專利名稱：一種交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交流發(fā)電機(jī)組測試系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種交流發(fā)電機(jī)組 電氣性能的測試裝置。
背景技術(shù)：
小容量單相交流發(fā)電機(jī)組，通常采用汽油或柴油動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)，驅(qū)動(dòng)交流發(fā)
電機(jī)將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為交流電(AC),當(dāng)該交流電向負(fù)載供電時(shí)，為了保證負(fù)載 的安全、可靠運(yùn)行， 一般要確保交流發(fā)電機(jī)輸出電能的電壓、頻率控制在一定 范圍內(nèi)，對(duì)于某些特定負(fù)載設(shè)備還需要保證電壓波形的失真率低于一個(gè)給定值。 由于中小功率內(nèi)燃機(jī)普遍采用飛輪連桿機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，因此大部分小容量交流
發(fā)電機(jī)組的輸出電壓不是很穩(wěn)定，特別是當(dāng)負(fù)載劇烈變化時(shí)。為了保證發(fā)電機(jī) 組在使用過程中不損壞其連接的負(fù)載，需要對(duì)發(fā)電機(jī)組帶載時(shí)的電氣特性進(jìn)行 逐臺(tái)測試，也就是將測試負(fù)載、或其它模擬負(fù)載如電磁爐、空調(diào)、照明燈等耦 合到發(fā)電機(jī)輸出端，讓后通過測試探針檢測帶負(fù)載過程中發(fā)電機(jī)組輸出電壓、 頻率、電流等參數(shù)，特別是電壓波動(dòng)范圍，連續(xù)輸出最大功率等。
現(xiàn)有技術(shù)中的交流發(fā)電機(jī)組負(fù)載測試裝置，采用多功能電參數(shù)測量表與手
動(dòng)投切負(fù)載相結(jié)合的方式，存在很多缺陷首先，發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率隨著 轉(zhuǎn)速變化而持續(xù)波動(dòng)，通用的電參數(shù)測量表由于不具備動(dòng)態(tài)鎖相功能而只能采 用有效值方法測試，因此其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度低，不能捕捉到負(fù)載變換瞬間電壓的 劇烈變換過程；其次，其測試數(shù)據(jù)采用手工記錄方式，記錄點(diǎn)數(shù)少，容易漏掉 發(fā)電機(jī)工作異常狀態(tài)，破壞了測試數(shù)據(jù)的完整性，同時(shí)也容易產(chǎn)生誤操作；第三，測試數(shù)據(jù)的分析、判斷完全依據(jù)操作員的經(jīng)驗(yàn)，不僅沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也 難以對(duì)機(jī)組返工調(diào)校提供技術(shù)路線支撐。此外，測試過程加載方式不一致、測 試速度慢、效率低、測試過程可控性差等也會(huì)導(dǎo)致相關(guān)管理問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供能夠準(zhǔn) 確地測試交流發(fā)電機(jī)組的不同負(fù)載率，以及測試在其負(fù)載動(dòng)態(tài)變換瞬間的電氣 輸出性能的一種交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種交流發(fā)電機(jī)組電 氣性能的測試裝置，包括一交流發(fā)電機(jī)組、 一一體化工作站、 一激光掃描器， 其特征在于還包括一與所述交流發(fā)電機(jī)組電連接的一PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列； 所述PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列通過一電壓傳感器、 一電流傳感器電連接一負(fù)載柜； 所述電壓傳感器、電流傳感器電連接一 DSP嵌入式信號(hào)處理器； 一一體化工作 站與所述激光掃描器、PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列及DSP嵌入式信號(hào)處理器分別相互 連接。
所述DSP嵌入式信號(hào)處理器包括一信號(hào)處理單元、 一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、 一運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路、 一低溫漂過零比較電路、 一并行接U閃存、 一串行接U 實(shí)時(shí)鐘、 一異步串行通訊接口電路、 一光電隔離輸入輸出接口；所述運(yùn)放信號(hào) 調(diào)理電路、低溫漂過零比較電路分別電連接于所述信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處 理單元分別與所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、并行接口閃存、串行接口實(shí)時(shí)鐘、異步串 行通訊接口電路、光電隔離輸入輸出接口相互電連接。
