電機(jī)可靠性測(cè)試試驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)

黃佩佳，丁蓉，李朵朵

（1.上電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司，上海200063；2.上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信與信息工程學(xué)院，上海201411）

0 引言

電機(jī)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中所需的重要部件，大量的應(yīng)用于冶金、機(jī)加工等工業(yè)用電環(huán)節(jié)以及水利、風(fēng)力等電力領(lǐng)域，同時(shí)電機(jī)也是家用用電設(shè)備的重要驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包括風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)等都由電機(jī)作為電能轉(zhuǎn)換的重要部件。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全社會(huì)用電總量中超過(guò)半數(shù)的部分都由電機(jī)產(chǎn)生，約占64%。由此可見，電機(jī)的質(zhì)量和社會(huì)民生關(guān)系密切，因此，檢測(cè)作為對(duì)電機(jī)質(zhì)量把控的主要方法，其作用十分重要。

電機(jī)作為工業(yè)和家用領(lǐng)域的主要驅(qū)動(dòng)部件，多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景都涉及長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，其負(fù)載情況、環(huán)境情況、電源情況都會(huì)隨著使用的場(chǎng)景、氣候、操作人員的習(xí)慣、實(shí)際的工況等而不斷地變化；溫度過(guò)高、過(guò)低，濕度過(guò)大，電壓不穩(wěn)、負(fù)載連續(xù)變化、頻繁啟停都會(huì)影響電機(jī)的可靠運(yùn)行，一旦故障，輕則停機(jī)停產(chǎn)，重則“機(jī)毀人亡”，造成重大安全事故，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成影響，尤其是大型用電場(chǎng)所，如風(fēng)電、水利等場(chǎng)景，每次運(yùn)行周期可能長(zhǎng)達(dá)一年甚至更長(zhǎng)，對(duì)電機(jī)的可靠運(yùn)行要求非常重要，傳統(tǒng)的電機(jī)檢測(cè)是通過(guò)電腦模擬仿真的方法對(duì)電機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中可能遭受的各種情況進(jìn)行模擬，對(duì)電機(jī)的壽命進(jìn)行估算，從而制定一套檢修周期，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行；這種方法能夠較大幅度的節(jié)約檢測(cè)時(shí)間以及成本，但純粹通過(guò)電腦的估算，對(duì)實(shí)際的使用情況可能產(chǎn)生遺漏，因此，仿真多應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，實(shí)際生產(chǎn)后，還需根據(jù)實(shí)際使用的情況以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，制定一套合適的試驗(yàn)方案，對(duì)電機(jī)在實(shí)際使用中的情況進(jìn)行模擬，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)設(shè)計(jì)值進(jìn)行驗(yàn)證。從安全、性能等方面進(jìn)行驗(yàn)證。

此外，對(duì)于部分特殊的用電設(shè)備，其十分重視可靠運(yùn)行，因此，除考慮通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際工況下的運(yùn)行情況，估算可靠工作周期外，還應(yīng)當(dāng)通過(guò)長(zhǎng)期特殊工況的模擬，還原電機(jī)可能造成的可靠失效現(xiàn)象，對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立該電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)電機(jī)可能發(fā)生的失效進(jìn)行預(yù)警，防止電機(jī)突然失效造成的重大經(jīng)濟(jì)或人身?yè)p失。

1 項(xiàng)目需求分析

1.1 傳統(tǒng)電機(jī)性能測(cè)試臺(tái)架方案

傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)，一般分為安全性試驗(yàn)以及性能試驗(yàn)兩類，安全性試驗(yàn)通常關(guān)注電機(jī)的絕緣性能、接地性能以及溫升等可能引發(fā)安全事故的性能指標(biāo)，性能試驗(yàn)通常關(guān)注電機(jī)的啟動(dòng)性能、過(guò)載性能、抗沖擊性能以及效率等電機(jī)的能力指標(biāo)，除此以外，還有針對(duì)應(yīng)用于特殊環(huán)境下的專用電機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)，一般指將被試電機(jī)置于高溫、低溫、高濕、鹽霧、高海拔等的極端環(huán)境下的安全性試驗(yàn)以及性能試驗(yàn)。

傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)，負(fù)載設(shè)備一般選配一臺(tái)帶載能力為被試電機(jī)2～3 倍的電機(jī)作為陪試設(shè)備，該電機(jī)一般采用直流電機(jī)或交流電機(jī)，由于傳統(tǒng)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架主要進(jìn)行電機(jī)的性能試驗(yàn)，因此，對(duì)設(shè)備的控制能力、儀表的精度等方面要求較高，同時(shí)臺(tái)架的整體體積也比較龐大。對(duì)于需要長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性試驗(yàn)，使用傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架，成本、場(chǎng)地、人力的要求都較高，有“殺雞用牛刀”的困境；此外，由于可靠性試驗(yàn)不但有較長(zhǎng)的試驗(yàn)周期，同時(shí)也對(duì)試驗(yàn)環(huán)境有著特殊的需求，高溫、高濕等，由于傳統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架的局限性，進(jìn)行電機(jī)可靠性試驗(yàn)的同時(shí)，整個(gè)測(cè)試臺(tái)架包括陪試的負(fù)載電機(jī)、傳感器在內(nèi)的多個(gè)部件都長(zhǎng)期處于高溫、高濕等的環(huán)境下，容易對(duì)試驗(yàn)設(shè)備造成較高的折損，容易造成試驗(yàn)成本居高不下。

因此，為了節(jié)約人力與物力，極大地利用現(xiàn)代軟件的智能代替人工，開發(fā)一套全新的集測(cè)試、控制、數(shù)據(jù)記錄采集、故障處理等多功能的智能化試驗(yàn)軟件測(cè)試系統(tǒng)，替代原有老舊的以人工控制為主的測(cè)試系統(tǒng)，以減少試驗(yàn)所需的人力，提升試驗(yàn)效率，改善試驗(yàn)條件，提升試驗(yàn)質(zhì)量。

1.2 無(wú)負(fù)載性能測(cè)試方案

測(cè)定電機(jī)耐久性性能時(shí)，如果模擬實(shí)際的運(yùn)行情況需要大量的時(shí)間，會(huì)造成大量測(cè)試設(shè)備和儀器的長(zhǎng)期占用，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響。根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)提供的測(cè)試需求制定無(wú)負(fù)載性能測(cè)試方案?？刹捎妙l繁啟停的方法，使電機(jī)相關(guān)部件運(yùn)行在接近甚至超過(guò)正常工作溫度以及功率的情況下，模擬電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的工作情況，避免試驗(yàn)對(duì)負(fù)載設(shè)備的長(zhǎng)期占用情況，測(cè)試方案如下：

上位機(jī)通過(guò)串口通訊方式/LAN 口通訊方式連接PLC，通過(guò)PLC 發(fā)出繼電器通斷指令，使6 臺(tái)被測(cè)電機(jī)輪流按照測(cè)試工程師設(shè)置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置每臺(tái)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為30s（時(shí)間可調(diào)），設(shè)備與設(shè)備之間間隔為5s（時(shí)間可調(diào)），一輪運(yùn)行結(jié)束后，間隔300s（時(shí)間可調(diào)）重復(fù)進(jìn)行下一輪的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備循環(huán)次數(shù)可以設(shè)置，并且當(dāng)程序異常退出或者主動(dòng)關(guān)閉時(shí)，試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)（例如：每臺(tái)運(yùn)行時(shí)間、間隔時(shí)間、運(yùn)行周期、周期間隔、剩余次數(shù)等）會(huì)被記錄并保存，并且下次運(yùn)行時(shí)，可以選擇從頭開始或者接著上次的參數(shù)設(shè)置繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也在不斷的讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)-溫度值。當(dāng)溫度超過(guò)一定范圍，就會(huì)報(bào)警，提醒測(cè)試工程師電機(jī)可能出現(xiàn)故障。

1.3 帶負(fù)載性能測(cè)試方案

根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)提供的測(cè)試需求制定了兩套帶負(fù)載性能測(cè)試方案。被測(cè)對(duì)象為4 臺(tái)測(cè)試電機(jī)。

方案一：陪試機(jī)選擇為磁粉制動(dòng)器。磁粉制動(dòng)器相較于普通的交流或直流陪試電機(jī)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制便捷，成本也較低，能大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)搭建的難度，同時(shí)，其簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也能保證在運(yùn)轉(zhuǎn)中的可靠性，十分適用于需要長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性試驗(yàn)。

方案二：被測(cè)電機(jī)分為兩組，每組2 臺(tái)被測(cè)電機(jī)。一臺(tái)作為被測(cè)電機(jī)，一臺(tái)作為陪試電機(jī)，再接入變頻器組成一套測(cè)試系統(tǒng)，這樣總共有兩組測(cè)試系統(tǒng)。

