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?？紤]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載下的電流波形圖，負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)進行標定。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)進行標定?！　?/p>

 

　　測量結(jié)果分析

　　利用上述方法對三組電機分別進行測量。前兩組是來自同一家公司提供的RN260標準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，可以反映出標準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。