所述信號(hào)處理單元包括一32位定點(diǎn)CPU、 一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 一脈沖捕捉通道、 一異步串行通訊接口、 一數(shù)字輸入輸出接U、 一并行外設(shè)接口、 一串行外設(shè)接口 ；所述32位定點(diǎn)CPU分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖捕捉通道、異步串行通訊接口 、數(shù)字輸入輸出接口、并行外設(shè)接口、串行外設(shè)接口相互電連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述脈沖捕捉通道相互電連接；所述異步串行通訊接口與所述數(shù)字輸入輸出接口相互電連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，交流發(fā)電機(jī)組的測試負(fù)載自動(dòng)控制，并在空載至滿載區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)；發(fā)電機(jī)組輸出電壓、電流信號(hào)采用整周期采樣和離散傅立葉(DFT)技術(shù)分析，既可快速響應(yīng)有效值變化，也可獲取頻譜和總諧波畸變(THD)參數(shù)；數(shù)倍于穩(wěn)態(tài)的采樣速率分析負(fù)載變換瞬間機(jī)組輸出電壓、電流信號(hào)，有利于捕捉機(jī)組動(dòng)態(tài)過程細(xì)節(jié)；機(jī)組型號(hào)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和測試數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)選擇，以及測試報(bào)告自動(dòng)生成。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)方框圖2為圖1中DSP嵌入式信號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)方框圖3為圖1中DSP嵌入式信號(hào)處理器的軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1、 2、 3所示， 一種交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置，包括一交流發(fā)電機(jī)組2、 一一體化工作站l、 一激光掃描器3，還包括一與所述交流發(fā)電機(jī)組2電連接的一 PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列4;所述PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列4通過一電壓傳感器8、 一電流傳感器7電連接一負(fù)載柜5;所述電j上傳感器8、電流傳感器7電連接一 DSP嵌入式信號(hào)處理器6; —一體化工作站1與所述激光掃描器3、 PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列4及DSP嵌入式信號(hào)處理器6分別相互連接；所述的負(fù)載柜5是由大功率電阻陣列構(gòu)成的；所述激光掃描器3掃描聯(lián)貼于所述交流發(fā)電機(jī)組2表面的條形碼。
如圖2所示，所述DSP嵌入式信號(hào)處理器6包括一信號(hào)處理單元61、 一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器62、 一運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路63、 一低溫漂過零比較電路64、 一并行接口閃存65、 一串行接口實(shí)時(shí)鐘66、 一異歩串行通訊接口電路67、 一光電隔離輸入輸出接口 68;所述運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路63、低溫漂過零比較電路64分別電連接于所述信號(hào)處理單元61，所述信號(hào)處理單元61分別與所述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM62、并行接口閃存65、串行接口實(shí)時(shí)鐘66、異步串行通訊接口電路67、光電隔離輸入輸出接口 68相互電連接；
所述信號(hào)處理單元61包括一32位定點(diǎn)CPU611、 一模數(shù)轉(zhuǎn)換器612、 一脈沖捕捉通道613、 一異歩串行通訊接口 614、 一數(shù)字輸入輸出接口 615、 一并行外設(shè)接口616、 一串行外設(shè)接口617;所述32位定點(diǎn)CPU611分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器612、脈沖捕捉通道613、異步串行通訊接口614、數(shù)字輸入輸出接口615、并行外設(shè)接口616、串行外設(shè)接口 617相互電連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器612與所述脈沖捕捉通道613相互電連接；所述異步串行通訊接口 614與所述數(shù)字輸入輸出接口 615相互電連接。
圖3為DSP嵌入式信號(hào)處理器6的軟件流程圖。
本實(shí)用新型的工作原理如下
如圖l、 2、 3所示，從電流傳感器7、電壓傳感器8獲取的交流發(fā)電機(jī)組2的電流、電壓信號(hào)輸入至DSP嵌入式信號(hào)處理器6中的運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路63，被運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路63中的運(yùn)算放大器調(diào)理成模數(shù)轉(zhuǎn)換器612能夠接受的0 3V直流電平范圍，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)通過片內(nèi)總線傳輸至32位定點(diǎn)CPU611接受離散傅立葉DFT算法分析。模數(shù)轉(zhuǎn)換器612的轉(zhuǎn)換過程又受到脈沖捕捉通道613捕捉的輸入信兮頻率影響，輸入信號(hào)采用交流發(fā)電機(jī)組2的電壓信號(hào)通過低溫漂過零比較電路64過零比較產(chǎn)生，從而保證模數(shù)轉(zhuǎn)換器612對(duì)電流、電壓信號(hào)的整周期采樣。外擴(kuò)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器62通過16位并行總線與并行外設(shè)接口 616相連，用作運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路63模塊工作的采樣緩沖、以及DFT算法的臨時(shí)緩沖。MAX232A異步串行通訊接口電路67通過雙向串行總線與異步串行通訊接口614相連，將異步串行通訊接口 614的3. 