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1、陕西科技大学硕士学位论文种基于虚拟伩器的变频器测试系统的设计与研究姓名：高希明申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动导教师：孟彦京20090601inA MEASUREMENT SYSTEM OF INVERTER BASED ON VIRTUAL INSTRUMENTABSTRACTThe speed control system of AC frequency conversion and relevant technology has become development trend of current electric transmission. The general inve
2、rter plays the most important role of speed control system of AC frequency conversion as the steady and highly precise device. The industry development will be affected directly by the quality performance and reliability of this device. So the demand of accuracy, efficiency, cost and maneuverability
3、 is higher and higher. But the measuring instrument being used now is difficult to meet the demand, so it is urgent to develop a new-style measuring instrument. Thereby the research of testing system has become the important task for the global manufactory of inverter. Aim at the testing item requir
4、ed of inverter, a kind of measurement system based on virtual instrument technical has been researched, which change a traditional test method of inverter, make the strong computing processing ability of computer and the measurement and control capability of instrument equipment hardware combine tog
5、ether. Make the inverter test system high precision, adaptability, solid the hour, miniaturization, the network turn, convenience the spot of usage. This text make detailed introduction of total design from the whole design of system, the hardware selection, to software design. On hardware, the high
6、 speed and multi-function data acquisition cards (PCI6024E) based on PCI bus and signal modules belong to SCXI series of NI Company are adopted. Many kinds of sensor are used to measure different type of single. On software, the development tool named Lab VIEW and the modularization method of progra
7、m design named “from top to bottom“ are adopted. User interface is rvfriendly and simple. It is convenience to understand for operator. Low pass filter in hardware and digital filter in software are adopted together to ensure the truth of sampling signal. Research and practice indicates that Virtual
8、 Instrument has the ability of producing signal, data acquisition, displaying time domain wave, memorizing data and wave, playing back wave, printing, measuring parameter, processing signal, analyzing spectrum, displaying frequency domain wave, and so on. The system shows working stability. Meanwhil
9、e this system can test all twelve kinds of inverter and for every model it can complete twenty five functions testing. It can auto-output the analysis result and can analyze the harmonic of the output waveform. This system decreases the cost (below the 50 percent of normal testing system), increases
10、 the testing efficiency (about 3 times quicker than the primary system). Besides this system is an open system. It is easy to update and improve the anti-jamming ability.KEY WORDS: inverter, measurement system, virtual Instruments, Lab VIEW陕西科技大学硕士学位论文原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明原创性声明
11、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：；例日期：200 ?年Z月关于学位论文使用授权的声明关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陵西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权陵西科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影
12、印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学 位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提 供信息服务。论文作者签名：某叫导师签名：爹日期：200 丨年/f 月一种$于虚.拟彳器的变频器测试系统的设计与研究引言工业进步带动现代化技术的发展和进步，现代化技术的进步以计算机技术的进步为 代表，不断革新的计算机技术，从各个层面上影响并引导着各行各业的技术更新，使仪 器仪表在许多方面突破了传统的概念，70 年代将微处理器引入仪器的设计中，出现了智 能仪器；80 年代后计算机技术、通信技术的飞速发展，以及虚拟现实的引入，产生了虚 拟仪器技术。1.1
13、. 1 1 研究的背景和意义研究的背景和意义近几年，测试技术不断随着计算机技术的发展在不断地提高和发展，在工程技术领 域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等都离不开测试技术。特 别是在近代工程技术中广泛应用的自动控制技术已经越来越多地运用测试技术，测试装 置已经成为控制系统的重要组成部分。变频调速作为一种肯定的系统已广泛应用于各类调速传动装置，变频器调速装置取 代直流调速装置已成为必然趋势，在一些生产机械上使用变频调速已成这些机械更新换 代的一种标志。变频调速具有调速范围宽、精度高、效率高和功率因数高、可靠性好、 操作方便及便于同其它设备接口等优点，一般而言，工业用风机、栗和
14、压缩机等通用机 械上使用变频器调速装置，将可以节电+30%左右，因此变频器有着巨大的市场潜力。变 频器性能测试是保证变频器质量的重要环节，为此必须在各生产工序进行检查性试验， 主要目的是检验变频器的电气性能和机械性能。出厂试验是型式试验的部分内容，是对 型式试验的简化，主要应用于成熟产品出厂合格性检验。早期变频器的测试都是靠人用各种仪器仪表来手动测试，这种自动化程度不高，使 用设备相对落后的变频器测试系统不仅增加了工作人员的劳动强度，延长了实验时间， 增加了能源的消耗，还使测试的质量和实验的成功率受到比较大的影响。基于上述原因，研究开发一套用计算机统一管理和控制的测试系统是各个变频器厂家急于解
15、决的问题。但是现有测试仪器一般不具备上述的各项功能，如果釆用计算机技术同仪器技术相结合 的虚拟仪器(Virtual instrument 缩写为 VI)技术，就可以实现上述功能，它由用户定制 功能，依靠软件的强大数据处理能力，可以解决现有测试仪器釆样速度低、存储容量小、 显示功能单调、非正弦电参量的测量误差大、数据分析处理能力欠缺等问题，所以虚拟 仪器技术完全满足上述的功能要求。因此，本文选择构建的这种基于虚拟仪器的变频器测试系统，可以改变传统的变频 器测试方法，把计算机强大的计算处理能力和仪器设备硬件的测量、控制能力结合在一 起，实现变频器测试系统的高精度、适应性、实时性、小型化、一体化、智
16、能化、网络 議珊議珊彌彌dr對碰對碰t化，方便了制造工厂和维修现场的使用；同时该系统是一个开放性系统，易于扩展，而 且可以大幅度提高抗干扰能力和工作效率。它的开发成功将有助于实现辅助变频器测试 自动化，解决长期以来变频器测试和维修中存在的种种问题。1.21.2 传统的变频器测试方法及存在的问题传统的变频器测试方法及存在的问题我们对原有的变频器测试系进行了分析，传统的变频器性能测试由 3 个功能模块组 成：信号的采集与控制单元、信号的分析与处理单元、结果的表达与输出单元。由于这 些模块基本上是由硬件或固化的软件形式存在，仪器只能由生产厂家来定义、制造，因 此传统仪器设计复杂，灵活性差，没有摆脱独立使用、手动操作的模式，整个测试过程 几乎仅限于简单的模仿人工测试的步骤，在一些较为复杂和测试参数较多的场合下，使 用起来很不方便。传统的测试是利用电压表、电流表、功率表等仪表，釆取测试工人手 动进行接线测量、读数、记录等操作来进行的。传统的变频器性能测试存在以下缺陷：第一，因每个仪表完成的测试任务单一，故所需仪
