中型交流电机试验计算机采集处理系统的设计

文档编号:ZD592 文档字数:46216,页数:75，有开题报告，任务书，文献综述
摘要   本课题采用计算机作为自动测试系统的核心控制设备，其他各种数据的采集就利用智能仪表、电阻测试仪和转矩转速测试仪等设备组成测试系统的硬件设备。整个测试系统大致分为三部分：计算机软件计算和显示部分；现场数据采集；通信，其中计算机软件计算和显示部分由数据存储、输出部分以及绘图、计算部分组成，它可以实现数据的存取、计算、分析和图表功能；现场数据采集设备负责采集试验数据，像电压、电流、功率以及功率因数等等；通信设备主要负责采集到的数据的传输。
 文档详细的分析和论述了三相异步电动机各个试验项目的自动测试，在所研制的测试系统中，可以根据试验的结果用MATLAB进行曲线拟合，最后得到三相异步电机的工作特性曲线和型式试验的结果报表。系统大大提高了电机试验的测量精度和数据处理的准确性，减少了试验劳动强度和试验时间，特别是根据试验数据作某些分析时，大大地减少了人为因素对结果存在的影响，实现了计算机全智能化的自动控制，自动化的数据处理和曲线绘制，并能灵活的查询及打印试验报表。整个系统操作简易灵活、使用方便。稳定可靠、测量精度高，非常有利于电机型式试验的操作。
 
