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发电机电参量测试装置的研制

专 业: 电气工程
关键词: 发电机 实时检测 电参量测试系统 数字信号控制器
分类号: TM93  TM31
形 态: 共 55 页 约 36,025 个字 约 1.723 M内容
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内容摘要


发电机电参量测试是出厂试验必不可少的一部分。

在电机试验中,采用模拟表计进行发电机电参量测试仍然很普遍,使用模拟表在进行试验时需要较多的测量仪表和工作人员相互配合,且在测试过程中无法检测到波形畸变率及序分量。

对于发电机来说,国际电工委员会IEC规定,发电机实际的端电压波形在任何瞬间与基波波形之差不得大于基波幅值的5%,同时对发电机端电压的对称性也有严格的要求。

因此发出电压的波形畸变率及序分量是检测发电机性能的重要参数。

本论文在对美国微芯公司的dsPIC30F系列数字信号控制器分析后,利用其强大的数据处理能力将谐波及序分量分析引入到发电机电参量测试系统中。

论文以dsPIC30F6014芯片为核心,设计了一套发电机电参量测试装置。

软件是本测试装置设计的重点,测试装置软件以FFT算法为核心,根据微芯公司提供的DSP函数库,在矢量函数及变换函数的基础上,对微芯公司提供的FFT函数进行了修正和改进,编写了更为通用的、高效率高精度的FFT函数fractional数据类型,并通过实验验证。

以此FFT算法为基础,确定合适的采样率,进一步进行采样、基本电参量、波形畸变率及序分量的计算。

测试装置采用频率跟踪,可以对50Hz、60Hz及200Hz三种发电机进行测试,提高了FFT算法的精度并使测试装置具有一定的通用性。

在编程中,需要特别注意对输入输出复数矢量的地址空间的分配及程序的时效性。

在试验过程中,有许多数据需要进行汇总,以负载试验为例,需要测量几组不同时刻的电参量值后再进行计算,因此为了解决试验过程中记录数据繁琐的问题,实现了上位机软件与测试装置的相互协调工作,上位机软件使用Delphi语言编写。

通过上位机软件可以记录几组不同的电参量值、谐波分量及进行波形显示,使测试装置与上位机共同构成发电机测试平台的一个功能单元。

通过对硬件、软件各部分的实验及搭建实验平台进行实验,从对实验结果的精度及功能分析表明该发电机电参量测试装置可以实现对不同频率发电机基本电参量的信息反馈,在出厂试验中对发电机的性能研究有一定的指导意义,这些信息包括三相交流电压、三相交流电流、三相电功率、频率、功率因数及波形畸变率、序分量的计算和分析。

本测试装置既可单独使用进行出厂前测试或对发电机进行实时检测,也可与上位机构成一个测试系统..……

全文目录


文摘
英文文摘
1绪论
1.1电机测试技术概述
1.2发电机电参量测试发展现状
2发电机电参量测试算法
2.1交流采样算法
2.2采样频率的选择
2.3同步采样法
2.3.1硬件同步采样法
2.3.2软件同步采样法
2.4频率测量方法
2.5基本电参量的算法分析
2.5.1均方根法
2.5.2频域算法
2.6非正弦电路功率和功率因数的算法
2.7波形畸变率计算
2.8负序、零序分量算法
2.9谐波测量算法
2.10本章小结
3测试装置的硬件设计
3.1微处理器的选择
3.1.1 dsPIC30F系列数字信号控制器
3.1.2芯片的选定
3.2测试装置的总体设计
3.3模拟量采样及调理电路设计
3.3.1变换器的选择
3.3.2模拟量的调理电路设计
3.4频率检测电路设计
3.5通信接口电路设计
3.6其他模块电路的设计
3.7电路板的抗干扰设计
3.8硬件装置实物图
3.9本章小结
4测试装置的软件设计
4.1软件总体设计思路
4.2初始化程序设计
4.3 FFT算法的实现
4.3.1 DSP函数数据类型
4.3.2 FFT相关函数及其实现
4.3.3 FFT运算结果验证及点数的选择
4.4 A/D模块程序设计
4.4.1顺序采样误差分析
4.4.2 A/D中断程序设计
4.5 CAN模块配置
4.5.1 CAN通信速率设置
4.5.2 CAN地址配置
4.5.3报文发送
4.6其他模块程序设计
4.7用dSPIC30F6014编程需要注意的问题
4.8本章小结
5实验结果分析
5.1测试系统误差分析
5.1.1采样同步误差
5.1.2 A/D量化误差
5.1.3前置输入通道增益漂移
5.1.4截断误差分析
5.2实验结果分析
5.2.1测试装置谐波实验结果分析
5.2.2方波信号FFT结果分析
5.2.3同一信号6路顺序采样结果分析
5.2.4序分量、波形畸变率及功率计算结果分析
5.2.5电网电参量测试
5.3本章小结
6总结与展望
6.1全文总结
6.2展望
参考文献

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中图分类: > TM93 > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器
其他分类: > TM31 > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组(总论)

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