基于虚拟仪器的中频发电机试验系统设计

1、基于虚拟仪器的中频发电机试验系统设计【论文字数: 29000 论文价格:300元（整套论文） 论文编号:ea95】 目 录摘要IABSTRACTI第1章 绪论11.1 电机试验简介11.2 电机试验的发展史11.3 电机试验的现状及存在的问题21.3.1 电机试验的现状21.3.2 存在的问题21.4 虚拟仪器应用于电机试验的必然性31.5 本课题的研究内容3第2章 虚拟仪器技术52.1 虚拟仪器技术的概念52.2 虚拟仪器的发展62.3 仪器的软硬件构成62.3.1 虚拟仪器的硬件构成62.3.2 虚拟仪器的软件构成72.4 虚拟仪器技术的特点及核心8第3章 电气参数的测量算法研究及试验方法

2、103.1 电压、电流的测量103.1.1 有效值的测量103.1.2 峰值的测量113.2 转速的测量123.3 谐波分析123.3.1 傅立叶级数的离散算法133.3.2 离散傅立叶变换(DFT)143.3.3 快速傅立叶变换(FFT)153.3.4 窗函数和频谱泄露173.4 相位差测量183.5 曲线拟合203.5.1 用最小二乘法进行一元线性回归203.5.2 多项式函数拟合算法213.6 试验方法223.6.1 他励空载特性试验223.6.2 他励短路稳态短路特性233.6.3 电压波形正弦性畸变率的测定233.6.4 对称负载下的电压偏差、相位差24第4章 系统方案设计254.1

3、 虚拟仪器系统组建方案25 4.1.1 VXI组建方式25 4.1.2 PC总线DAQ组建方式25 4.1.3 PXI组建方式264.2 采样方案的选择264.2.1 参量的采样方式264.2.2 交流采样方法274.3 系统分析284.3.1 系统组成分析284.3.2 系统工作原理304.4 系统硬件设计304.4.1 传感器的选择314.4.2 信号调理电路设计314.4.3 DAQ卡的选择324.5 软件概要设计334.5.1 软件开发环境334.5.2 系统数据分析36第5章 软件设计385.1 概述385.2 主面板设计385.3 数据采集模块405.4 他励空载特性试验425.5

4、 电压波形正弦性畸变率的测定435.6 对称负载下相位差、电压偏差的测定44结论46参考文献47致谢49基于虚拟仪器的中频发电机试验系统设计摘 要：新型电机的不断出现，新的测试项目和要求也不断的提出。随着计算机和软件技术的发展，虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展方向，采用虚拟仪器实现电机试验也成为电机试验的发展趋势。本课题研究开发了以PC为硬件平台、以美国国家仪器（NI）公司的LABVIEW为软件开发平台，配合必要的传感器、信号调理和数据采集卡组成的多通道电机测试分析虚拟仪器系统。该系统在计算机上通过软件控制数据采集、进行信号处理分析并显示结果，能满足实际电机试验的需要。实践证明，这种方案具有

5、良好的扩展性和较高的性价比，并且易于开发，适合于工程人员使用。关键词：虚拟仪器；电机试验；LabVIEW；数据采集；信号分析Research of Med-Frequency GeneratorTest System Based on Virtual InstrumentABSTRACT :At present, with the constant appearance of new-type motor, new test projects and requisition constantly expound. With the development of the computer and

6、 software technique, the virtual instrument is becoming development direction in testing field gradually, motor test based on virtual instrument has become the trend of motor test. So this subject base on PC as hardware workbench, laboratory virtual instrument workbench(LabVIEW) developed by America

7、 National Instruments corporation as development software, essential sensor, signal conditioner and acquisition card. The system can control data acquisition , processing and display in computer, to meet the demand of motor test. The system adopt software to control data acquisition, signal analysis

8、 and result display, can satisfy demand of practical generator test. The experiment result has proved that the method has good expansibility and high cost performance，easy to develop，be fit for use of engineer.Keywords: Virtual instrument; Generator and motor test; LabVIEW; Data acquisition; Signal

9、analysis第1章 绪 论1.1 电机试验简介电机试验是利用仪器、仪表及有关设备，按照有关标准的规定，对电机制造过程中形成的半成品和成品、或以电机为主体的配套产品的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性等技术指标进行的检验。通过这些检验，可以全部或部分反映出被试电机的有关性能数据，用这些数据，可以判断被测产品是否符合设计要求、品质的优劣以及改进的目标和方向1。电机从新产品研制、投产，直至运行、维修的整个生产和使用过程，大体可分为3个阶段：研制阶段、正式投入批量生产阶段、运行和维修阶段。在其中任一阶段都要进行一系列试验，以便获取电机的各种物理参数和性能指标2。1.2 电机试验的发展史电机测试是

10、测试领域中一个重要组成部分，它的发展总是以仪器的发展作为推动力。最早的电机试验系统主要是由20世纪40年代发展起来的传统仪器如各种指针式电磁仪表组成。测量完全由人工操作，目测读数，人工记录数据与分析计算。仪表的作用只是完成参数的检测，数据的读取和分析处理全部由人工完成，劳动强度大，工作效率低，测量误差大，可测项目少,而且试验数据可靠性往往受到人为因素的影响。现在这种测试方法已基本逃汰。随着计算机技术的发展，1972年诞生了单片机，它为测试技术注入了新的发展契机，各种数字式仪表应运而生，电机试验中也开始广泛采用各种数字式仪表及装置来检测各物理量。数字式仪表与指针式仪表相比，一是提高了测量精度，二

11、是将模糊指示变成了精确指示，避免了人工判断读数产生的误差。但早期的数字式仪表仍然是单个仪表独立使用，相互之间没有联系，也不能与计算机系统相连，因此，电机试验仍然是手工操作，人工测量存在的问题没有实质性的改善。随着接口的标准化，19世纪末美国电气和电子工程师学会IEEE、国际电工委员会IEC正式颁布了IEEE-488、IEC-625标准，即GPIB（General Purpose Interface Bus），其后又不断的得到了发展和完善。事实上,利用现有的PC机，再配置一块GPIB接口板，就能将带有GPIB接口的仪器和计算机组成一个自动测试系统，既经济，又实用。由于摘要：LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境的简称，是美国国家仪器公司的产品。本设计介绍了虚拟仪器的功能，特点，以及应用场合。虚拟仪器是现代化测量技术和计算机技术结合的产物，它将计算机采集测试分析引入到电子测量领域，用数字化和软件技术极大提高测试的灵活性和可扩展性。LabVIEW是一种优秀的虚拟仪器系统开发平台，广泛应用于工控开发。本文主要介绍了虚拟仪器的概念，开发语言LabVIEW及其特点，及虚拟波形发生器，波形显示器实现的一种方法。对如何利用LabVIEW图形编程语言进行虚拟仪器开