對(duì)比兩種方案，方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性較高，但磁粉制動(dòng)器本身特性為采用熱散耗的方式將被試電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能消耗，對(duì)電能的消耗較大，雖然試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建成本較低，但電能方面的運(yùn)行成本較大，與綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念有悖；而方案二采用變頻器饋電的方式對(duì)電能進(jìn)行回收，綜合回饋效率能達(dá)到60%以上，能大幅節(jié)省試驗(yàn)過(guò)程中的電能消耗，對(duì)需要長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性試驗(yàn)，其綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)會(huì)遠(yuǎn)勝采用類似方案一中的磁粉制動(dòng)器或其他簡(jiǎn)易的加載方式。同時(shí)，由于采用了兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)“饋電——電動(dòng)”的加載方式，節(jié)約了采用專用負(fù)載陪試電機(jī)的方式對(duì)負(fù)載儀器設(shè)備的損耗和長(zhǎng)期占用，具有“2.2 無(wú)負(fù)載性能測(cè)試方案”的節(jié)約負(fù)載設(shè)備占用優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)能讓測(cè)試更接近真實(shí)使用情況，使試驗(yàn)的結(jié)果更真實(shí)地反映實(shí)際使用情況。傳感器方面，采用近年開始逐步發(fā)展起來(lái)的法蘭式傳感器，替代傳統(tǒng)的機(jī)座式傳感器，法蘭式傳感器俗稱“非接觸式”傳感器，該類傳感器沒有傳統(tǒng)的機(jī)座式傳感器的軸承結(jié)構(gòu)，整個(gè)傳感器通過(guò)陪試電機(jī)（即負(fù)載機(jī)）以及被試電機(jī)的出軸進(jìn)行支撐，整個(gè)測(cè)試儀器“懸浮”與測(cè)試系統(tǒng)的固定底座之上，通過(guò)電磁信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的無(wú)線傳輸，避免了傳統(tǒng)機(jī)座式傳感器在使用過(guò)程中的主要損耗——軸承，同時(shí)精度能達(dá)到0.2級(jí)及以上，對(duì)信號(hào)的抗干擾能力也較強(qiáng)，能夠應(yīng)用于各類工況；負(fù)載設(shè)備方面，采用與被試電機(jī)相同的電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建。該測(cè)試方案能夠改變傳統(tǒng)的測(cè)試方法只對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，能夠同時(shí)進(jìn)行同一型號(hào)電機(jī)的兩種工況的模擬，減少試驗(yàn)設(shè)備的損耗的同時(shí)還能提升試驗(yàn)時(shí)間。并且，配上特定的軟件設(shè)計(jì)，能夠節(jié)省大部分的測(cè)試人力，并且在一套測(cè)試系統(tǒng)中，能夠同時(shí)完成兩臺(tái)被測(cè)電機(jī)的性能測(cè)試，在保證測(cè)試效果，也極大程度上節(jié)省了測(cè)試時(shí)間。測(cè)試軟件設(shè)計(jì)大致如無(wú)負(fù)載性能測(cè)試。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 語(yǔ)言選擇

本次設(shè)計(jì)主要采用C#語(yǔ)言，開發(fā)工具選擇Microsoft Visual Studio Professional 2017，開發(fā)環(huán)境為Microsoft.NET Framework，版本號(hào)為v4.0.30319。采用C#編程語(yǔ)言，是因?yàn)镃#在帶來(lái)對(duì)應(yīng)用程序的快速開發(fā)能力的同時(shí)，并完美的保留住C 與C++所具備的各種特性。它忠實(shí)地繼承了C 和C++的優(yōu)點(diǎn)。其功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用，快速開發(fā)，面向?qū)ο螅軌驖M足測(cè)試軟件的開發(fā)需求，降低了整體開發(fā)成本，后期可開發(fā)的空間也很大，也能很好地降低測(cè)試人員的成本。

2.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖

首先打開軟件，進(jìn)入到登錄界面。如果用戶已經(jīng)注冊(cè)過(guò)，直接輸入用戶名和密碼即可登錄，用戶名或密碼錯(cuò)誤，會(huì)相應(yīng)提示；如果用戶沒有注冊(cè)過(guò)，提示先注冊(cè)。進(jìn)入控制界面后，選擇通訊方式。通訊方式分為兩種：LAN 口連接和串口連接[1]。

