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1、南通航运职业技术学院毕业设计（论文）摘 要电机试验及检测是电机研究、生产和维修过程中不可缺少的重要环节。因此，对于从事电机研究或生产、维修的单位来讲，具备一套符合要求的电机试验检测设备和配备有一定技术水平的试验技术人员是非常必要的。由于电机制造厂生产自动化程度不断提高，产品生产量日益增大，而且根据客户需求制造的新产品逐渐增多，原有的试验设备和试验过程还是手动操作，试验工作量大(包括试验过程操作和试验数据处理)，难以满足生产要求。本课题研究了用于电机试验的试验电源-变频机组运行的监控系统。通过学习研究电机试验的相关内容，了解变频机组运行时的状况，从而对变频机组的运行进行监控。该系统选择MCGS组
2、态软件和三菱FX2N-48M PLC智能控制系统，预期完成电机的一般性试验和电机试验过程的实时监控。关键词：电机试验，变频机组，MCGSABSTRACTThe Motor test and check is the most important part in the course of the motor study, the motor produce and repair. So , for the unit which deals with the motor study, the motor produce or repair, it is very important for po
3、ssess a motor testing and check equipment which is up to the mustard and technician who has technology for the test.As the motor plants improvement of automation in manufacturing-process, the increasing out port and new products made according to users need, the traditional test equipments and proce
4、sses, which are still operated by manual, have too much work (such as experiments course-manipulation and data-disposal) to fulfill the demand in producing.This topic investigates a monitoring system which used to monitor the course of the frequency conversion unit which used for the power of the mo
5、tor test. We will find out the estate when the frequency conversion unit running when we study the matter about the Motor testing, then we can process real-time monitoring for the running of the frequency conversion unit.The system choice MCGS software and Mitsubishi FX2N-48M PLC Intelligent Control
6、 System, it will complete the general test motor and motor testing process real-time monitoring.Key words: motor testing, the frequency conversion unit, MCGS目 录摘 要IABSTRACTII第一章绪论11.1 课题背景11.1.1 国内电机试验的发展与现状11.1.2 国外电机试验的发展21.2 电机试验的介绍21.3 监控系统的研究构想3第二章电机试验42.1 温升试验42.1.1 试验目的42.1.2 试验方法及分类42.2 负载试验
7、52.2.1 试验目的52.2.2 试验方法52.3 对试验用交流电源的要求62.4 电机试验电源的分类72.4.1 电力变压器72.4.2 三相感应调压器72.4.3 交流单频率发电机组82.4.4 交流变频发电机组(简称变频机组)8第三章变频机组硬件设计93.1 变频机组的组成93.1.1 “四机组”变频电源机组93.1.2 “两机组”变频电源机组93.2 变频机组的运行93.3 变频机组作为试验电源的优缺点103.4 变频机组运行中同步电机的起动103.4.1同步电动机的起动10第四章 PLC与上位机的通信134.1 概述134.2 变频机组电气控制134.3 通信原理144.4 通信参
8、数的设置154.5 建立计算机与PLC的通信连接16第五章 监控系统的研究设计175.1 MCGS组态软件的介绍175.1.1 什么是MCGS组态软件175.1.2 MCGS组态软件的系统构成175.1.3 MCGS组态软件的工作方式195.2监控系统的设计205.2.1 工程的分析205.2.2 建立工程画面205.2.3 定义数据对象225.2.4 动画连接235.2.5 设备连接255.2.6 编写控制流程275.2.7 报警显示285.2.8 相关曲线显示29第六章 总结和展望31参考文献32致 谢3434第一章 绪论1.1 课题背景随着电机技术和计算机技术的不断提高，电机试验计算机采
