智能車模直流電機性能檢測方法

　　通過測量可以得知，RS-380SH在電源電壓7.2V，空載時轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分鐘。此時對應(yīng)電流波動的頻率是1kHz。考慮到電流還有高次諧波，確定AD轉(zhuǎn)換的頻率為10kHz。

　　圖4是采集電機在不同負(fù)載下的電流波形圖，負(fù)載的變化是從空載逐步增加到最大，然后又降回空載。

　　給電機施加不同的負(fù)載是通過在電機輸出軸上施加不同摩擦力來實現(xiàn)的。從圖4中可以看出，負(fù)載的大小會引起電機工作平均電流變化。由于電機電流換向所引起電流波動都始終存在。

　　數(shù)據(jù)處理

　　數(shù)據(jù)處理目的是獲得電機在不同負(fù)載下的工作平均電流和轉(zhuǎn)速的數(shù)值。工作電流的平均值可以通過計算采集數(shù)據(jù)的平均值獲得，電機轉(zhuǎn)速可以通過傅里葉變換，分析電流信號中的諧波分量獲得。通過確定信號的最大諧波頻率計算電機的轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)處理是在計算機中進(jìn)行，步驟如下：

　　(1)將采集到的數(shù)據(jù)分成長度為1024的數(shù)據(jù)段;

　　(2)計算每一段數(shù)據(jù) 的快速傅里葉變換 

　　(3)取直流分量作為電機電流的平均值; 

　　(4)尋找傅里葉變換系數(shù)的幅值中最大的值所對應(yīng)的頻率，計算得到對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速：(轉(zhuǎn)/分鐘)，其中采集頻率fs=10kHz，公式中分母上的6對應(yīng)了電機的三對極。 

　　圖5是對一組電流數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換的結(jié)果：在獲取一組電機轉(zhuǎn)速與工作電流數(shù)值之后，通過直線擬合便可以計算電機的轉(zhuǎn)速-電流公式(1)中的參數(shù)。圖6是對于圖4所示的數(shù)據(jù)所得到的電機轉(zhuǎn)速-電流擬合結(jié)果。

　　在上面數(shù)據(jù)處理中，沒有對電流采集數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定。在電機測量和對比過程中采用相同的電流采集硬件，這樣所得到的數(shù)值之間可以進(jìn)行對比，表明電機的性能。如果需要得到電機的真實數(shù)據(jù)，則需要對于電流采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定。　　

 

　　測量結(jié)果分析

　　利用上述方法對三組電機分別進(jìn)行測量。前兩組是來自同一家公司提供的RN260標(biāo)準(zhǔn)電機和增強電機的新電機，第三組是RN260在車模上使用過的舊電機。每一組電機有五個，三組電機的外形尺寸是相同的。

　　對于每只電機測量的數(shù)據(jù)包括電機線圈電阻、電感、電機在U=7.2V工作電壓下的空載電流、堵轉(zhuǎn)電流以及兩個電流-轉(zhuǎn)速公式系數(shù)。分析測量數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：

　　(1)電機線圈電阻參數(shù)和電機堵轉(zhuǎn)電流由于受到電機換流電刷的影響，對于同一組別的新電機，測量數(shù)據(jù)離散性較大，無法準(zhǔn)確反映出電機性能。

　　(2)電機線圈電感和空載電流可以區(qū)別電機內(nèi)部參數(shù)，測量數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，但是無法反映出舊電機由于磨損引起的變化;

　　(3)電機的轉(zhuǎn)速-電流公式的兩個系數(shù)不僅對同一組新電機測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，可以反映出標(biāo)準(zhǔn)電機和增強電機之間的參數(shù)差別。而且舊電機由于磨損使得電機性能下降也可以反映在兩個公式系數(shù)中，對應(yīng)的的絕對值增加。