中型交流電機試驗計算機采集處理系統的設計

論文編號:ZD592 論文字數:46216,頁數:75，有開題報告，任務書，文獻綜述

目錄

摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
  緒論…………………………………………………………………………1
1.1 研制三相異步電機計算機測試系統的意義 ………………………………… 1
1.2 國內外電機自動化測試系統的發展狀況 …………………………………… 2
1.3 課題來源、基本要求和技術經濟指標 ……………………………………… 3
 1.3.1 課題來源…………………………………………………………………3
 1.3.2 基本要求…………………………………………………………………3
 1.3.3技術經濟指標 ……………………………………………………………3
 1.3.4 試驗項目………………………………………………………………… 4
第2章  系統的測試原理 …………………………………………………………… 5
2.1 系統各物理量的測量原理和方法 …………………………………………… 5
 2.1.1 電壓電流的測量 ………………………………………………………5
 2.1.2有功功率和無功功率的測量………………………………………… 5
 2.1.3功率因數和頻率的測量……………………………………………… 5
 2.1.4 轉矩和轉速的測量  ………………………………………………… 5
 2.1.5 溫度的測量…………………………………………………………… 6
2.2 測量誤差的原理 ……………………………………………………………… 6
 2.2.1 誤差的分類及定義…………………………………………………… 6
 2.2.2 提高精度和削弱系統誤差的基本方法……………………………… 8
 2.2.3 測量結果的誤差計算 …………………………………………………9
第3章  電機測試的綜合研究………………………………………………………10
3.1 絕緣電阻的測定 ………………………………………………………………10
 3.1.1 試驗目的及影響因素……………………………………………… 10
 3.1.2 測試儀器的選擇…………………………………………………… 10
 3.1.3 測量的方法………………………………………………………… 10
 3.1.4 測試標準…………………………………………………………… 10
 3.2 繞組冷態電阻的測定……………………………………………………11
 3.2.1試驗目的……………………………………………………………… 11
 3.2.2 測量儀器…………………………………………………………… 11
 3.2.3 測量方法…………………………………………………………… 11
3.3 空載試驗………………………………………………………………………12
 3.3.1 試驗目的 ……………………………………………………………12
 3.3.2 試驗儀器的選用 ……………………………………………………12
 3.3.3 試驗步驟 ……………………………………………………………12
 3.3.4 分析計算 ……………………………………………………………13
 3.3.5 作空載特性曲線及分離鐵耗和機械耗 ……………………………14
3.4 堵轉試驗 ………………………………………………………………………14
 3.4.1 試驗目的 ……………………………………………………………15
 3.4.2 對試驗電源、儀表和測量裝置的要求 ……………………………15
 3.4.3 試驗操作要點 ………………………………………………………15
 3.4.4 控制流程 ……………………………………………………………15
 3.4.5 數據處理及計算分析 ………………………………………………16
3.5 溫升試驗………………………………………………………………………16
 3.5.1 溫升試驗概述 ………………………………………………………16
 3.5.2 各種工作制電機的溫升試驗 ………………………………………18
 3.5.3 溫升試驗控制流程 …………………………………………………19
3.6 負載試驗 ………………………………………………………………………20
 3.6.1 試驗目的及試驗方法 ………………………………………………20
 3.6.2 轉差率的求取 ………………………………………………………20
 3.6.3 效率的直接測定 ……………………………………………………20
 3.6.4定子銅耗的求取………………………………………………………21
 3.6.5轉子銅耗和雜散耗Ps……………………………………………22
 3.6.6 負載試驗操作流程 …………………………………………………22
 3.6.7 工作特性曲線擬合 …………………………………………………23
第4章  系統電源的設計…………………………………………………………… 24
 4.1試驗用電源設備的一般要求 …………………………………………………24
 4.1.1 對諧波電壓因數的要求 ………………………………………………24
 4.1.2 對三相電源對稱的要求 ………………………………………………24
 4.1.3 對頻率的要求 …………………………………………………………24
 4.2 50HZ回饋試驗試驗電源機組原理……………………………………………25
 4.3低頻堵轉試驗試驗電源機組原理 ……………………………………………26
 4.4疊頻法試驗試驗電源機組原理 ………………………………………………26
 4.5勵磁電路的設計 ………………………………………………………………27
 4.5.1電力電子技術介紹 ……………………………………………………27
 4.5.2 三相橋式全控整流電路………………………………………………28
 4.5.3三相全控整流電路的觸發電路 ………………………………………29
 4.5.4晶閘管元件的保護措施 ………………………………………………31
第5章  數據采集系統的設計………………………………………………………33
 5.1數據采集系統…………………………………………………………………33
 5.1.1 系統設計考慮的因數  ………………………………………………33
 5.1.2 系統設計的基本原則  ………………………………………………33
 5.1.3 數據采集系統基本結構  ……………………………………………34
 5.2系統總體設計框圖 … ………………………………………………………35
 5.3智能儀器儀表概述  …………………………………………………………36
 5.3.1 智能儀表與數據采集系統的基本組成………………………………36
 5.3.2智能儀器的主要特點 …………………………………………………36
 5.3.3智能儀器的自動處理功能   …………………………………………37
 5.3.4 儀器測量精度的提高…………………………………………………38
 5.3.5 干擾和數字濾波  ……………………………………………………38
 5.4智能儀器儀表的選擇  ………………………………………………………38
 5.4.1三相交流電流互感器和電流變送器 …………………………………38
 5.4.2 三組合交流電壓變送器………………………………………………42
 5.4.3 有功功率、無功功率變送器…………………………………………43
 5.4.4 頻率變送器……………………………………………………………44
 5.4.5功率因數變送器 ………………………………………………………45
 5.4.6 多路智能巡檢遠傳控制儀……………………………………………46
 5.4.7 JCZ型智能轉矩轉速傳感器 …………………………………………48
 5.5串行傳送的特點………………………………………………………………49
 5.6串行數據傳送方向……………………………………………………………49
 5.6.1 全雙工…………………………………………………………………49
 5.6.2 半雙工…………………………………………………………………50
 5.7串行通信接口的基本任務 …………………………………………………50
 5.8 RS-232串行通信接口的簡介 ………………………………………………50
 5.9 RS-485串行通信接口的簡介 ………………………………………………52
 5.10 RS-485/RS-232轉換器的簡介 ……………………………………………52
 5.11利用RS-485通信時要注意的幾個問題 ……………………………………53
 5.11.1 接地問題…………………………………………………………… 53
 5.11.2 終端匹配…………………………………………………………… 54
 5.11.3 其他注意…………………………………………………………… 54
 5.12控制電路的設計 …………………………………………………………… 54
第6章  系統的軟件設計 ……………………………………………………………57
 6.1系統軟件設計概述 ………………………………………………………… 57
 6.2程序功能及組成 …………………………………………………………… 58
 6.2.1 試驗數據初始化模塊 ……………………………………………… 60
 6.2.2 試驗模塊 …………………………………………………………… 60
 6.2.3 試驗控制模塊 ……………………………………………………… 61
 6.2.4 數據處理與曲線繪制模塊 ………………………………………… 61
 6.2.5查詢管理模塊 …………………………………………………………61
總結與體會 ………………………………………………………………………………62
參考文獻……………………………………………………………………………………63
致謝…………………………………………………………………………………………64
附錄…………………………………………………………………………………………65

