交流电机型式试验及计算机软件的研究

论文编号:JD155  字数:25900,页数:63

一、基本任务及要求：                                                  
掌握和分析交流电机型式试验的方法及基本原理；
掌握和分析交流电机各物理量的特征及测试；
研究交流电机型式试验的计算机测试系统；
确定交流电机型式试验的系统设计框图；
初步完成交流电机型式试验的计算机软件设计。

前  言

随着电机技术的不断成熟和电机性能的不断提高，传统的测试技术越来越不适应现代化的要求，自动测试技术取代传统的测试技术势在必行。
本系统具体实施过程就是以微型计算机与该系统的连接实现自动通讯监控，通过高性能的传感器对交流电机试验的各项参数自动进行现场数据采集并计算，最后作出型式试验报告或出厂试验报告，判定电机性能是否合格。这种试验系统与传统的试验方法相比，它的突出优点主要表现在：首先它缩短了试验时间，提高了试验效率，减少试验工作量；其次它的试验可靠性更高，测试的数据更精确，能自动对现场物理量进行实时采集、保存、处理与显示；再次，因为它是通过各种先进的传感器，所以能轻易获得一些不可直接测量或很难人工测量的技术参数；最后由于该系统能实时的自动生成试验报告显示并打印，因而就省去了人工记录试验结果这一过程，这也有利于工作效率的提高。
当今随着计算机技术、通讯技术、智能仪表的不断发展，为交流电机试验及计算机软件系统的设计提供了硬件设备和方向。与国外相比，我国电机自动测试技术的发展相对缓慢，测试手段相对落后，各个方面使我们感到很有必要研制这种智能自动测试系统。近年来，微型计算机技术应用的大量推广，为自动测试系统开拓了发展的新途径。计算机技术和传感技术的发展，会使得交流电机型式试验的软件系统进一步的完善，使得测试的各种性能参数更加精确，分析的结果更加准确；而且节约了大量的人力、物力，这对电机的发展前景是有相当重要的意义的！

目   录

摘  要.........................................................................  I
Abstract .......................................................................II
第一章 绪论 ....................................................................1 
1.1电机型式试验简介 .............................................................1
1.2 电机测试标准.................................................................1
1.3电机自动测试概述 .............................................................2
       1.3.1电机自动测试的发展 ..................................................2 
       1.3.2电机自动测试的特点.................................................. 3 
    第二章 系统结构与试验数据测量原理  ..........................................4
2.1电压电流的测量................................................................4
2.2瞬时功率测量 .................................................................5
2.3平均功率测量 .................................................................6
2.4功率因数和频率的测量......................................................... 6
2.5转矩和转速的测量 .............................................................7
2.6温度的测量 ...................................................................7
第三章交流电机试验方法及说明 ...................................................8
3.1直流电阻测定................................................................. 8
3.1.1试验目的................................................................... 8
3.1.2测量仪器................................................................... 8
3.1.3试验方法 ...................................................................8
3.2绝缘电阻测量................................................................. 9
 3.2.1试验目的................................................................. 10
 3.2.2测试仪器的选择............................................................10
 3.2.3试验过程................................................................. 10
3.3转子开路电压 ................................................................10
 3.3.1试验过程 .................................................................10
3.4空载试验（空载电流和空载损耗）...............................................11
3.4.1试验目的.................................................................. 11
3.4.2试验过程.................................................................. 11
3.5堵转试验 ....................................................................12
 3.5.1试验目的 .................................................................12
 3.5.2试验过程 .................................................................12
3.6效率、功率因数及转差率的测量 ................................................13
 3.6.1直接负载法................................................................13
 3.6.2间接法 ...................................................................16
3.7温升试验 ....................................................................19
 3.7.1试验目的................................................................. 20
 3.7.2试验分类方法..............................................................20
 3.7.3试验过程 .................................................................20
3.8转矩转速的测量 ..............................................................21
 3.8.1试验目的 .................................................................21
 3.8.2试验过程 .................................................................21
3.9耐电压试验 ..................................................................22
3.9.1试验过程 ..................................................................22
3.10振动及噪声的测量............................................................23
 3.10.1试验过程.................................................................23
第四章自动测试系统硬件介绍.....................................................24
4.1系统的结构和基本原理.........................................................24
4.2微型计算机在电机测试中的应用 ................................................25
4.3电机试验用测量仪器介绍.......................................................26
4.4部分元器件原理及设计.........................................................27
 4.4.1传感器选型及其应用........................................................28
 4.4.2采样－保持电路 ...........................................................29
 4.4.3模/数转换器...............................................................31
        4.4.4数据采集系统.......................................................31
4.5串行通信接口选型 ............................................................32
 4.5.1串行通信接口标准..........................................................32
4.5.2串行通信接口的选定 ........................................................33
第五章自动测试系统软件设计.....................................................36
5.1开发环境介绍 ................................................................36
5.2开发语言................................................................. ...36
5.3界面设计 ....................................................................36
5.4软件设计方案.................................................................36
5.5程序设计.................................................................... 42
5.5.1程序流程图（空载试验）.................................................... 42
5.5.2程序（空载试验） ..........................................................43

5.6人机接口 ................................................................... 50
结束语......................................................................... 52
参考文献 .......................................................................53
致  谢......................................................................... 54
 

摘  要：随着电机工业及计算机的发展，电机自动测试系统以前所未有的速度迅速发展。目前，自动测试系统经由专用自动测试系统、标准总线自动测试系统、PC机自动测试系统已发展到第四代— “虚拟仪器”测试系统。国内的电机自动测试系统以第三代— PC机自动测试系统为主，在硬件上基本采用以PC机为中心，配合其它外围采集、控制电路组成。
本设计应用微型计算机来测试电机参数，以完成电机参数的自动测试在常规的电机型式实验中常常要测取电压、电流、功率等，要准确地测出电压和电流的瞬时值，可以利用微型计算机的运算功能，准确地算出功率值，使电路显著简化，提高了可靠性，并大大降低了测试难度。
　  由于使用微型计算机进行电机参数测试有以上很多优点，所以我们才设计开发了这套电机参数自动测试系统。基于电机参数测试的基本原理以及国标对电机参数测试的要求，再应用微机进行控制和实现测试功能，是本系统最重要的特点。
论文主要包括以下几个部分：第一章，概括讲述了自动测试系统当前的发展概况和特点；第二章，说明了电机参数测试的基本原理和主要使用的测试方法，为下一步的硬件设计做准备；第三章，详细讲述了交流电机型式试验的方法；第四章，详细讲述了微机在测试系统中应用的原理和结构，以及硬件的配备原则。第五章，详细介绍了自动测试系统软件的设计思路，使用流程图进行说明。该系统的界面采用多窗口、多级菜单，具有面向用户的特点，对于有一定电机专业知识的人员，无需培训即可进行操作，使用起来方便、灵活。
关键词：电机 自动测试系统 微型计算机 用户界面