断续工作制电动工具自动模拟加载试验方法的应用

董有利，王会永，周相宙，魏 刚，董俊哲

（ 1.黄岛出入境检验检疫局，青岛 266555；2.山东出入境检验检疫局工业品检测中心，青岛 266002；3.青岛市环境监测中心站，青岛 266003 ）

断续工作制电动工具自动模拟加载试验方法的应用

董有利1，王会永2，周相宙3，魏 刚1，董俊哲2

（ 1.黄岛出入境检验检疫局，青岛 266555；2.山东出入境检验检疫局工业品检测中心，青岛 266002；3.青岛市环境监测中心站，青岛 266003 ）

针对电动工具实验室性能测试系统的现状，在自主设计开发的断续工作制电动工具自动模拟加载试验方法和断续工作制模拟加载程序的基础上，进行应用验证，结果表明该方法满足实验要求，提高测试结果的准确性，达到预期目标。

电动工具 断续工作制 自动模拟加载

0 引言

目前，国内虽然有一些关于电动工具测试系统的研究，但鲜有关于断续工作制的电动工具自动模拟加载方法及其实际应用的研究，而电动工具实验室主要是通过手动控制对断续工作制的电动工具进行性能测试，整个测试过程费时费力。本文按照理论与实际应用的相结合的原则，在前期设计的断续工作制电动工具自动模拟加载试验方法，以及开发的断续工作制模拟加载程序的基础上，进行断续工作制电动工具自动模拟加载试验的应用验证。

1 电动工具实验室性能测试系统

MCCS-500电动工具性能测试系统是利用负载电动机测量被试工具动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备，如图1所示。

基本组成如下：

图1 MCCS-500电动工具性能测试系统

1) 控制系统：控制系统由工业控制计算机、性能可靠的各种控制模块、电机驱动单元，并配以操作软件，其功能是用于测试的控制。

2)负载工作台：该部分主要由伺服驱动的电动机、高精度的传感器等组成，其功能是作为被测工具的负载。

3)装夹工作台：该部分由固定工作台和活动工作台组成，其功能是装夹被测工具。

2 断续工作制S3

电动工具的工作制主要是对电动机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。

断续工作制S3是按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间，如图2所示。

图2 断续工作制S3

3 断续工作制模拟加载方案设计

3.1闭环控制

输出端回馈到输入端并参与对输出端再控制是闭环控制的目的，这种目的通过反馈来实现，模拟加载的系统框架如图3所示。

图3 自动加载系统框架图

图3中，被试工具和测试系统通过联轴器连接在一起，工控机作为上位机负责整个系统的控制。一方面，工控机上的测试软件通过转化器将指令发送给伺服控制器，伺服控制器控制伺服电机进行加载，工控机通过转换器读取转矩转速传感器的转矩反馈。另一方面，测试软件发送至PLC，控制被试工具的电源接通或断开。

3.2断续工作制自动模拟加载的实现

采用Visual Basic 6.0作为开发工具，它具有非常友好的界面，同时程序编写效率较高，支持面向对象的编程方法，提供了简单而高效的方法来编写应用程序，可用于开发Windows环境下的各类应用程序。

4 断续工作制模拟加载试验方法的应用

4.1实验过程

为了测试断续工作制自动模拟加载功能，使用MCCS-500电动工具性能测试系统进行温升测试试验。

测试样品为可移式电动工具——台锯（规格参数：230 V，50 Hz，1 700 W，6 500 r/ min，S3 40%）。

实验所用测试系统软件是在原软件基础上新增了断续工作制加载功能，此功能是本文的主要实验验证工作，实验步骤大致如下：

1)将台锯用串激电机装夹好，开启测试系统，并将加载方式切换到“自动”状态。

2)运行测试系统软件，并设置好电机的参数，测试时间设为4 h。

3)选择“温升测试”，然后选择“TsN制负载测试”，点击“定制”，弹出断续工作制参数设置对话框，操作界面如图4所示。

图4 温升测试参数设置操作界面

4)根据样品参数，10 min为一个周期。首先选择“输入功率_P-Out”，输入功率设定为1700 W，时间设为4 min，点击修改，完成恒定负载设置；选择“停止_ST”，不设定参数，时间设为6 min，点击修改，完成断能停转设置。周期运行设置完成，操作界面如图5和图6所示。

图5 恒定负载设置操作界面

图6 断能停转设置操作界面

5)设置完成后，点击“测试”进行温升测试，测试过程中，系统自动记录相关测试数据及图形。

6)达到稳定状态后，点击“停止”，测试完成。

4.2结果分析

试验后，得到了断续工作制电动工具实际负载曲线图和温升曲线图，并测得电机的绕组温升为45.7 K，外壳温升为23.9 K。实际负载曲线图和温升曲线图较好的符合了断续工作制电动工具的工作要求，负载对比曲线图如图7和图8所示，温升对比曲线图如图9和图10所示。通过试验验证了测试系统能够按照设定的要求进行断续工作制自动加载和停止运行实验，运行过程平稳，测试结果达到了预期的效果，并满足了断续工作制性能试验的要求。

图7 理想负载曲线图

图8 实际负载曲线图

图9 理想温升曲线图

图10 实际温升曲线图

5 结语

断续工作制电动工具自动模拟加载试验方法采用计算机自动控制，实现了自动准确加载，极大的提高了实验效率，尤其是人工直接操作的步骤大大简化，发生误操作的可能性也大大降低，避免了人为因素降低设备运行的可靠性，提高了实验结果的准确性。该方法应用在MCCS-500电动工具性能测试系统上较好地满足了断续工作制的运行要求，为今后研究其他特殊工作制的自动模拟加载方法打下了坚实的基础。

[1]GB 755-2008 旋转电机 定额和性能[S].

[2]张训，王旭东，周永勤，等.基于双闭环的电涡流测功机励磁控制系统[J].哈尔滨理工大学学报，2009，14(1)：177-180.

[3]肖棠，李勇.异步测功机组的设计制作及使用[J]. 机电产品开发与创新，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，硕士研究生，工程师，主要从事工业品检验监管工作。