基于数字信号处理器的电机测试装置的研制

作     者：李纯 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴言荪

授予年度：2005年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电机测试 交流采样算法 数字信号处理器 

摘      要：电机测试是电机生产和使用中的重要环节,为确保产品质量,采用先进的技术和手段对装配完成的电机进行检测是很有必要的。传统的测试装置由于硬件资源与速度的限制,每周波的采样点少,而且只能选择计算量小的算法,结果限制了测量的精度;同时由于算法的限制,无法得到如谐波、序分量等参数,限制了其使用范围。 数字信号处理器硬件资源丰富,硬件设计简化;同时DSP 可以对数字信号流执行快速的数学运算,其运算能力是普通处理器所无法比拟的。这些数学运算从简单的加减法和乘法到复杂滤波以及信号分析功能如快速傅立叶变换和离散余弦变换都具有显著的优势。 论文以TI 公司的TMS320F2812 DSP 芯片设计了一套电机测试装置,利用其具有同时采样功能的12 位ADC 模块实现对电机同一相的电压和电流的同时采样,TMS320F2812 的外部存储器接口可以访问1M 字节的地址空间,其等待状态发生器和灵活的片选信号简化了TMS320F2812 与大容量彩色液晶显示屏的硬件接口电路。TMS320F2812 强大的内部资源(高达150MHz 的主频)和高效的分析计算功能解决了传统测试装置实时性差、精度低和无法得到谐波、序分量等参数的缺陷。 论文设计的装置主要完成对电机三相电压电流等电参数的测量、计算和分析,而不涉及对电机的机械特性、温度、噪声、磁场等测量。论文全面叙述了交流电量的频率、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和谐波分量等参数的计算原理。介绍了基于这些计算原理的以TMS320F2812 为核心的电机测试装置的硬件和软件设计。其中液晶接口电路的设计为TMS320F2812 特有的外部存储器接口(XINTF)的应用提供了一个成功的实例。 整套装置通过了实验验证,实验结果表明该电机测试装置可以同时测量三相交流电压、三相交流电流、三相(或单相)电功率、频率、功率因数等参数,并能进行谐波分析和波形显示。说明以TMS320F2812 为核心构成的电机测试装置实现了较高的测试精度、良好的实时性以及高效的谐波分析功能,为电机测试提供了一种有效的解决方案。