关键饲：三相异步电机，计算机自动测试系统，智能仪器仪表，通信设备，电力电子技术。

目录

摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
  绪论…………………………………………………………………………1
1.1 研制三相异步电机计算机测试系统的意义 ………………………………… 1
1.2 国内外电机自动化测试系统的发展状况 …………………………………… 2
1.3 课题来源、基本要求和技术经济指标 ……………………………………… 3
 1.3.1 课题来源…………………………………………………………………3
 1.3.2 基本要求…………………………………………………………………3
 1.3.3技术经济指标 ……………………………………………………………3
 1.3.4 试验项目………………………………………………………………… 4
第2章  系统的测试原理 …………………………………………………………… 5
2.1 系统各物理量的测量原理和方法 …………………………………………… 5
 2.1.1 电压电流的测量 ………………………………………………………5
 2.1.2有功功率和无功功率的测量………………………………………… 5
 2.1.3功率因数和频率的测量……………………………………………… 5
 2.1.4 转矩和转速的测量  ………………………………………………… 5
 2.1.5 温度的测量…………………………………………………………… 6
2.2 测量误差的原理 ……………………………………………………………… 6
 2.2.1 误差的分类及定义…………………………………………………… 6
 2.2.2 提高精度和削弱系统误差的基本方法……………………………… 8
 2.2.3 测量结果的误差计算 …………………………………………………9
第3章  电机测试的综合研究………………………………………………………10
3.1 绝缘电阻的测定 ………………………………………………………………10
 3.1.1 试验目的及影响因素……………………………………………… 10
 3.1.2 测试仪器的选择…………………………………………………… 10
 3.1.3 测量的方法………………………………………………………… 10
 3.1.4 测试标准…………………………………………………………… 10
 3.2 绕组冷态电阻的测定……………………………………………………11
 3.2.1试验目的……………………………………………………………… 11
 3.2.2 测量仪器…………………………………………………………… 11
 3.2.3 测量方法…………………………………………………………… 11
3.3 空载试验………………………………………………………………………12
 3.3.1 试验目的 ……………………………………………………………12
 3.3.2 试验仪器的选用 ……………………………………………………12
 3.3.3 试验步骤 ……………………………………………………………12
 3.3.4 分析计算 ……………………………………………………………13
 3.3.5 作空载特性曲线及分离铁耗和机械耗 ……………………………14
3.4 堵转试验 ………………………………………………………………………14
 3.4.1 试验目的 ……………………………………………………………15
 3.4.2 对试验电源、仪表和测量装置的要求 ……………………………15
 3.4.3 试验操作要点 ………………………………………………………15
 3.4.4 控制流程 ……………………………………………………………15
 3.4.5 数据处理及计算分析 ………………………………………………16
3.5 温升试验………………………………………………………………………16
 3.5.1 温升试验概述 ………………………………………………………16
 3.5.2 各种工作制电机的温升试验 ………………………………………18
 3.5.3 温升试验控制流程 …………………………………………………19
3.6 负载试验 ………………………………………………………………………20
 3.6.1 试验目的及试验方法 ………………………………………………20
 3.6.2 转差率的求取 ………………………………………………………20
 3.6.3 效率的直接测定 ……………………………………………………20
 3.6.4定子铜耗的求取………………………………………………………21
 3.6.5转子铜耗和杂散耗Ps……………………………………………22
 3.6.6 负载试验操作流程 …………………………………………………22
 3.6.7 工作特性曲线拟合 …………………………………………………23
第4章  系统电源的设计…………………………………………………………… 24
 4.1试验用电源设备的一般要求 …………………………………………………24
 4.1.1 对谐波电压因数的要求 ………………………………………………24
 4.1.2 对三相电源对称的要求 ………………………………………………24
 4.1.3 对频率的要求 …………………………………………………………24
 4.2 50HZ回馈试验试验电源机组原理……………………………………………25
 4.3低频堵转试验试验电源机组原理 ……………………………………………26
 4.4叠频法试验试验电源机组原理 ………………………………………………26
 4.5励磁电路的设计 ………………………………………………………………27
 4.5.1电力电子技术介绍 ……………………………………………………27
 4.5.2 三相桥式全控整流电路………………………………………………28
 4.5.3三相全控整流电路的触发电路 ………………………………………29
 4.5.4晶闸管元件的保护措施 ………………………………………………31
第5章  数据采集系统的设计………………………………………………………33
 5.1数据采集系统…………………………………………………………………33
 5.1.1 系统设计考虑的因数  ………………………………………………33
 5.1.2 系统设计的基本原则  ………………………………………………33
 5.1.3 数据采集系统基本结构  ……………………………………………34
 5.2系统总体设计框图 … ………………………………………………………35
 5.3智能仪器仪表概述  …………………………………………………………36
 5.3.1 智能仪表与数据采集系统的基本组成………………………………36
 5.3.2智能仪器的主要特点 …………………………………………………36
 5.3.3智能仪器的自动处理功能   …………………………………………37
 5.3.4 仪器测量精度的提高…………………………………………………38
 5.3.5 干扰和数字滤波  ……………………………………………………38
 5.4智能仪器仪表的选择  ………………………………………………………38
 5.4.1三相交流电流互感器和电流变送器 …………………………………38
 5.4.2 三组合交流电压变送器………………………………………………42
 5.4.3 有功功率、无功功率变送器…………………………………………43
 5.4.4 频率变送器……………………………………………………………44
 5.4.5功率因数变送器 ………………………………………………………45
 5.4.6 多路智能巡检远传控制仪……………………………………………46
 5.4.7 JCZ型智能转矩转速传感器 …………………………………………48
 5.5串行传送的特点………………………………………………………………49
 5.6串行数据传送方向……………………………………………………………49
 5.6.1 全双工…………………………………………………………………49
 5.6.2 半双工…………………………………………………………………50
 5.7串行通信接口的基本任务 …………………………………………………50
 5.8 RS-232串行通信接口的简介 ………………………………………………50
 5.9 RS-485串行通信接口的简介 ………………………………………………52
 5.10 RS-485/RS-232转换器的简介 ……………………………………………52
 5.11利用RS-485通信时要注意的几个问题 ……………………………………53
 5.11.1 接地问题…………………………………………………………… 53
 5.11.2 终端匹配…………………………………………………………… 54
 5.11.3 其他注意…………………………………………………………… 54
 5.12控制电路的设计 …………………………………………………………… 54
第6章  系统的软件设计 ……………………………………………………………57
 6.1系统软件设计概述 ………………………………………………………… 57
 6.2程序功能及组成 …………………………………………………………… 58
 6.2.1 试验数据初始化模块 ……………………………………………… 60
 6.2.2 试验模块 …………………………………………………………… 60
 6.2.3 试验控制模块 ……………………………………………………… 61
 6.2.4 数据处理与曲线绘制模块 ………………………………………… 61
 6.2.5查询管理模块 …………………………………………………………61
总结与体会 ………………………………………………………………………………62
参考文献……………………………………………………………………………………63
致谢…………………………………………………………………………………………64
附录…………………………………………………………………………………………65

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