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LabV IEW
程序设计
用 LabV IEW 处理三相异步电动机的试验数
据 ,主要依据是 GB755—87《中小型电机基本技
术要求 》
和 GB1032—85《三相异步电动机试验方
法 》
。全部数据处理程序共由九个主要部分组
成 ,如图 2所示 。由于在型式实验数据处理时 ,部
分试验项目的计算需要使用前面试验所得计算结
果 ,因此整个程序采用连续过程分段处理形式 ,各
段的基本结构是一样的 。下面以空载试验和负载
试验的数据处理为例详细介绍 G语言编程方法
及其特点 。
图
2
数据处理程序
3. 1 频率 、
功率因数及输入功率的计算
通过现场采集的三相电压及对应的三相电流
信号波形计算出电源的实际频率 、
电动机的功率
因数和输入功率 。
3. 1. 1 频率的计算
根据现场采样的电压信号进行峰
2峰检测 ,得
到两个峰值之间的采样数据长度 ;然后由采样数
据长度除以 A /D 的实际采样率得到实际的电源
频率 。
3. 1. 2 功率因数的计算
计算功率因数的总体思路为 :
(
1
)
设
: u
A
=U
m
sinω
t,
则电流
i
A
=
u
A
Z
A
=
U
m
| Z
A
|
sin
(
ω
t -
θ
) = I
m
sin
(
ω
t -
θ
)
u
A
i
A
= U
m
sin
(
ω
t) I
m
sin
(
ω
t -
θ
) =
1
2
U
m
I
m
co sθ
-
1
2
U
m
I
m
co s
(
2ω
t -
θ
)
(
1
)
上式由直流量与 2倍频交流量两部分组成 。其中
直流成份为 1
2
U
m
I
m
cosθ。
(
2
)
对以上电压信号进行积分后再与电流信
号相乘得
U
m
co s
(
ω
t) I
m
sin
(
ω
t -
θ
) = -
1
2
U
m
I
m
sinθ
+
1
2
U
m
I
m
sin
(
2ω
t -
θ
)
(
2
)
上式为直流信号与 2倍频交流成份之和 。其中
,
直流成份为
-
1
2
U
m
I
m
sinθ。
(3) 分别取出式 ( 1)和式 ( 2)中的直流成份 ,
两者相除 ,得到电压与电流相位差的正切值 ,由此
得出被测电动机的功率因数 。
按照以上思路 ,根据现场采集的电压 、
电流信
号 ,应用 LabV IEW 中提供的数学计算及信号处理
工具即可计算出三相异步电动机的功率因数 。这
种测量方法的明显优点是 :所计算的电压 、
电流相
位差与 A /D的测量数据长度和采样速率的关系
不大 , (在满足奈奎斯特采样定理的前提下 )提高
了测量的精度 。
3. 1. 3 有功功率的计算
根据采样电压 、
电流信号的数据 ,检索电压及
电流的幅值 ,根据幅值计算出电压 、
电流的有效
值 ,将电压 、
电流有效值的乘积再乘以功率因数得
到有功功率 ,该功率即为被测电机的输入功率 。
3. 2 转差率计算
根据采样电压波形信号计算出电源实时频
率 。由实测电源频率计算出电动机的实际同步转
速 ,并通过测量的被测电机的转速信号计算出转
差率 ,这样 ,可防止和减小由于电源频率波动而引
起的转差率的测量误差 。
实现上述运算的 LabV IEW 程序框图如图 3
所示 ,图中输入信号 1 和信号 2分别是相电压和
相电流 ,直接相乘并取出直流成份 ;检测信号 1的
两个峰值之间 ,即一个周期的数据长度 ,分别截取
信号 1和信号 2一个周期的数据长度 ,且将所截
取信号 1的部分积分 ,并与所截取的信号 2的部
分相乘 ,取其直流成份 ,由两个直流成份得到功率
因数 ;将输入信号 1和信号 2 通过有效值计算模
块后 ,分别计算出有效值 ,由电压 、
电流有效值及
所计算的功率因数计算出有功功率 ; 输入信号
samp le为 A /D 的实际采样速率信号 ,由该信号与
信号的一个周期的数据长度 ,计算出电源的实时
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LabV IEW
在电机测试中的应用
《中小型电机 》
2004, 31 ( 6)