工具的工作要求，負(fù)載對比曲線圖如圖7和圖8所示，溫升對比曲線圖如圖9和圖10所示。通過試驗驗證了測試系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的要求進(jìn)行斷續(xù)工作制自動加載和停止運(yùn)行實驗，運(yùn)行過程平穩(wěn)，測試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果，并滿足了斷續(xù)工作制性能試驗的要求。

圖7 理想負(fù)載曲線圖

圖8 實際負(fù)載曲線圖

圖9 理想溫升曲線圖

圖10 實際溫升曲線圖

5 結(jié)語

斷續(xù)工作制電動工具自動模擬加載試驗方法采用計算機(jī)自動控制，實現(xiàn)了自動準(zhǔn)確加載，極大的提高了實驗效率，尤其是人工直接操作的步驟大大簡化，發(fā)生誤操作的可能性也大大降低，避免了人為因素降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性，提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。該方法應(yīng)用在MCCS-500電動工具性能測試系統(tǒng)上較好地滿足了斷續(xù)工作制的運(yùn)行要求，為今后研究其他特殊工作制的自動模擬加載方法打下了堅實的基礎(chǔ)。

[1]GB 755-2008 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能[S].

[2]張訓(xùn)，王旭東，周永勤，等.基于雙閉環(huán)的電渦流測功機(jī)勵磁控制系統(tǒng)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2009，14(1)：177-180.

[3]肖棠，李勇.異步測功機(jī)組的設(shè)計制作及使用[J]. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2006(5).

Application of Intermittent Duty Electric Tool Automatic Simulation Loading Test Method

Dong Youli1Wang Huiyong2Zhou Xiangzhou3Wei Gang1Dong Junzhe2
(1. Huangdao Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Qingdao 266555, China 2. Testing Center for Industrial Products of Shandong Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau, Qingdao 266002, China 3. Qingdao Environmental Monitoring Center Station, Qingdao 266003, China)

Based on the current situation of electric tools laboratory performance testing system, the independent designing test method and the independent developing simulation program about automatic simulation for loading on intermittent duty electric tools, validate the effect of automatic load simulation test on intermittent duty electric tools. The results show that the method can meet the requirement of the experiment, improve the accuracy of the test results, and achieved the expected goal.

Electric tool Intermittent duty Automatic simulation loading

TM08

A

1674-2796（2014）03 -0020-04

2014-03-20

董有利（1981—），男，碩士研究生，工程師，主要從事工業(yè)品檢驗監(jiān)管工作。