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基于幅值恢复法的感应电动机定子电流的测试与分析

作　者: 葛荣亮
导　师: 郭立炜
学　校: 河北科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 感应电动机幅值恢复法快速傅里叶分析 S3C2410X μC/OS-Ⅱ
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
引　用: 1次
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内容摘要

感应电动机作为重要的电气设备广泛应用于工农业生产及日常生活中。感应电动机发生故障和停止运行,不仅会损坏电机本身,而且会影响整个系统的正常工作,甚至危及人身安全,造成巨大的经济损失。因此开发感应电动机在线监测和故障诊断系统具有重要的价值。随着计算机技术和嵌入式技术的不断成熟与发展,小型化和智能化将是电机故障诊断系统的发展方向。本文确定并设计了一种基于嵌入式技术的感应电动机在线监测和故障诊断系统,用于现场的感应电动机监测和故障诊断。采用幅值恢复法和快速傅里叶变换相结合对感应电动机定子三相电流进行处理分析。幅值恢复法具有运算小、处理速度快,能有效突出谐波的特点,利用幅值恢复法技术对电动机定子电流进行现场监测,可有效地解决测量过程中数据量过大存储空间不足以及计算量繁重的瓶颈,又能满足电机检测实时高效的要求。系统采用三星公司的ARM920T内核微处理器S3C2410X作为控制器,以μC/OS-Ⅱ操作系统为软件开发平台,提供了友好的人机交互界面。本文详细介绍了系统的各部分硬件,引导加载程序BootLoader,μC/OS-Ⅱ操作系统的移植,A/D转换器和TFT_LCD驱动程序的开发,嵌入式图形用户接口μC/GUI在嵌入式μC/OS-Ⅱ平台上的移植,以及基于系统功能开发的数据采集、幅值恢复法处理、FFT分析等应用程序。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 国内外感应电机在线监测与故障诊断技术的现状及发展  10-11
  1.3 嵌入式系统概述与发展  11-12
    1.3.1 嵌入式系统及其操作系统  11
    1.3.2 实时操作系统  11-12
    1.3.3 嵌入式实时操作系统开发的趋势  12
  1.4 实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ简介  12-13
  1.5 本文的主要研究内容  13-14
第2章感应电动机故障特征及诊断方法  14-21
  2.1 感应电动机的工作原理  14-15
  2.2 常见故障类型  15
  2.3 常用故障诊断方法  15-17
  2.4 感应电动机常见故障特征分析  17-19
    2.4.1 定子绕组故障  17
    2.4.2 转子故障  17
    2.4.3 轴承故障  17-18
    2.4.4 偏心故障  18-19
  2.5 感应电动机故障信号处理技术  19-20
  2.6 本章小结  20-21
第3章 FFT 结合幅值恢复法在感应电动机测试分析系统中的应用  21-30
  3.1 傅里叶变换的基本原理  21-24
  3.2 傅里叶变换的不足和解决对策  24-25
  3.3 两种数字滤波器的对比  25-26
  3.4 幅值恢复法  26-29
  3.5 本章小结  29-30
第4章系统结构及硬件电路  30-43
  4.1 系统总体方案  30
  4.2 S3C2410 核心板及处理器特性  30-33
  4.3 系统的部分硬件电路  33-40
    4.3.1 电源电路  33-34
    4.3.2 时钟及复位电路  34-35
    4.3.3 存储器电路  35-37
    4.3.4 模数转换电路  37
    4.3.5 通讯电路  37-38
    4.3.6 JTAG 接口电路  38-39
    4.3.7 LCD 显示电路  39-40
  4.4 信号采集和调理电路  40-42
    4.4.1 电流信号调理电路  41
    4.4.2 电压信号调理电路  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章系统软件设计  43-58
  5.1 BootLoader 的移植  43-44
  5.2 移植μC/OS-Ⅱ到S3C2410X 上  44-46
    5.2.1 对OS_CPU. H 中同处理器和编译器有关代码进行设置  45
    5.2.2 用嵌入式C 编写与操作系统相关的函数  45
    5.2.3 用汇编语言编写与处理器有关的函数  45-46
  5.3 液晶显示模块的驱动设计  46-48
    5.3.1 端口信号与控制器  46-47
    5.3.2 特殊功能寄存器  47
    5.3.3 驱动程序的设计  47-48
  5.4 μC/GUI 图形系统的移植  48-50
    5.4.1 μC/GUI 简介  48-49
    5.4.2 移植μC/GUI 系统的过程  49-50
  5.5 应用程序的设计  50-57
    5.5.1 数据采集程序  51-52
    5.5.2 幅值恢复法程序  52-54
    5.5.3 FFT 分析程序  54-57
  5.6 本章小结  57-58
第6章系统测试与分析  58-64
  6.1 系统平台简介  58
  6.2 测试内容  58
  6.3 波形显示与频谱分析  58-63
  6.4 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间所发表的论文  70-72
致谢  72

基于幅值恢复法的感应电动机定子电流的测试与分析

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