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变频电机的性能检测系统

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变频电机的性能检测系统

虚拟仪器是基于通用计算机软硬件的测试平台,已经在工业控制测试领域有了广泛的应用。LabVIEW是由推出的虚拟仪器开发工具,应用图形化编程方式,功能强大,界面友好,拥有丰富的计算函数,高级的采集和信号分析控件,完善的仿真调试工具,动态的连续跟踪方式。目前国内已开展将虚拟仪器应用于变频电机测控方面的研究,但开发的系统检测项目有限,如基于NI数据采集卡的变频电机性能检测系统,只能测量变频电机三相功率,负载特性等。而进行变频电机控制器开发测试时还经常要观测变频电机的电压、电流及转速,它们是变频电机启动及调速的关键参数;另外目前变频电机调速常用的双闭环PI算法中Pl参数的调整往往是根据经验及试验的方式设定,过程相当繁琐。所以开发一款软件解决这些问题很有必要。本文中应用LabVIEW编写上位机软件,软件分为数据检测和PI参数设定两个基本模块。并应用控制芯片独立的串口通信接口与上位机实现了数据的检测及PI参数的设定。

该设计中下位机可使用独立于控制器的单片机或DSP,但为了能直接方便地设置变频电机控制PI参数,直接使用了控制器上的控制芯片。主控制芯片采用瑞萨电子一款变频电机控制专用16位单片机R5F212L4SNFP,它自带6路PWM,9路10位的A/D转换器,1.5 KB数据FLASH,两个独立的串行通信接口,并拥有串口通信的独立定时器;在完成控制功能之余有足够的端口完成与上位机的通信。LabVIEW使用通用接口总线(GPIB),标准串行总线(RS 232),VME仪器扩展(VXI)和其他硬件标准与外部仪器通信及控制外部仪器。考虑到硬件成本及方便性这里采用RS 232标准串口通信方式。系统能观测的数据有电压、电流、转速等。电流由毫欧级采样电阻采样并适当上拉后接入A/D端(测量的是在每个方波的中点激发A/D转换采集的值);电压由精密电阻分压后接入A/D端;变频电机转速可由换相信号计算得出;变频电机转速的设定是芯片外的一个线性电压值经A/D转换后计算给定;控制芯片通过电平转换芯片TC232与上位机完成串行通信。

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