基于LabVIEW的程控电流源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利属于虚拟仪器技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW的程控电流源系统，特别涉及一种采用LabVIEW编程可在通用计算机上运行的，具有交互界面的程控电流源系统。
【背景技术】
[0002]大电流发生器是一种能向负载提供恒定电流的电器设备，为各行各业低压电器的调试和检测提供范围可调的大电流，广泛用于电器设备的各种保护特性的测试。
[0003]目前，在低压电器测试领域，普遍采用单相交流电机驱动的调压器与低电压大电流变压器来构成大电流恒流源，如实用新型专利CN 105005344 A公开了一种大电流发生器，调压器与低电压大电流变压器构成大电流发生器的组合结构，但是因调压器存在惯性，使得电流调节惯性大，电流调节到设定值附近时容易引起振荡，从而会影响检测精度，另外该专利虽然在硬件上作了详细的说明，但在具体是如何通过上位机软件实现控制等方面没有做出必要的说明。又如一些文献提出了一种以单片机为控制核心的恒流源控制方案，因其缺乏直观的电流调节界面与接口，致使与其他测试系统整合相对麻烦。
【实用新型内容】
[0004]1、本实用新型的目的。
[0005]本实用新型解决现有低压电器检测行业所必须的一款电流源，该电流源能够同时满足宽范围、高精度且界面友好、易与测试系统整合等专用需求，而提出了一种基于LabVIEW的程控电流源系统。
[0006]2、本实用新型所采用的技术方案。
[0007]本实用新型的基于LabVIEW的程控电流源系统，包括调压装置、保护与转换装置、控制装置:
[0008]调压装置包括粗调调压器、微调调压器、微调变压器、多变比变压器以及低电压大电流变压器:工频电源通过接触器与粗调调压器的一端以及微调调压器的一端连接，粗调调压器的调节端通过微调变压器与微调调压器的调节端连接，微调变压器次级线圈的另一端与多变比抽头变压器Tl的一端连接，多变比抽头变压器Tl的三个抽头分别通过接触器与低电压大电流变压器T2初级线圈的一端连接，低电压大电流变压器次级线圈的一端连接导线，导线穿过电流测量电路中的电流互感器，接入待测产品;微调调压器的输出电压基准点在中点，当微调调压器碳刷位置在中性点偏上位置时，细调变压器输出电压与粗调调压器输出电压同相位，调压器组总输出电压为两者相加，反之则相减，即多变比抽头变压器Tl初级两端的电压等于粗调调压器TD两端的电压和细调调压器TDW次级两端的电压的代数和;细调变压器BTDW次级两端的电压是细调调压器TDW两端的电压经细调变压器BTDW变换得到，即可以通过改变粗调调压器和微调调压器的值间接改变多变比抽头变压器Tl初级两端的电压，进而进行调压；
[0009]所述的保护与转换装置包括粗细调压器限位报警保护模块、中位信号检测模块:粗细调压器限位报警保护模块主要由行程开关、光电耦合器和数据采集卡实现;行程开关为粗调调压器提供限位报警，行程开关分别安装在粗细调调压器的上下限位置，粗调调压器和微调调压器的上下限位置信号经光电耦合器送入数据采集卡；中位信号检测模块中的电流电压互感器和传感器同数据采集卡组合测量系统中线路上的电流电压值。
[0010]控制装置主要包括上位机和数据采集卡，上位通过调用数据采集卡采集数字信号和模拟信号的采集，并通过采集卡的定时与计数功能产生一定频率的脉冲信号，驱动调压装置中的步进电机。
[0011]更进一步的具体实施例中，粗调调压器与微调调压器通过步进电机驱动，包括步进电机、步进电机驱动器以及行程开关XK1-XK4，粗调调压器与微调调压器的步进电机驱动器的VCC端和GND端分别与行程开关XKl和XK2的NC端相连，粗调调压器与微调调压器的步进电机驱动器的A、B端分别与粗调调压器与微调调压器步进电机的A、B端相连，驱动器的DIR端和CP端分别与数据采集卡相连;上位机调用数据采集卡产生一定频率的脉冲信号，通过驱动器控制步进电机转动，输入的脉冲数量决定步进电机转过的角度，脉冲的频率决定步进电机的转速，进而达到控制粗调调压器与微调调压器。
[0012]更进一步的具体实施例中，所述的行程开关具有常开触点和常闭触点，且两者之间存在一公共端，当对调压器实施限位保护时，需将微动开关的常闭触点接入调压器驱动电机的电源回路，当调压器调节到极限位置时断开驱动电机电源同时又需将常开触点接入数据采集卡，通过数据采集卡将调压器调节到极限位置的报警信息传到上位机。
[0013]3、本实用新型的有益效果。
[0014](I)本实用新型通过采用粗细调压器组加变压器的组合既大大提高了电流的调节精度，又拓展了电流调节的范围。
[0015](2)整个电流调节过程采用闭环控制的方式实现，无需人工干预。
[0016](3)本实用新型摒弃了以往复位的方法，采用电压传感器实时采集微调调压器触头与零点的电位差，根据电位差的大小进行回零，而不是先回到上下限位置后再回到中位抽头位置，这样就可以即快又准的实现微调调压器的复位操作。
[0017](4)本实用新型具有良好稳定性与较高的精度，电流调节精度小于0.5%，调节时间一般在4s左右，电流的调节范围为0.1A到1500A，能够较好的满足低压电器行业测试的要求。
[0018]综上，本实用新型用于解决现有低压电器检测行业所必须的一款电流源，该电流源能够同时满足宽范围、高精度且界面友好、易与测试系统整合等专用需求。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的总体结构图。
[0020]图2为本实用新型的主要硬件结构图
[0021 ]图3为本实用新型的上位机软件程序流程图。
[0022]图4为E(精度)的隶属度函数。
[0023]图5为U(频率相关量)的隶属度函数。
[0024]图6为模糊控制规则表。
[0025]图7为电流调节界面
【具体实施方式】
[0026]为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
实施例
[0027]本实用新型的基于LabVIEW的程控电流源，可以输出高精度大范围的三相交流电流、且动态电流输出更新时间快，可全量程范围内快速连续性变化，并且具有手动和自动两种操作模式，操作界面简洁明了。
[0028]本实用新型主要包括以下三大模块:调压装置、保护与转换装置和控制装置。
[0029]上位机软件采用数据流编程与顺序结构相结合的方式实现，第一帧分支为初始化主模块前面板，设定系统启动主模块前面板显示控件与输入控件的初始值;第二帧分支为开关控制、电流电压档位选择控制以及粗细调压器归零操作;第三帧分支为电参量读写、电流调节控制以及电机驱动程序，其中电参量的读写包括动态模拟量的读取和数字量的读写，所述的电流调节控制、电参量读写以及电机驱动程序采用并行方式运行，互不影响；第四帧分支为复位程序，断开所有开关和继电器。程序采用模块化编程思想实现特定的功能。
[0030]调压装置的核心是粗