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1、研究探讨RRESEARCH&DISCUSSION基于DSP的电机综合参数测试系统研究谢志江,朱伟(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘要:提出一种基于DSP的电机综合数据采集系统设计方案,论述了测试系统原理、硬件电路设计及系统软件设计。该系统可以测量电机的电压、电流、功率因数、功率、温度、转矩和转速,能够对电机参数进行快速准确地测定分析,用于电机的控制和智能保护。关键词:DSP;电机参数;数据采集中图分类号:TM307文献标识码:A文章编号:1002-2333(2007)04-0041-03Design
2、ofElectricalMachineIntegratedDataCollectingSystemBasedonDSPXIEZhi-jiang,ZHUWei(TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:ThispaperintroducesanintegrateddatacollectingsystembasedonDSP,whichcanbeusedtomeasurev
3、oltage,current,powerfactor,power,temperature,torqueandrotaterateofelectricalmachines.Thepaperalsodealswithprinciplesofmeasuringsystemaswellasdesignofhardwareandsoftwarecircuit.Thesystemcanbeadoptedtomeasureelectricalmachineparameterquicklyandaccuratelyaswellasan
4、alysemeasuringdata,soitcanbeusedinelectricalmachinecontrolandintelligentprotection.Keywords:DSPprocessor;parameterofelectricalmachine;datacollection1前言温度存信号调储自动化程度的不断提高,使得控制系统对电机运行的传感7器理电路0器4可靠性要求越来越高,因而集电机控制和保护为一体的电压信号调2F键L盘采样理电路0电机智能控制器得到越来越广泛的应用,而要完成对电23显示电流信
5、号调SCAP4机的实时监测、控制、报警等,数据采集与处理是前提。本采样理电路MTCAP1CAP2文介绍的DSP320LF2407控制的电机综合参数测试系统整形电路可以实时采集电机的电压、电流、相位差、温度、转矩和转关整形开速,并通过计算得到功率和功率因数,作为电机控制与保电路码磁矩S1拨整形护的依据。传感器S2异或门IP电路D2系统构成本设计采用DSP320LF2407处理器,系统主要由信图1系统原理框图号采样、信号调理电路、DIP拨码开关、DSP处理器及外R2R1R4围器件等环节构成。其中电压、电流信号的采样,由传感
6、R3D0A~D器、信号调理电路、A/D转换(2407内置A/D)等完成。温电D1D7CR7I流度的测量采用稳定性高和线性度好的铂电阻;转矩的检互R5N0感D20测采用相位差式转矩传感器;转速信号通过转矩传感器器R8DAC0832R6中磁电式检测器的输出,经整形放大得到;功率因数的测量是将电压、电流信号通过整形变换引入的DSP2407的R12R11CAP1和CAP3,引发相应的中断得出相位差信号;功率由R13R14A测得的电压、电流值计算得到。系统总体结构框图如1所R9D电D3CR15流I示,测试系统对电压、电流、相位差
7、、温度、转矩和转速等互R17N感0R10D4被测号按顺序循环检测、显示。器R16DAC08321R183硬件电路设计3.1电压检测电路D8~D15为实现强、弱电的隔离,提高抗干扰能力,电压检测图2电压、电流检测电路采用了电压互感器。电压检测电路如图2所示,电压互感器的输出经差动放大电路及精密整流电路进行幅值变换机械工程师2007年第4期41R研究探讨RESEARCH&DISCUSSION和整流后,送入可编程增益放大电路,转换为适合A/D采出的信号,经LM311、74HC14等元件构成的整形放大电样的电压,最后送入DSP
8、2407模拟量输入引脚ADCIN00,路整形后得到方波脉冲,送入DSP2407的CAP6,通过捕进行A/D变换。获单元中断操作计数,电机旋转一周产生相应的脉冲数,3.2电流检测电路一定时间的计数值通过计算得到实际的转速值。电流检测电路如图2所示。电流互感器的输出,经运3.7功率驱动保护电路算放大器和R1构成的I/V转换器,将被测电
