基于虚拟仪器的中频发电机试验系统设计

论文编号:ZD343  论文字数:21286,页数:47
 
摘要：随着电机的广泛应用，我们对电机质量和性能的要求也越来越严格，因此，对电机测试系统的数据采集技术和处理技术要求也越来越高。传统的指针式仪表无论在测试精度、灵敏度还是测量速度等方面都不能满足生产试验的需要，现在，电子技术和计算机技术的高速发展为电机测试系统的发展提供了良好的条件。计算机技术和仪器仪表技术的结合，产生了虚拟仪器——基于计算机的采集测试和分析技术，仪器逐渐进入虚拟仪器时代。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering workbench）是一种图形化的编程语言，使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。因此它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
综上所述，基于虚拟仪器的中频发电机试验系统具有很高的可靠性和准确性，基本符合产品的要求。
关键字：电机试验；虚拟仪器；图形化编程；数据采集；信号处理
 
 
 The Design of Med-Frequency Generator
Test System Based on Virtual Instrument

ABSTRACT：As the wide use of electrical machinery,we are stricter on the quality and function of electrical machinery.Therefore,we are stricter on the data collecting technology and processing technology too. traditional instruments and apparatuses cann’t satisfy the demand for production and experiment in many fields.at present,the development of the electronic technology and computering technology can offer a good condition for electrical machinery test system. the combination of technology of the computer and technology of instrument and apparatus produces the virtual instrument ——Testing and analysing technology in collection based on computer, the instrument enters the era of virtual instrument gradually.
 In fact, according to the instrument’s demand, virtual instrument organize the data collecting system.By the research of virtual instrument,involve in some basic theories,such as data collecting technology and digital signal processing.At present,in the area of virtual instrument,the LabVIEW was invented by american company IN is one of computer language.It was used more extensive.
 LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering workbench）is a figure programming language.When we use this language to write programs,we needn’t to write program code,the flow chart was replace program code. It can make better use of the terminology, picture identifier and concept that the technical personnels,scientists and engineers are familiar with. It can improve the work efficiency greatly when we are using it to do things such as principle research, design,test and realizing the equipment system.So it is widely accepted by the industrial fields,academic circles and the research labs.It is also considered as a standard software for data collecting and equipment controlling.
In a word, Med-frequency generator test system based on virtual Instrument is valuable and helpful for the development of test measurement system.It have already accorded with the request of the products basically.
Keywords: The electrical machinery testing; Virtual instrument; Figure programming; Data collecting ;Signal processing

目  录
 
摘要 …………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章  绪论………………………………………………………………………………… 1
1.1 电机试验概述……………………………………………………………………… 1
 1.1.1 电机测试技术……………………………………………………………… 1
 1.1.2 电机测试技术与自动测试系统的发展…………………………………… 1
1.2 虚拟仪器技术……………………………………………………………………… 3
 1.2.1 虚拟仪器的组成和分类…………………………………………………… 3
 1.2.2 虚拟仪器的优点…………………………………………………………… 4
 1.2.3 虚拟仪器的软件系统……………………………………………………… 5
 1.2.4 虚拟仪器的现状和展望…………………………………………………… 5
1.3 本课题的目的与意义……………………………………………………………… 6
第2章  系统总体方案的确定……………………………………………………………… 8
2.1 系统总体设计要求………………………………………………………………… 8
2.2 系统设计方案的比较……………………………………………………………… 8
第3章  系统硬件电路设计………………………………………………………………11
3.1 系统硬件的总体结构设计………………………………………………………11
3.2 系统硬件子模块的设计…………………………………………………………12
 3.2.1传感器的选择……………………………………………………………… 12
 3.2.1.1 电流传感器的选择……………………………………………………… 12
 3.2.1.2 电压传感器的选择……………………………………………………… 13
 3.2.1.3 速度传感器的选择……………………………………………………… 14
 3.2.2 信号调理电路……………………………………………………………… 14
 3.2.3 数据采集卡(DAQ) ………………………………………………………15
 3.2.5 计算机的选择……………………………………………………………… 17
第4章  基于LabVIEW的系统软件设计………………………………………………… 18
4.1系统总体软件设计………………………………………………………………… 18
4.2 测试系统运用的算法分析………………………………………………………19
 4.2.1谐波分析…………………………………………………………………… 19
 4.2.2 采样………………………………………………………………………… 20
 4.2.3 曲线拟合…………………………………………………………………… 21
 4.2.4  DFT与FFT算法…………………………………………………………22
4.3 测试系统菜单设计………………………………………………………………24
4.4数据采集程序设计…………………………………………………………………26
4.5 各项测试的设计实现………………………………………………………………29
 4.5.1 他励空载特性测试…………………………………………………………29
 4.5.2 他励稳态短路特性测试……………………………………………………30
 4.5.3 电压波形正弦性畸变率的测定……………………………………………31
 4.5.4 对称负载下的电压偏差、相位差…………………………………………32
第5章　实验结果与分析……………………………………………………………………34
5.1 采集程序的调试…………………………………………………………………34
5.2 他励空载特性的调试………………………………………………………………35
5.2 他励短路稳态短路特性的调试……………………………………………………36
5.2 电压波形正弦性畸变率的调试……………………………………………………36
5.2 对称负载下的电压偏差、相位差的调试…………………………………………37
结束语………………………………………………………………………………………38
参考文献……………………………………………………………………………………39
致谢…………………………………………………………………………………………41