5.1測量系統(tǒng)的組成

　　測量系統(tǒng)中被試電機(jī)側(cè)的電參數(shù)、負(fù)載電機(jī)側(cè)的電參數(shù)和變頻機(jī)組的頻率都必須傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，在組態(tài)界面上實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控宗窗。

　　上面那些參數(shù)首先必須通過傳感器和互感器測量，如主回路中用到的電壓互感器用于測量電壓肿讽，電流互感器用于測量電流蛮埋。把測得的數(shù)據(jù)必須傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C(jī)進(jìn)行監(jiān)控。而且有些參數(shù)如溫度等必須通過傳感器測量找田。

　　基于上面的考慮設(shè)計測量系統(tǒng)的基本框圖如圖5.1所示：

5.2 數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)原理和組成

　　信號采集系統(tǒng)如下圖5.2所示歌憨，它由傳感器 、信號處理電路墩衙、A/D板务嫡、扭矩儀、工控機(jī)等組成底桂。被試電機(jī)帶動負(fù)載電機(jī)植袍，被試電機(jī)與負(fù)載電機(jī)之間接有轉(zhuǎn)速傳感器以測試在不同的施加負(fù)載下電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率籽懦。3只電流傳感器用于檢測三相電流于个；3只電壓傳感器用于檢測電機(jī)的有功功率；一只三相無功功率傳感器用于檢測電機(jī)的無功功率暮顺。還設(shè)置了溫度傳感器用于檢測電機(jī)溫升厅篓。模擬信號又信號處理電路處理后，分兩路捶码，一路送數(shù)字儀表顯示羽氮，另一路又A/D板采集后送工控機(jī)進(jìn)行處理和組態(tài)監(jiān)控或链。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器檢測信號由微機(jī)扭矩儀顯示并通過RS-485串口送至工控機(jī)。信號采集處理由傳感器舀美、信號處理電路嚎衡、A/D板、扭矩儀玉桅、工控機(jī)共同完成漓荞。值得說明的是，功率因數(shù)掷锻、電機(jī)的輸出功率拟卢、電機(jī)效率不是直接測量出來的，而是通過以上參數(shù)運算間接獲得蔑来。

　　以下對上述框圖中主要硬件模塊的作用分別予以簡要介紹绞甥。

　　A/D采集卡　A/D采集采用AC1820 高速數(shù)據(jù)采集卡。該卡提供16路單端輸入12位A/D轉(zhuǎn)換,A/D 轉(zhuǎn)換速度最快可達(dá)800kHz澈虱。該卡采用板上RAM 存儲方式,板上RAM 為128K字,可以脫機(jī)采樣,適合WINDOWS系統(tǒng)的應(yīng)用帖豫。該卡的以上特點完全能夠滿足高壓電機(jī)試驗的各項要求。
信號處理電路　它的作用是將各傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換成為0～±5V的電壓,以便A/D采集卡采集和計數(shù)表牲。同時,也為A/D采集卡提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)竿丙。

　　本文設(shè)計中采用青島青智公司的數(shù)字電參數(shù)測量儀（自帶RS-485接口）測量，它能夠替代圖5.2虛線框中的模塊言秸。

　　它的型號為8901F～8905F。它的工作原理：被測量的電壓迎捺、電流信號首先變換成較小的電壓信號举畸，送到高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，使之轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的數(shù)字量凳枝。單片機(jī)對采集到的數(shù)字量進(jìn)行運算處理抄沮，并將最終計算的結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來，或通過打印機(jī)打印出來岖瑰，或以串行通訊形式將數(shù)據(jù)傳送給其他設(shè)備叛买。

　　與傳統(tǒng)指針式儀表相比，數(shù)字電參數(shù)測量儀具有以下優(yōu)點：

1.所測信號數(shù)值為真有效值蹋订；
2.直接數(shù)字顯示率挣，無讀數(shù)誤差；
3.對于波形失真的信號同樣適用露戒；
4.用一臺儀器可以測量多個參數(shù)椒功。

　　扭矩儀采用蘭光NJY-20扭矩儀，結(jié)構(gòu)原理如下：
　　將待測產(chǎn)品固定在NJY測試儀的夾具上趋肖，該夾具與一個高精度的扭矩傳感器緊密連接硫舞，通過操作者手旋瓶蓋相脱，傳感器將手旋扭矩轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，后由單片機(jī)接收并分析處理铅惋，最后出具試驗結(jié)果绅拢。
　　電參數(shù)測量儀與工控機(jī)的硬件連接如圖5.3所示：

　　在系統(tǒng)設(shè)計中，一般工控機(jī)的串行口有3個泪滥，兩個RS-485和1個RS-232濒聪。如系統(tǒng)用于實際試驗中時，若串行口不夠存站，可考慮擴(kuò)展萌小。順便提一下，電參數(shù)測量儀與上位機(jī)的通訊還要有軟件設(shè)計（如通訊協(xié)議等）滚曾。由于實驗條件有限狱心，所以在通訊方面，主要實現(xiàn)了PLC與上位機(jī)的通訊制依。

5.3 電流互感器和電壓互感器的選擇

5.3.1 電流互感器的選擇

1)電流互感器的選擇原則

　　保護(hù)用電流互感器的性能應(yīng)滿足繼電保護(hù)正確動作的要求音诫。首先應(yīng)保證在穩(wěn)態(tài)對稱短路電流下的誤差不超過規(guī)定值。對于短路電流非周期分量和互感器剩磁等的暫態(tài)影響雪位，應(yīng)根據(jù)互感器所在系統(tǒng)暫態(tài)問題的嚴(yán)重程度竭钝、所接保護(hù)裝置的特性、暫態(tài)飽和可能引起的后果和運行經(jīng)驗等因素雹洗，予以合理考慮香罐。如保護(hù)裝置具有減緩電流互感器飽和影響的功能，則可按照保護(hù)裝置的要求選用適當(dāng)?shù)幕ジ衅鳌?/font>