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1、 南京工程学院车辆工程系车辆工程系本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）题 目： ZQF-80ZQF-80 型启动发电机试验台微机测控型启动发电机试验台微机测控系统的设计系统的设计 专 业：机械设计制造及其自动化（城市轨道车机械设计制造及其自动化（城市轨道车辆）辆）班 级： 城轨城轨 081081 学 号： 215080315215080315学生姓名： 指导教师： 讲讲 师师 起迄日期： 2012.22012.22012.62012.6 设计地点： 车车辆辆工工程程实实验验中中心心 Graduation Design (Thesis)Design of Microcomputer Cont
2、rol System forZQF-80 Startup Dynamotor Test RigByGONG YueSupervised byLecturer WANG JianPuDepartment of Vehicle EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune, 2012南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）I摘摘 要要ZQF-80 型启动发电机是机车辅助电气设备的电源，各机务段都非常重视它的检修质量。本文根据实际需要，对 ZQF-80 型启动发电机自动测试系统进行了研究，设计了 ZQF-80 型启动发电机能量反馈试验台及其微机测控系
3、统。依据机车试验方法 TB 1704-86，该试验台可以对检修后的 ZQF-80 型启动发电机的各项性能进行测试。本试验台由操作控制台、电气柜和电机安装台三部分组成，主要实现对电机试验工况的自动控制和电机各项参数进行采集、处理与记录存储。与传统试验台相比，该试验台将被试电机所发直流电能输送给陪试直流电动机，陪试机与拖动电机一起对一被试机进行拖动，构成能量反馈。本文采用晶闸管三相全控整流方式，将交流电变成电压可调的直流电，从而对电机进行调压调速。控制电路中，通过改变可控硅的控制角来实现输出电压大小的调整。测控系统部分主要由四大部分组成：传感器、数据采集卡、数字仪表和工业控制机。试验台信号采集处理
4、系统中，选用 PCL-813B 板卡完成模拟信号的采集；测控系统中选用 Visual Basic 6.0 作为程序开发工具，并同时使用Office 提供的 Access 数据库及 Excel 电子表格等软件来实现试验系统的各种功能。在试验调试中，使用双闭环直流调速系统，使算法简单可靠，更易于工程实现。最后还采用了抗干扰技术，从硬件和软件上保证了系统运行的稳定性。关键词：关键词：电机测试；能量反馈；测控系统；ZQF-80南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）IIABSTRACTZQF-80 motor is auxiliary electric equipments power supply
5、 of the locomotive, so each locomotive depot pays close attention to its maintenance quality. Considered the practice requirement of the project, the thesis studied the ZQF-80 motor automatic test system, and developed a ZQF-80 DC motor energy feedback test-bed and computer control system.According
6、to locomotive Test Method TB 1704-86,the test rig can test the overhauled motors. The test-bed is constituted of three parts: operating console, electrical cabinets, motor mounting table. The test-bed can accomplish automatic control of motor test condition, and automatic acquisition and processing
7、of motor parameter data. Compared with traditional testing rigs, this testing rig transmit the DC energy generated by testing generator to paternity testing DC motor, paternity generator and dragging generator drag testing generator, forming energy feedback.The thyristor three-phase fully-controlled
8、 bridge circuit is used in the system to transform the alternating current so as to realize voltage and speed regulation. In the control circuit, through changing the control angle of the thyristors, the voltage output can changed. The control system is mainly composed of four major components: sens
