專利名稱：交流變頻調(diào)速系統(tǒng)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)測試及監(jiān)視裝置。
交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所涉及的技術(shù)參數(shù)很多，如波形失真、諧波分量、旋轉(zhuǎn)磁通軌跡形狀以及電壓、電流、功率、效率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)對交流電機的平穩(wěn)運行影響很大。目前，測試這些參數(shù)均用單臺儀器分別進行，測量比較困難，其中磁通軌跡形狀等的測量現(xiàn)在尚無專用測試儀器。
本發(fā)明目的是提供一種能對交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的多種參數(shù)用一臺設(shè)備就能快速準確地進行測試，并將測試結(jié)果加以形象顯示和記錄的裝置。
該裝置由傳感器、信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、鑒相電路、計算機、顯示器和打印機等部分組成。傳感器分為電壓和電流傳感器兩種。將電壓、電流傳感器分別接到被測變頻器的輸入、輸出電路中，檢測出變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸入輸出電壓電流等參數(shù)。經(jīng)傳感器檢測到的信號分別送至各自的信號處理電路。信號處理電路由運算放大器和濾波器兩部分組成。A/D轉(zhuǎn)換電路由多路模擬開關(guān)36、采樣保持器37、A/D轉(zhuǎn)換器38和A/D控制邏輯電路39等部分組成。經(jīng)過運算、放大和濾波的信號進入多路模擬開關(guān)36，根據(jù)測量需要選擇出其中一路通過采樣保持器37進入A/D轉(zhuǎn)換器38，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。采樣保持器37的作用是保持在A/D轉(zhuǎn)換時模擬信號不變。A/D轉(zhuǎn)換器38選用高速12位AD587芯片，以滿足高精度的A/D轉(zhuǎn)換。A/D控制邏輯電路39由整周期采樣電路和邏輯控制電路組成。在計算變頻調(diào)速系統(tǒng)各種參數(shù)時，要求被測信號有完整的周期采樣，否則導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理及計算結(jié)果產(chǎn)生誤差。為此，本發(fā)明應(yīng)用了整周期采樣控制技術(shù)。為了實現(xiàn)整周期采樣，本裝置使用雙重中斷方法，實現(xiàn)整周期采樣。整周期采樣電路原理如圖2、波形如圖3所示。0號定時器43與1號定時器44級連，當(dāng)基波脈沖信號a上沿來到時，0號定時器開始工作，下一個脈沖來到時停止工作。通過讀取0號和1號定時器數(shù)據(jù)，可以得到基波頻率。將基波頻率N倍頻作為A/D轉(zhuǎn)換的采樣頻率，并將其存入到2號定時器45中。在進行A/D轉(zhuǎn)換時，將基波信號a的第一個脈沖作為第一中斷起動2號定時器，2號定時器輸出脈沖作為第二中斷起動A/D轉(zhuǎn)換器38，直到基波信號a的下一個脈沖到來時，產(chǎn)生中斷結(jié)束A/D轉(zhuǎn)換。定時器時鐘信號cp同時輸送到0號、1號、2號定時器中。波形b為2號定時器45輸出的脈沖。通過以上采樣方法，可以確保整周期采樣，保證了有效值、富里葉分析等計算的正確性。邏輯控制電路原理如圖4、波形如圖5所示。A/D轉(zhuǎn)換器38的狀態(tài)信號E的反相信號E加到D觸發(fā)器46的CLK端和D觸發(fā)器47的SD端，A/D轉(zhuǎn)換信號Y接D觸發(fā)器46的SD端和D觸發(fā)器47的CLK端，D觸發(fā)器46和D觸發(fā)器47的D端接地，D觸發(fā)器46的Q端接采樣保持器37，用輸出信號Q2的反相信號Q2對其進行控制。D觸發(fā)器47的Q端輸出至A/D轉(zhuǎn)換器38，作為其開始信號Q1。這樣，可以獨立快速地完成A/D轉(zhuǎn)換，而不需主機干預(yù)。鑒相器35從輸出電壓傳感器中取出鑒相信號，用于控制A/D轉(zhuǎn)換。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的電壓、電流信號送到計算機40進行分析與計算，可以測出電壓、電流、有效功率、視在功率、功率因數(shù)、效率、波形諧波分量、周期、頻率等參數(shù)，并在顯示器41上顯示出各種波形曲線及旋轉(zhuǎn)磁通軌跡等，有關(guān)圖形與參數(shù)均能貯存并通過打印機42打印輸出。
