本文關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機勵磁碳刷電流監(jiān)測系統(tǒng)

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【摘要】：正常工作的大型同步發(fā)電機在碳刷與集電環(huán)之間通過幾百甚至上千安培超大電流,才得以確保電機對外提供足夠功率的電能。根據(jù)相關(guān)資料顯示,目前大型同步發(fā)電機在碳刷與集電環(huán)之間多采用滑動機械接觸式導(dǎo)流環(huán),由于長時間機械磨損和設(shè)備損耗、抖動等問題,使這一環(huán)節(jié)存在較大的安全隱患。本文在充分調(diào)研、分析現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)和安全化生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上,較為系統(tǒng)地提出了同步電機勵磁電流的檢測方法,并設(shè)計了該方法的工程化方案。大型同步電機具有勵磁電流大、導(dǎo)流環(huán)數(shù)量多、空間分布復(fù)雜以及工頻干擾大的特點,為精確測量每一路勵磁碳刷電流,本文首先對這一關(guān)鍵問題進(jìn)行原理性分析,研究了在霍爾傳感器外加入導(dǎo)磁環(huán)的方法對勵磁碳刷電流之間互相影響的屏蔽作用;在抑制工頻干擾方面,研究了SINC濾波器的特性,并將此濾波器引入勵磁碳刷電流檢測環(huán)節(jié)。基于以上的相關(guān)分析與研究,確定該方案工程化實現(xiàn)的器件選型方向。為實現(xiàn)多路電流信號的高速采集,提出以FPGA為主控芯片與LINEAR公司LTC2494 AD芯片組合的方案。同時為滿足文中所設(shè)計的勵磁碳刷電流監(jiān)測系統(tǒng)與工控行業(yè)主流產(chǎn)品兼容,設(shè)計4-20mA電流環(huán)和RS485兩種標(biāo)準(zhǔn)接口,利用Verilog HDL語言實現(xiàn)了RS485接口上Modbus通訊協(xié)議,程序設(shè)計過程中采用自上而下模塊化設(shè)計,其中SPI接口、串口驅(qū)動和CRC校驗等相關(guān)程序具有良好的可移植性。本文所設(shè)計的大型同步電機勵磁碳刷電流檢測系統(tǒng),經(jīng)過了理論分析、器件選型和實物制作三大流程,與臺達(dá)B07S411觸摸屏配合良好,實現(xiàn)了電廠中大型同步電機勵磁碳刷電流的在線監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：電流檢測 工業(yè)通訊 數(shù)字信號處理 FPGA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM31;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文選題的背景基礎(chǔ)10-11
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 電流檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 FPGA發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)研究16-25
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案概述16
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)及技術(shù)指標(biāo)16-17
• 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)16
• 2.2.2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)16-17
• 2.3 系統(tǒng)硬件平臺的構(gòu)建17-18
• 2.4 勵磁碳刷四路電流的電磁干擾分析18-21
• 2.4.1 勵磁碳刷電流磁場分布18-20
• 2.4.2 WCS1500的應(yīng)用分析20-21
• 2.5 SINC濾波器對工頻噪聲抑制分析21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-25
• 第3章 同步發(fā)電機勵磁碳刷電流監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計25-35
• 3.1 電流采集模塊硬件設(shè)計25-27
• 3.2 FPGA單片控制模塊硬件設(shè)計27-33
• 3.2.1 FPGA概述27
• 3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計27-29
• 3.2.3 接口電路設(shè)計29-30
• 3.2.4 控制電路設(shè)計30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 第4章 同步發(fā)電機勵磁碳刷電流監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計35-60
• 4.1 硬件描述語言的選擇及開發(fā)環(huán)境35-38
• 4.2 數(shù)據(jù)處理及控制程序設(shè)計38-44
• 4.2.1 SPI接口模塊38-41
• 4.2.2 A/D控制模塊41-44
• 4.3 數(shù)據(jù)通訊程序設(shè)計44-54
• 4.3.1 串口收發(fā)程序44-47
• 4.3.2 CRC校驗程序47-49
• 4.3.3 通訊協(xié)議的約定及實現(xiàn)49-54
• 4.4 實驗平臺的構(gòu)建及測試54-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-66
• 攻讀學(xué)位期間授權(quán)的專利66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：895918