選擇串口連接方式，勾選框是選中狀態(tài)時(shí)，讀取上次關(guān)閉前的參數(shù)設(shè)置和運(yùn)轉(zhuǎn)情況；勾選框未選中狀態(tài)，所有設(shè)置均為初始化狀態(tài)。串口可以自動(dòng)搜索當(dāng)前可用的串口號(hào)，點(diǎn)擊連接，不成功提示串口通訊失敗；如若串口號(hào)和頻率設(shè)置都沒有問題，則連接成功。

選擇LAN 口連接方式，先設(shè)計(jì)好設(shè)備的IP 地址和端口號(hào)，設(shè)置好本機(jī)IP 地址，點(diǎn)擊連接，如果遠(yuǎn)程PLC為開啟狀態(tài)，連接成功；如果IP 地址或端口號(hào)錯(cuò)誤，或PLC 為關(guān)閉狀態(tài)，則彈出提示。LAN 口連接方式下，是自動(dòng)讀取記錄上次關(guān)閉前的參數(shù)設(shè)置和運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

連接成功后，點(diǎn)擊一鍵開啟，軟件開始運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備接受指令開始運(yùn)轉(zhuǎn)。循環(huán)次數(shù)到或者點(diǎn)擊一鍵關(guān)閉后，軟件停止運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件流程圖如圖1所示。

2.3 登錄和注冊(cè)

一般測(cè)試項(xiàng)目可能需要并行進(jìn)行，也就是一臺(tái)電腦完成不同測(cè)試項(xiàng)目的控制。而測(cè)試工程師較多，一不留神可能會(huì)誤操作導(dǎo)致試驗(yàn)產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此需要分出測(cè)試工程師的權(quán)限，防止誤操作耽誤了實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)進(jìn)程受到影響。

圖1 軟件流程圖

圖2 登錄與注冊(cè)流程圖

這里優(yōu)先級(jí)的篩選方式設(shè)置為“所在小組”。

圖3 為登錄界面。任意一個(gè)文本框?yàn)榭斩紩?huì)提示，注冊(cè)界面也一樣。

圖3 登錄界面

圖4 注冊(cè)界面

點(diǎn)擊圖4 中的“注冊(cè)”按鈕：彈出圖4 紅框中的注冊(cè)信息，填寫6 項(xiàng)基本信息后，點(diǎn)擊確定，成功錄入員工信息，進(jìn)入到下一個(gè)界面。

2.4 軟件控制界面

圖5 是進(jìn)入軟件控制界面的默認(rèn)界面。該界面上顯示了當(dāng)前的各電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、以及運(yùn)行次數(shù)，通過(guò)該界面，試驗(yàn)人員能夠?qū)Ρ辉嚨碾姍C(jī)設(shè)備的啟動(dòng)、停止進(jìn)行操作，同時(shí)，也能對(duì)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、間隔時(shí)間、周期次數(shù)等進(jìn)行設(shè)置。界面第二塊分為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作。一個(gè)是無(wú)負(fù)載試驗(yàn)的控制界面，一個(gè)是帶負(fù)載試驗(yàn)的控制界面，這兩個(gè)軟件的控制邏輯大致是一樣，下面會(huì)具體分析。

右上角是運(yùn)行總天數(shù)和循環(huán)剩余次數(shù)。運(yùn)行總天數(shù)根據(jù)設(shè)置的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行次數(shù)等自動(dòng)推算出來(lái)，根據(jù)設(shè)置參數(shù)的改變自動(dòng)改變；剩余次數(shù)根據(jù)設(shè)置的循環(huán)次數(shù)每次倒數(shù)顯示。

2.5 通訊設(shè)置

根據(jù)通訊的硬件連接方式，選擇軟件方式。圖6為L(zhǎng)AN 口設(shè)置，圖7 為串口設(shè)置。

圖5 無(wú)負(fù)載控制界面

圖6 LAN設(shè)置

圖7 串口設(shè)置

（1）LAN 連接：事先設(shè)定好PLC 的IP 地址和端口號(hào)，并輸入到對(duì)應(yīng)的文本框中，點(diǎn)擊圖7 連接，連接成功后會(huì)在界面底端狀態(tài)欄顯示連接成功。

如果連接失敗，則會(huì)彈出如下圖8 對(duì)話框。

圖8 連接失敗

（2）串口連接：選擇串口方式連接時(shí)，會(huì)自動(dòng)掃描串口號(hào)。如果當(dāng)前沒有串口會(huì)提醒檢查串口。如下圖9 所示。點(diǎn)擊開，連接成功后會(huì)在界面底端狀態(tài)欄顯示連接成功。