本裝置僅需測量少量參數(shù)，即可完成整個交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的全面測試工作，并能測試其他儀器無法測試和顯示的磁通軌跡曲線和壓頻特性等參數(shù)，測試步驟簡單，效率高，并可將測試結(jié)果形象顯示和打印輸出，適于各類交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的試驗調(diào)試，亦可用于系統(tǒng)在線運行現(xiàn)場監(jiān)測。


圖1是交流變頻調(diào)速系統(tǒng)測試裝置電原理圖，圖2是整周期采樣電路原理圖，圖3是整周期采樣電路波形圖，圖4是邏輯控制電路原理圖，圖5是邏輯控制電路波形圖。
圖1中，1、2是輸入交流電壓傳感器，3、4是輸入交流電流傳感器，5是整流器，6是直流電流傳感器，7是直流電壓傳感器，8是逆變器，9、10、11是輸出變流電壓傳感器，12、13是輸出變流電流傳感器，14是電機，15是放大器，16是加法器，17、18是放大器。19是加法器，20、21、22、23、24、25、26是放大器，27是加法器，28是放大器，29、30、31、32、33、34是濾波器。
實施例電壓傳感器型號為KV100A，電流傳感器型號為KA400A，運算放大器型號為TL084，A/D轉(zhuǎn)換器38型號為AD578，D觸發(fā)器46和D觸發(fā)器47型號為74LS74，計算機型號為IBM386。該裝置在鞍鋼工學(xué)院電機拖動實驗室對KBS-1型可控硅交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進行了測試實驗，取得了滿意的予期效果。
權(quán)利要求
1.一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)測試裝置，有電壓傳感器、電流傳感器、運算放大器、濾波器、鑒相器(35)、多路模擬開關(guān)(36)、采樣保持器(37)，A/D轉(zhuǎn)換器(38)、計算機(40)、顯示器(41)、打印機(42)，其特征在于a、有0號定時器(43)、1號定時器(44)和2號定時器(45)，0號定時器(43)與1號定時器(44)級連，當(dāng)基波脈沖信號a上沿來到時，0號定時器開始工作，下一個脈沖來到時停止工作，將基波頻率N倍頻作為A/D轉(zhuǎn)換的采樣頻率，并將其存入到2號定時器(45)中，在進行A/D轉(zhuǎn)換時，將基波信號a的第一個脈沖作為第一中斷起動2號定時器，2號定時器輸出脈沖作為第二中斷起動A/D轉(zhuǎn)換器(38)，直到基波信號a的下一個脈沖到來時，產(chǎn)生中斷結(jié)束A/D轉(zhuǎn)換，定時器時鐘信號cp同時輸送到0號、1號、2號定時器中；b、有D觸發(fā)器(46)和D觸發(fā)器(47)，A/D轉(zhuǎn)換器(38)的狀態(tài)信號E的反相信號E加到D觸發(fā)器(46)的CLK端和D觸發(fā)器(47)的SD端，A/D轉(zhuǎn)換信號Y接D觸發(fā)器(46)的SD端和D觸發(fā)器(47)的CLK端，D觸發(fā)器(46)和D觸發(fā)器(47)的D端接地，D觸發(fā)器(46)的Q端接采樣保持器(37)，用輸出信號Q2的反相信號Q2對其進行控制，D觸發(fā)器(47)的Q端輸出至A/D轉(zhuǎn)換器(38)，作為其開始信號Q1。
全文摘要
本發(fā)明是一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)測試及監(jiān)視裝置，由電流傳感器、電壓傳感器、信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、鑒相電路、計算機、顯示器和打印機組成。由于采用了整周期采樣電路和邏輯控制電路，使對變頻調(diào)速裝置的測試更加準確迅速方便。除能測試常規(guī)參數(shù)外，還能測試磁通軌跡等曲線。適于各類交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的試驗調(diào)試，亦可用于系統(tǒng)在線現(xiàn)場監(jiān)測。
文檔編號G01R31/00GK1110788SQ9411020
公開日1995年10月25日 申請日期1994年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月21日
發(fā)明者李清權(quán), 楊維范, 何明, 秦文奇, 武志和 申請人:鞍鋼職工工學(xué)院校辦工廠