9、集处理系统作为电机测试领域的一个重要组成部分，也得到了迅速的发展。它已经从传统的人工手动和人工读数方式发展为完全以计算机为中心，采用数据采集与传感器相结合的集中管理和分散控制的自动测试系统，能最大限度的完成测试工作的全过程。它既能实现对信号的检测，也能对所获得的信号进行分析处理而获得有效的信息。电机测试技术对电机工业的发展起着举足轻重的作用。电机试验及检测是电机研究、生产和维修过程中不可或缺的重要环节。因此，对于从事电机研究或生产、维修的单位来讲，具备一套符合要求的电机试验检测设备和配备有一定技术水平的试验技术人员是非常必要的。另外，对于从事电机设计和制造的技术人员，若不了解电机试验的有关知识
10、，也将给自己的工作带来一定的困难。比较常用的测试方法有设计电机试验控制台等等。近代电子技术的迅速发展。计算机在测试系统中已作为测试设备的一部分，大大提高了电机试验的精度与速度，减少测量结果的误差，对产品质量起到了监督和保证作用，开辟了电机发展的又一新纪元。 然而，我国在微型计算机控制方面设备比较落后，尤其是测试设备的落后成为我们主攻的方向。目前，很多大型企业和高校对其进行了一系列卓有成效的改造，测量精度越来越高，操作起来更加便利。在工业快速发展的今天，电机作为主要动力，产量不断提高，那么对其各方面性能的测试（电机测试）方法和技术的改进问题也就突出的摆在人们面前。如有的电机试验中用到了PLC，以
11、及可以利用一些组态软件来采集试验数据来进行相关的试验计算等等。电机试验中主要用于试验的交流电源设备有以下这几种：电力变压器、调压器、交流发电机组等。其中电力变压器的容量大对于试验本身讲是有利的，但容量过大就会带来设备投资大，运行损耗高等不利问题。通常电力变压器的额定容量为调压器容量的11.2倍；在电机试验电源设备中，三相感应调压器是最常用的主要设备；而交流变频发电机组可用做不同频率电动机的试验电源，但其主要用途是在对拖法做温升和负载试验时作陪试电机（负载电机）的变频电源。它输出的交流电的频率可在被试电机额定频率的80%-120%范围内调整，电压可在陪试电机额定电压的20%-130%范围内调整。
12、专做陪试电机调频电源时，其输出电压的正弦性畸变率可放宽一些要求。1.1.1 国内电机试验的发展与现状国内大中型电机制造企业(包括国外一些电机制造公司)的试验站多数采用变频机组作为试验主电源，机组的励磁采用变阻器通过人工来调节，试验人员的经验就成为了相当重要的因素。电机测试往往采用普通的指针式仪表由人工读数、人工记录然后由人工整理数据并描绘或编写试验报告。由于某些原因如电源电压波动、频率波动、负载波动等因素会使仪表的指针摆动;为了能比较准确的读出某一瞬间的各项被测参数，往往需要几个人同时读表，工作效率低。不仅如此由于读表的不同时性以及读数，记录、计算中的各种人为误差还使试验数据分散性大，试验结果
13、的准确度低，重复性差，现在这种方法还在使用。1.1.2 国外电机试验的发展国外电机制造企业除非试验用电源改为变频器供电外，像西门子地达摩厂、东芝公司等仍采用传统的变频机组供电，在测试方面采用了一些较为先进的测试仪表，只是整个试验系统的集成自动化程度较高。1.2 电机试验的介绍电机试验是利用仪器、仪表及相关设备，按照相关标准的规定，对电机制造过程中的半成品和成品，或以电机为主体的配套产品的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性能等技术指标进行的检验。通过这些检验，可以全部或部分的反映被试电机的相关性能数据，用这些数据，可以检验被试产品是否符合设计要求，检验被试产品品质的优劣以及改进的目标和方向。成
14、品试验是针对组装成整机后电机进行部分或全部性能的试验，成品试验又分为型式试验和检查试验两大类。所谓型式试验是一种全面的性能试验，能够较确切地得到被试电机的有关性能参数的试验，其目的是为了确定电机的电气和机械性能是否达到技术要求，各种型式电机均需通过本试验才能投产或继续生产。国际标准和英、原苏、德等国家的标准都把型式试验当作一种性能试验，用来检查电机的特性和参数。这种试验一般只对各种型式电机中的第一台或首批的几台样机进行，所以称为型式试验。根据需要，试验可包括标准中规定的所有项目，也可以是其中的一部分项目。根据国家标准，在下述情况下，应进行型式试验: (l)新设计试制的产品;(2)经鉴定定型后小
15、批投产的产品;(3)设计或工艺上的变更足以引起电机的某些特性和参数发生变化的产品;(4)检查结果与以前试验结果发生不可容许的偏差的产品;(5)产品自定型投产后的定期抽试;(6)某些有特种要求的特殊用途的电机。检查试验又称常规试验、出厂试验。这种试验是为了确定电机是否处于电气和机械上的正常工作状态。检查试验的内容较型式试验大为简化，它是电机最基本和最常规的试验，每台装配完成的电机都要进行检查试验。只有检查试验合格的电机才能达到安全和良好状态的要求，并允许出厂。1.3 监控系统的研究构想分析电机自动测试系统，可将该系统分为两大部分，既数据采集与控制部分(下位机)与人机界面部分(上位机)。目前国内的自动测试系统对这两部分的实现方案主要有以下几种:(1)下位机采用单片机与A/D、D/A接口芯片完成数据采集功能，与上位机通信采用RS232/422/485串行通信方式。采用VB/VC等编程工具开发上位机人机界面软件，通过对 Windows MSCoMM控件的编程实现通信。该实现方案用于采集点少，控制简单的测试系统。(2)采用工业PC机与I/O板卡完成数据采集功能。工业PC机本身既承担数据采