3V邏輯電平轉(zhuǎn)換成RS-232標(biāo)準(zhǔn)電平，后通過232通訊電纜與一體化工作站1相連。光電隔離輸入輸出接口 68通過輸入、輸出線與數(shù)字輸入輸出接口 615相連，負(fù)責(zé)交流發(fā)電機(jī)組2測試過程周邊開關(guān)量的處理，如過電壓、過電流快速保護(hù)開關(guān)的控制、交流發(fā)電機(jī)組2機(jī)油狀態(tài)、啟動(dòng)狀態(tài)輸入。并行接口閃存65、 一串行接口實(shí)時(shí)鐘66通過串行外設(shè)總線與串行外設(shè)接口 617相連，并行接口閃存65負(fù)責(zé)DSP嵌入式信號(hào)處理器6的總體設(shè)置參數(shù)的存儲(chǔ)，如串行通訊波特率，最低采樣率，過電流、過電壓保護(hù)門限，串行接口實(shí)時(shí)鐘66負(fù)責(zé)管理通訊數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽、超時(shí)控制等。
權(quán)利要求1、一種交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置，包括一交流發(fā)電機(jī)組(2)、一一體化工作站(1)、一激光掃描器(3)，其特征在于還包括一與所述交流發(fā)電機(jī)組(2)電連接的一PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列(4)；所述PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列(4)通過一電壓傳感器(8)、一電流傳感器(7)電連接一負(fù)載柜(5)；所述電壓傳感器(8)、電流傳感器(7)電連接一DSP嵌入式信號(hào)處理器(6)；一一體化工作站(1)與所述激光掃描器(3)、PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列(4)及DSP嵌入式信號(hào)處理器(6)分別相互連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置，其特征在于 所述DSP嵌入式信號(hào)處理器(6)包括一信號(hào)處理單元(61)、 一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (62)、 一運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路(63)、 一低溫漂過零比較電路(64)、 一并行接口閃 存(65)、 一串行接口實(shí)時(shí)鐘(66)、 一異步串行通訊接口電路(67)、 一光電隔離 輸入輸出接口(68);所述運(yùn)放信號(hào)調(diào)理電路(63)、低溫漂過零比較電路(64)分 別電連接于所述信號(hào)處理單元(61)，所述信號(hào)處理單元(61)分別與所述隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器RAM(62)、并行接口閃存(65)、串行接口實(shí)時(shí)鐘(66)、異步串行通訊接 口電路(67)、光電隔離輸入輸出接口(68)相互電連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置，其特征在于 所述信號(hào)處理單元(61)包括一32位定點(diǎn)CPU(611)、 一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(612)、 一脈 沖捕捉通道(613)、 一異步串行通訊接口(614)、 一數(shù)字輸入輸出接口(615)、 一 并行外設(shè)接口(616)、 一串行外設(shè)接口(617);所述32位定點(diǎn)CPU(611)分別與模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(612)、脈沖捕捉通道(613)、異歩串行通訊接口(614)、數(shù)字輸入輸出 接口(615)、并行外設(shè)接口(616)、串行外設(shè)接口(617)相互電連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn) 換器(612)與所述脈沖捕捉通道(613)相互電連接；所述異步串行通訊接口 (614) 與所述數(shù)字輸入輸出接口(615)相互電連接。
專利摘要一種交流發(fā)電機(jī)組電氣性能的測試裝置，包括一體化工作站，激光掃描器；交流發(fā)電機(jī)組，與之電連接的PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列；PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列通過電壓傳感器、電流傳感器電連接負(fù)載柜；電壓傳感器、電流傳感器電連接DSP嵌入式信號(hào)處理器；一體化工作站與所述激光掃描器、PCI擴(kuò)展負(fù)載開關(guān)陣列及DSP嵌入式信號(hào)處理器分別相互連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，交流發(fā)電機(jī)組的測試負(fù)載自動(dòng)控制，并在空載至滿載區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)；發(fā)電機(jī)組輸出電壓、電流信號(hào)采用整周期采樣和DFT分析，可快速響應(yīng)有效值變化及獲取頻譜和THD參數(shù)；有利于捕捉機(jī)組動(dòng)態(tài)過程細(xì)節(jié)；機(jī)組型號(hào)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和測試數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)選擇，以及測試報(bào)告自動(dòng)生成。
文檔編號(hào)G01R31/34GK201266234SQ20082016535
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者俞紅祥 申請人:浙江師范大學(xué)