摘要   本課題采用計算機作為自動測試系統的核心控制設備，其他各種數據的采集就利用智能儀表、電阻測試儀和轉矩轉速測試儀等設備組成測試系統的硬件設備。整個測試系統大致分為三部分：計算機軟件計算和顯示部分；現場數據采集；通信，其中計算機軟件計算和顯示部分由數據存儲、輸出部分以及繪圖、計算部分組成，它可以實現數據的存取、計算、分析和圖表功能；現場數據采集設備負責采集試驗數據，像電壓、電流、功率以及功率因數等等；通信設備主要負責采集到的數據的傳輸。
 論文詳細的分析和論述了三相異步電動機各個試驗項目的自動測試，在所研制的測試系統中，可以根據試驗的結果用MATLAB進行曲線擬合，最后得到三相異步電機的工作特性曲線和型式試驗的結果報表。系統大大提高了電機試驗的測量精度和數據處理的準確性，減少了試驗勞動強度和試驗時間，特別是根據試驗數據作某些分析時，大大地減少了人為因素對結果存在的影響，實現了計算機全智能化的自動控制，自動化的數據處理和曲線繪制，并能靈活的查詢及打印試驗報表。整個系統操作簡易靈活、使用方便。穩定可靠、測量精度高，非常有利于電機型式試驗的操作。
 
關鍵飼：三相異步電機，計算機自動測試系統，智能儀器儀表，通信設備，電力電子技術。