一种发电机交流阻抗转速特性测试仪的制作方法

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本实用新型涉及发电机转子绕组故障检测领域，具体涉及一种发电机交流阻抗转速特性测试仪。


背景技术：

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发电机的转子绕组匝间短路后，绕组的直流电阻值会变小，通常采用测量直流电阻值的方法检查转子绕组有无匝间短路现象，但是当短路的绕组匝数比较少时，电阻值相差较小，此时直流电阻法的灵敏度会变得很低，从而无法准确测量和检测到转子绕组有无匝间短路现象，因此需要开发一种能在短路的绕组匝数比较少时，电阻值相差较小的时候依然能测量和检测到发电机转子绕组有无匝间短路现象的测试仪。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是提供一种发电机交流阻抗转速特性测试仪，测量转子绕组交流阻抗和转速，并获得交流阻抗转速特性曲线，通过交流阻抗转速特性曲线来判断转子绕组有无匝间短路。
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为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：
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一种发电机交流阻抗转速特性测试仪，包括：
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电压电流采样电路，连接发电机的转子绕组输入端，用于测量发电机转子绕组的电压和电流；
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转速检测电路，接收速度传感器提供的速度数据，从而获取发电机的转子绕组转速；
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存储电路，用于存储发电机转子绕组的电压和电流和转速数据；
[0009]
cpu主控，与上述电路信号连接，获取所述发电机转子绕组的电压、电流和转速数据存储至存储电路，并处理得到发电机转子绕组的交流阻抗和转速的特性曲线。
[0010]
优选地，所述电压电流采样电路、转速检测电路、存储电路与cpu主控通过spi总线连接。
[0011]
优选地，所述电压电流采样电路通过隔离电路后与cpu主控连接，隔离电路可去除干扰，同时提高数据的采样精度。
[0012]
优选地，所述电压电流采样电路采用单相双向功率/电能芯片，可以测得电压、电流的有效值和有功功率，从而计算得出发电机转子绕组的交流阻抗。
[0013]
优选地，所述转速检测电路通过速度传感器采集到的4-20ma模拟量，经隔离变送器转换成电压信号，再由a/d转换芯片进行采样后，通过spi总线传送至cpu主控。速度值由 4ma到20ma模拟量输送，抗干扰强，传输距离远，有效保障采集数据的准确性。
[0014]
优选地，还包括用于显示测试数据和特性曲线的显示器，和用于输入操作指令的按键板。
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本实用新型通过对发电机转子绕组施加恒定的电压，测的转子绕组的交流阻抗和
转速的关系曲线，来确定转子绕组匝间有无短路，有效的提高了测量和检测发电机转子绕组有无匝间短路现象的灵敏度和准确性。
附图说明
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图1是本实用新型的电路框图；
[0017]
图2是本实用新型的存储电路图；
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图3是本实用新型的转速检测电路图；
[0019]
图4是本实用新型的电压电流采样电路图；
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图5是本实用新型的电压电流采样电路和发电机转子试验连接图；
[0021]
图6是本实用新型的无匝间短路的交流阻抗和转速的关系曲线图；
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图7是本实用新型的有匝间短路的交流阻抗和转速的关系曲线图。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]
下面结合附图，对本实用新型的实施作进一步详细的描述：
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如图1所示，一种发电机交流阻抗转速特性测试仪，包括电压电流采样电路，连接发电机的转子绕组输入端，电压采样主要是采集发电机的转子绕组输入端的电压，电流采样通过电路串联发电机的转子绕组输入端进行测量(图5所示)；转速检测电路，接收速度传感器提供的速度数据，从而获取发电机的转子绕组转速；存储电路，用于存储发电机转子绕组的电压、电流和转速数据；cpu主控，与上述电路信号连接，获取所述发电机转子绕组的电压、电流和转速数据存储至存储电路，并处理得到发电机转子绕组的交流阻抗和转速的特性曲线。电压电流采样电路、转速检测电路、存储电路与cpu主控通过spi总线连接；显示器用于显示测试数据和特性曲线，按键板用于输入操作指令；测试仪通过对发电机转子绕组施加恒定的电压，测的转子绕组的交流阻抗和转速的关系曲线，比对无匝间短路时(即发电机正常状态下)的交流阻抗和转速的关系曲线(图6所示)，从而来确定转子绕组匝间有无短路，如图7所示，转子绕组匝间有短路现象时，一定转速时会出现明显的阻抗变小，从而可以准确的测量到转子绕组匝间短路现象，有效的提高了测量和检测发电机转子绕组有无匝间短路现象的灵敏度和准确性。
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如图2所示，存储电路中的存储芯片选用w25q128fv，该芯片具有结构简单，管脚少(8个脚)；容量大，128m-bit/16m-byte，采用spi通信模式，传输率为50mb/s；寿命长，擦写次数大于10万次，保存时间大于20年。满足测试过程中，数据的实时保存，阻抗转速特性曲线需要大量的发电机转子绕组的电压、电流和转速数据支撑，因此采用大容量的存储芯片作为数据存储。
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如图4所示，电压电流采样电路通过隔离电路后与cpu主控连接，隔离电路采用 adum1401为隔离芯片，可有效去除干扰，进而提高数据的采样精度。
[0028]
电压电流采样电路采用单相双向功率/电能芯片，型号为cs5463，线性度0.1％，可
以测得电压、电流的有效值和有功功率，从而计算得出发电机转子绕组的交流阻抗。
[0029]
如图3所示，转速检测电路通过速度传感器采集到的模拟量经隔离变送器转换成电压信号，再由a/d转换芯片进行采样后，通过spi总线传送至cpu主控。速度值由4ma到 20ma模拟量输送，抗干扰强，传输距离远，有效保障采集数据的准确性，通过调节电路中的r32，可以改变速度最大值对应的电压输出值。