作者：上海法雷奥汽车电机雨刮系统有限公司　张 伟

    在汽车雨刮器电机生产中，需要在线测试电机电性能及电机振动量，进行测试数据储存及条形码打印。

    本文使用national instruments公司的模拟采集卡及数字采集卡，配以振动传感器、磁粉制动器、力矩传感器、编码器及可控稳压电源等开发一个性能可靠的，经济、灵活的基于pc的电机测试系统。

    介绍

    宝来a4轿车雨刮器电机为永磁式直流电机。电机工作电压为13v，额定输出功率为40w。电机引线为四线制，分别为高速端、低速端、复位端及接地端。

    电机自带减速箱，在减速箱内部有一开关。当复位端接有13vdc电压时，电机将先慢速旋转。当蜗轮凸点到达复位点时，减速箱内复位开关闭合，电机电枢被短路，电机能耗制动，实现雨刮器复位。同时电源断路。

    根据项目的技术要求，需要测试电机在一定负载条件下的高低速转速、高低速速差、高低速电流、电压、电机复位角，并使电机停在"装车角"，及测试电机在空载条件下的振动。

    开发软件的选择

    我们选择了national instruments 公司的labview软件。 labview软件编程简单易学，界面友好，功能强大，性能稳定，开发周期短。

    选择板卡

    项目共需要模拟输入四路，模拟输出二路，计数二路、数字输入七路，数字输出十二路。选择ni公司的模拟采集卡pci-6024板卡，它有八路差分模拟输入、二路模拟输出、采样速率为200ks/s，12bits，二路计数，八路数字i / o端。

    另一块板卡为数字采集卡pci-6503：它有24路i / o端。

    总体设计

    1.首先开几个文本文件，文件中分别存有电机性能参数如电压、电流、转速等指标的上下限；电机振动参数指标的上下限；振动传感器的调校系数；磁粉制动器的非线性调校系数等。每次运行程序时，先读取以上几个文本文件中的数据，作为判别电机好坏的指标及测试系数。

    2.为了保证测试电机端电压的正确性，在电机端加了两根反馈线，由稳压电源自动调整。稳压电源也选择了可控型，即由模拟采集卡输出一个0～5v的可变信号，来控制稳压电源的输出。这样就保证了测试电机端电压的正确性及程序可控性。

    3.磁粉制动器也选择了可控型稳压电源，不同的测试力矩选择不同的工作电压。因为磁粉制动器是非线性元件，为了保证测试力矩的正确性，我们在电机测试端旋转盘的下方安装了经过调校的扭力传感器。并设计了调校程序。

    调校方法为：先在电机旋转测试端安装一杠杆，在杠杆的一端吊一500克砝码，读取扭力传感器的电信号作为该点的标准。再依次吊1000克、1500克、2000克等不同的砝码，读取不同点的电信号。

    将杠杆和砝码拿去，在测试夹具上安装一只被测电机并通电使其旋转，然后逐渐加高磁粉制动器的输入电压，这时扭力传感器上的输出电信号也逐渐升高，当达到以上不同砝码输出点的电信号值时，分别记录下磁粉制动器的输入电压，这些电压就是这些点的负载电压。再根据二元一次方程，分别计算出相邻两点间的k及b值，即可得到磁粉制动器任意点的近似负载工作电压值。

    4.转速测试用的编码器选用pepperl+fuchs公司的产品，分辨率为每转2500个脉冲。利用模拟采集卡6024的两个计数端，分别测量被测电机的转速及电机转动的角度。这项工作在labview软件的实例中已有，只要拷贝过来就可以使用。

    5.电流信号采样选用30a/75mv 0.2级的电流分流器，再经过电流变送器，变成0～5v的电压送到采集卡模拟输入端。

    6.电压信号的采样选用0～30v/0～5v电压信号隔离器，将0～5v的电压送到采集卡模拟输入端。

    7.振动测量选用pcb的加速度传感器及放大器，每次测量时将装有传感器的吊袋放下，传感器上的磁铁吸在电机机壳上进行测量。振动信号经"汉宁窗"及"频谱"分析处理后输出振动波形。在10～4500hz频率范围内分成四个频段，每个频段的振动量设有不同的上下限，用来发现电机不同的缺陷。

    同时，连续测量一组电机振动信号，用时间域来进行鉴定分析。cgm（case growl measurement机壳噪音测量）：它用来鉴定电机转子在旋转周期内脉冲信号的波形，可测出电机转子在每旋转一周内振动