圖9 掃描失敗

2.6 各參數(shù)設(shè)置

在圖10 中，“一鍵開啟”按鈕按下之前，以上兩個(gè)時(shí)間都可以設(shè)置。一旦設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，時(shí)間參數(shù)則不可調(diào)。每臺(tái)運(yùn)行時(shí)間（s）：每臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。間隔時(shí)間（s）：設(shè)備與設(shè)備之間需要一個(gè)短暫的休息時(shí)間。

圖10 設(shè)備見參數(shù)設(shè)置

在圖11 中，“一鍵開啟”按鈕按下之前，以上兩個(gè)時(shí)間都可以設(shè)置。一旦設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，時(shí)間參數(shù)則不可調(diào)?？傊芷冢ù螖?shù)）：循環(huán)次數(shù)的設(shè)置。周期間隔時(shí)間（s）：每輪循環(huán)之間的間隔時(shí)間。

圖11 運(yùn)行周期設(shè)置

為了讓測(cè)試人員直觀的看到測(cè)試進(jìn)度，兩處的間隔時(shí)間都加了一個(gè)倒計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)進(jìn)度條。

2.7 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)

以往均是測(cè)試人員針對(duì)對(duì)應(yīng)被測(cè)電機(jī)點(diǎn)擊開啟或關(guān)閉，而這對(duì)于電機(jī)對(duì)拖試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，特別耗費(fèi)人力，需要人員不斷的計(jì)時(shí)并且及時(shí)按下開啟或者停止按鈕。很顯然這樣的實(shí)驗(yàn)中，不可能采用人員計(jì)時(shí)的辦法。因此需要做一個(gè)根據(jù)設(shè)置的時(shí)間自動(dòng)開啟和停止被指定測(cè)試的電機(jī)。

（1）無(wú)負(fù)載試驗(yàn)

無(wú)負(fù)載試驗(yàn)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的流程圖如圖12 所示。

圖12 運(yùn)轉(zhuǎn)流程圖

在圖5 無(wú)負(fù)載試驗(yàn)軟件控制界面中，在左下角是設(shè)備運(yùn)行指令。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)擊一鍵開啟，設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行次數(shù)開始計(jì)數(shù)，各電機(jī)根據(jù)進(jìn)度顯示進(jìn)度條等信息。點(diǎn)擊一鍵關(guān)閉，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備運(yùn)行的所有參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行狀態(tài)等信息自動(dòng)寫入系統(tǒng)ini 文件之中。點(diǎn)擊清零，所有參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行狀態(tài)被初始化。

（2）帶負(fù)載試驗(yàn)

在圖13 中帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)的軟件界面中，因?yàn)閷⒃囼?yàn)分為兩套系統(tǒng)，且兩套系統(tǒng)互不相干，所以在開關(guān)上設(shè)計(jì)了兩套：一套是可以同時(shí)給測(cè)試一組和二組發(fā)送設(shè)備啟停信號(hào)；一組是將開關(guān)分開，獨(dú)立成兩個(gè)啟停分別控制測(cè)試一組和二組。這樣設(shè)計(jì)有利于測(cè)試人員自行選擇是哪種測(cè)試方法。

測(cè)試邏輯與無(wú)負(fù)載試驗(yàn)一致。因?yàn)閮膳_(tái)設(shè)備的測(cè)試時(shí)間邏輯是一致的，因此兩套測(cè)試公用一套參數(shù)設(shè)置。

圖13 帶負(fù)載控制界面

2.8 報(bào)警系統(tǒng)

在軟件控制界面的倒計(jì)時(shí)下面，有一個(gè)按鈕，點(diǎn)擊可以進(jìn)入報(bào)警系統(tǒng)。如圖14 所示。

圖14 報(bào)警系統(tǒng)界面

電機(jī)耐久性實(shí)驗(yàn)中，其中選取溫度參數(shù)作為報(bào)警系統(tǒng)的參考值[2]。數(shù)據(jù)采集是通過(guò)串口通訊與設(shè)備連接，連接方式與前面提及的串口一致，這里不再贅述。

數(shù)據(jù)接受設(shè)置模塊可以設(shè)計(jì)采集頻率，調(diào)零按鈕是給設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)用。當(dāng)串口打開后，點(diǎn)擊采集模塊的開始按鈕，設(shè)備開始接受溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)采集頻率不斷刷新數(shù)據(jù)顯示。在系統(tǒng)中也設(shè)置了數(shù)據(jù)保存模塊，以防萬(wàn)一測(cè)試工程師需要查看采集到的溫度，保存成Excel 文件后，可以根據(jù)需要一鍵打開文件。

