董有利，王會(huì)永，周相宙，魏 剛，董俊哲

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

斷續(xù)工作制電動(dòng)工具自動(dòng)模擬加載試驗(yàn)方法的應(yīng)用

董有利1，王會(huì)永2，周相宙3，魏 剛1，董俊哲2

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

針對(duì)電動(dòng)工具實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的斷續(xù)工作制電動(dòng)工具自動(dòng)模擬加載試驗(yàn)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(yàn)證，結(jié)果表明該方法滿足實(shí)驗(yàn)要求，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

電動(dòng)工具 斷續(xù)工作制 自動(dòng)模擬加載

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)雖然有一些關(guān)于電動(dòng)工具測(cè)試系統(tǒng)的研究，但鮮有關(guān)于斷續(xù)工作制的電動(dòng)工具自動(dòng)模擬加載方法及其實(shí)際應(yīng)用的研究，而電動(dòng)工具實(shí)驗(yàn)室主要是通過(guò)手動(dòng)控制對(duì)斷續(xù)工作制的電動(dòng)工具進(jìn)行性能測(cè)試，整個(gè)測(cè)試過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文按照理論與實(shí)際應(yīng)用的相結(jié)合的原則，在前期設(shè)計(jì)的斷續(xù)工作制電動(dòng)工具自動(dòng)模擬加載試驗(yàn)方法，以及開(kāi)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(dòng)工具自動(dòng)模擬加載試驗(yàn)的應(yīng)用驗(yàn)證。

1 電動(dòng)工具實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試系統(tǒng)

MCCS-500電動(dòng)工具性能測(cè)試系統(tǒng)是利用負(fù)載電動(dòng)機(jī)測(cè)量被試工具動(dòng)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(dòng)工具性能測(cè)試系統(tǒng)

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

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

3)裝夾工作臺(tái)：該部分由固定工作臺(tái)和活動(dòng)工作臺(tái)組成，其功能是裝夾被測(cè)工具。

2 斷續(xù)工作制S3

電動(dòng)工具的工作制主要是對(duì)電動(dòng)機(jī)承受負(fù)載情況的說(shuō)明，它包括啟動(dòng)、電制動(dòng)、空載、斷能停轉(zhuǎn)以及這些階段的持續(xù)時(shí)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(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)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(jì)

3.1閉環(huán)控制

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

圖3 自動(dòng)加載系統(tǒng)框架圖

圖3中，被試工具和測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)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(gè)系統(tǒng)的控制。一方面，工控機(jī)上的測(cè)試軟件通過(guò)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(guò)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(cè)試軟件發(fā)送至PLC，控制被試工具的電源接通或斷開(kāi)。

3.2斷續(xù)工作制自動(dòng)模擬加載的實(shí)現(xiàn)

采用Visual Basic 6.0作為開(kāi)發(fā)工具，它具有非常友好的界面，同時(shí)程序編寫(xiě)效率較高，支持面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，提供了?jiǎn)單而高效的方法來(lái)編寫(xiě)應(yīng)用程序，可用于開(kāi)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(yàn)方法的應(yīng)用

4.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程

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

測(cè)試樣品為可移式電動(dòng)工具——臺(tái)鋸（規(guī)格參數(shù)：230 V，50 Hz，1 700 W，6 500 r/ min，S3 40%）。

實(shí)驗(yàn)所用測(cè)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，實(shí)驗(yàn)步驟大致如下：

1)將臺(tái)鋸用串激電機(jī)裝夾好，開(kāi)啟測(cè)試系統(tǒng)，并將加載方式切換到“自動(dòng)”狀態(tài)。

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

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

圖4 溫升測(cè)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(gè)周期。首先選擇“輸入功率_P-Out”，輸入功率設(shè)定為1700 W，時(shí)間設(shè)為4 min，點(diǎn)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(shí)間設(shè)為6 min，點(diǎn)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(diǎn)擊“測(cè)試”進(jìn)行溫升測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)記錄相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)及圖形。

6)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，點(diǎn)擊“停止”，測(cè)試完成。

4.2結(jié)果分析

試驗(yàn)后，得到了斷續(xù)工作制電動(dòng)工具實(shí)際負(fù)載曲線圖和溫升曲線圖，并測(cè)得電機(jī)的繞組溫升為45.7 K，外殼溫升為23.9 K。實(shí)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(dòng)工具的工作要求，負(fù)載對(duì)比曲線圖如圖7和圖8所示，溫升對(duì)比曲線圖如圖9和圖10所示。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了測(cè)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(dòng)加載和停止運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)，測(cè)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(yàn)的要求。

圖7 理想負(fù)載曲線圖

圖8 實(shí)際負(fù)載曲線圖

圖9 理想溫升曲線圖

圖10 實(shí)際溫升曲線圖

5 結(jié)語(yǔ)

斷續(xù)工作制電動(dòng)工具自動(dòng)模擬加載試驗(yàn)方法采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)準(zhǔn)確加載，極大的提高了實(shí)驗(yàn)效率，尤其是人工直接操作的步驟大大簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。該方法應(yīng)用在MCCS-500電動(dòng)工具性能測(cè)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(dòng)模擬加載方法打下了堅(jiān)實(shí)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(cè)功機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，14(1)：177-180.

[3]肖棠，李勇.異步測(cè)功機(jī)組的設(shè)計(jì)制作及使用[J]. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)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(yàn)監(jiān)管工作。