9、ors, data acquisition card, digital instrumentation and industrial computer. In the test-bed signal acquisition and processing system, the choice of the PCL-813B card to complete the analog signal acquisition; In measurement and control system, use the Visual Basic 6.0,the Access database and Excel
10、spreadsheet software which Office provides to realize the test systems various functions. Commissioning of the trial, the use of closed-loop DC-transfer speed, so it is simple, reliable and more easily attained. Finally, using the anti-jamming technology, from hardware and software to ensure the sta
11、bility of system operation.Keywords：Motor Testing; Energy Feedback; Measurement and control system; ZQF-80南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）III目目 录录第一章第一章 绪绪 论论 11.1 ZQF-80 电机和电机试验简介11.2 电机测试系统的发展现状 11.3 研究的目的和意义 21.4 论文研究的主要内容 31.5 论文的结构安排 3 第二章第二章 电机电机试验台试验台总体结构总体结构.42.1 系统总体结构设计框架 42.2 能量反馈的实现方法 52.3 电机试验用主要仪
12、器介绍 5 第三章第三章 ZQF-80ZQF-80 电机自动测试试验电机自动测试试验.63.1 小时温升试验 63.1.1 小时温升试验的重要性.63.1.2 小时温升的试验方法.63.2 空载试验 73.2.1 空载试验原理.73.2.2 空载试验的实现.73.3 电机调速试验 83.3.1 电机调速系统的主要性能指标.83.3.2 静态性能指标.83.3.3 动态性能指标103.3.4 直流电动机的调速试验方法113.3.5 双闭环控制系统123.4 调整特性试验 .143.5 外特性试验 .143.6 换向试验 .153.6.1 火花级别153.6.2 火花产生的原因153.6.3 改善
13、电机换向的方法153.6.4 换向试验的实现15南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）IV第四章第四章 测控系统的总体设计方案测控系统的总体设计方案.174.1 测控系统的总体设计方案 .174.2 测控系统的实现 .18 第五章第五章 试验系统硬件设计及工作原理试验系统硬件设计及工作原理195.1 系统硬件组成和结构 .195.1.1 主要硬件的介绍205.1.2 ZQF-80 型启动发电机综合试验台微机控制系统 215.2 信号采集处理225.3 三相桥式全控整流电路225.4 触发电路 .235.5 试验系统机组联结及固定用的各种连接及紧固装 .23 第六章第六章 试验系统软件设计试
14、验系统软件设计.266.1 软件总体设计方案的确定 .266.2 软件设计技术 .286.3 软件设计中的若干技术问题的考虑 .296.4 调试过程中若干技术问题及处理 .32 第七章第七章 微机测控系统的抗干扰技术及措施微机测控系统的抗干扰技术及措施347.1 干扰的来源及种类 .347.1.1 干扰的定义347.1.2 干扰的来源347.1.3 干扰的种类357.2 电源干扰及其措施 .357.3 传输线的干扰及其对策 .367.4 地线干扰及其对策 .387.5 模拟量输入通道的干扰及其对策 .407.6 软件抗干扰技术 .41 第八章第八章 结论结论.45 致谢致谢46 参参 考考 文
15、文 献献47附录附录 A A：英文资料 .48附录附录 B B：英文资料翻译 .56附附 件：件：光盘资料南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）0第一章第一章 绪绪 论论1.11.1 ZQF-80ZQF-80 电机和电机试验简介电机和电机试验简介ZQF-80 启动发电机是电动和发电两用直流电机，用于内燃机车上柴油机启动和机车运行中辅助电气设备之电源，有两个用途：当柴油机启动时作为串励电动机，由蓄电池供电，通过前变速箱万向轴及牵引发电机转子的连接，带动柴油机曲轴转动；在柴油机发火运转后作为他励发电机，通过电压调整器控制励磁，发出 110 V 恒定的直流电，向机车上的辅助设备、控制电路、照明电
16、路供电，并对蓄电池充电。它是机车重要的动力部件，主要用于东风 4B、东风 4C、东风 8、东风 11 等系列机车。它的额定功率为 80KW，额定电压为ll0V，额定电流为 728A，额定转速为 1115r/min、273Or/min。电机试验是按相关标准的规定，利用仪表、仪器和其它相关设备，对成品或半成品电机，或电机的配套产品的安全性能、电气性能、力学性能及可靠性能等技术指标进行的试验。通过试验，可以部分或全部的反映被试电机的相关性能数据;利用这些数据，就可以判断被试电机是否符合设计要求及电机品质的优劣，进而明确电机设计改进的目标与方向。电机试验按试验性质可分为科研试验和工业试验。科研试验是根据研究需要制定的特殊电机试验