報(bào)警模塊的實(shí)現(xiàn)與報(bào)警溫度設(shè)置和自動(dòng)斷開溫度設(shè)置相關(guān)。溫度參數(shù)與軸承溫度和機(jī)殼溫度兩個(gè)參數(shù)相關(guān)。測(cè)試工程師可以根據(jù)不同項(xiàng)目選擇兩個(gè)溫度的限值，默認(rèn)為：當(dāng)軸承溫度高于70°C 或機(jī)殼溫度高于60°C 時(shí)，數(shù)據(jù)顯示處的報(bào)警燈亮紅，并且報(bào)警器開始響，提醒測(cè)試人員查看；當(dāng)軸承溫度或機(jī)殼溫度高于90°C 時(shí)，自動(dòng)斷開被測(cè)電機(jī)的繼電器，斷開測(cè)試，數(shù)據(jù)顯示處的報(bào)警燈亮紅，并且報(bào)警器開始響，提醒測(cè)試人員。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 實(shí)際無(wú)負(fù)載試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目

按照客戶需求運(yùn)行無(wú)負(fù)載測(cè)試試驗(yàn)19 天，試驗(yàn)結(jié)束后反響挺好，并且正常結(jié)束，運(yùn)行過(guò)程中沒有遇到中途自動(dòng)閃退的過(guò)程。如下圖15 實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)所示。根據(jù)客戶要求，測(cè)試工程師設(shè)置每臺(tái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間為30s，電機(jī)與電機(jī)之間間隔5s，每次循環(huán)之間間隔5s。并且運(yùn)行中不斷調(diào)整運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行周期等以測(cè)試電機(jī)的耐久性。

圖15 實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)

3.2 結(jié)論

實(shí)際項(xiàng)目完成后，根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目的需求對(duì)軟件進(jìn)行評(píng)價(jià)。

從軟件性能上來(lái)講，軟件運(yùn)行中，沒有出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的情況，軟件在運(yùn)行的19 天之內(nèi)沒有出現(xiàn)任何問題；軟件在調(diào)試過(guò)程中，也能正常按照邏輯設(shè)想正常調(diào)試。

從軟件界面上來(lái)講，對(duì)于實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)，界面越簡(jiǎn)潔明了，越方便操作越好。在界面上簡(jiǎn)化了電機(jī)運(yùn)行操作，直接選擇一鍵開啟，一鍵關(guān)閉，其他復(fù)雜的操作由程序內(nèi)部完成，極大地節(jié)儉了培訓(xùn)的時(shí)間。

從事業(yè)部成本上來(lái)講，節(jié)省了不少測(cè)試時(shí)間和測(cè)試人力，保證客戶測(cè)試效果的同時(shí)，極大地降低了測(cè)試成本，為測(cè)試單位帶來(lái)不小的收益。

3.3 后續(xù)的開發(fā)

方向一：性能測(cè)試中包含其他種類的測(cè)試，其中會(huì)需要曲線分析，后續(xù)軟件開發(fā)當(dāng)中會(huì)加入曲線分析功能，能夠節(jié)省測(cè)試人員的分析過(guò)程。

方向二：雖然近期實(shí)驗(yàn)室對(duì)于電機(jī)對(duì)拖的實(shí)驗(yàn)需求上升，但最終還是以常規(guī)的電機(jī)測(cè)試為主要測(cè)試項(xiàng)目。如果測(cè)試軟件過(guò)多會(huì)讓實(shí)驗(yàn)人員感覺不方便，以后的軟件開發(fā)中考慮將集中電機(jī)測(cè)試軟件，能夠一套軟件完成不同項(xiàng)目，極大方便了測(cè)試工程師的使用。

4 結(jié)語(yǔ)

本文給出了基于傳統(tǒng)電機(jī)試驗(yàn)測(cè)試臺(tái)架的方案提出改進(jìn)的測(cè)試方案，并利用C#語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了該方案下的測(cè)試系統(tǒng)，該算法可用于解決實(shí)際工作中的很多相關(guān)問題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室后續(xù)發(fā)展有很大的幫助，具有一定的實(shí)際意義。用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的測(cè)試系統(tǒng)不僅界面簡(jiǎn)潔大方，利于測(cè)試工程師理解與應(yīng)用，也極大地簡(jiǎn)化了開發(fā)人員的開發(fā)過(guò)程，降低了開發(fā)成本，為企業(yè)節(jié)省了很多開支。