基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及其方法，非接觸式霍爾效應電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第一輸入引腳、第二輸入引腳和第三輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機相連接，所述的上位機帶有基于LabVIEW的定子電流檢測模塊，所述的上位機中還包含有VISA模塊，并結合其方法可有效避免現(xiàn)有技術中的增加系統(tǒng)的復雜度度，且需要用到示波器，示波器造價昂貴，且探頭易損壞的缺陷。
【專利說明】基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于永磁同步電機定子電流【技術領域】，具體涉及一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及其方法。

【背景技術】
[0002]永磁同步電動機是一個非線性、時變性和不確定性的復雜控制對象。在永磁同步電機的調(diào)速系統(tǒng)中通常采用矢量控制，矢量控制技術發(fā)展較早，其在交流調(diào)速領域應用較為成熟。在精度較高的傳動系統(tǒng)中，矢量控制技術的調(diào)速范圍可達到系統(tǒng)要求的10000:1以上，在伺服領域也能達到5000:1?10000:1。
[0003]在永磁同步電機的矢量控制實驗中通常需要觀察定子電流這樣的參數(shù)，一般采用模擬信號進行觀察，需要搭建額外的模擬電路，從而增加系統(tǒng)的復雜度度，且需要用到示波器，示波器造價昂貴，且探頭易損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的提供一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及其方法，非接觸式霍爾效應電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第一輸入引腳、第二輸入引腳和第三輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機相連接，所述的上位機帶有基于LabVIEW的定子電流檢測模塊，所述的上位機中還包含有VISA模塊，并結合其方法可有效避免現(xiàn)有技術中的增加系統(tǒng)的復雜度度，且需要用到示波器，示波器造價昂貴，且探頭易損壞的缺陷。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)及其方法的解決方案，具體如下:
[0006]一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，包括在永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組、B相繞組和C組繞組旁分別設置有第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3能夠分別感應出三相繞組的A相繞組、B相繞組和C組繞組的電流，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的第一輸入引腳5、第二輸入引腳6和第三輸入引腳7相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4還通過RS232接口 8同上位機9相連接，所述的上位機9帶有基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10，所述的上位機9中還包含有VISA模塊。
[0007]所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10包括有人機交互界面，所述的人機交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進行操作后就能經(jīng)過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10對上位機9發(fā)送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內(nèi)永磁同步電機的定子電流數(shù)據(jù)的整個變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩(wěn)定顯示永磁同步電機的定子電流的數(shù)據(jù)。
[0008]所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機的定子電流的幅值-時間曲線，所述的儀器顯示部分包括有三個圓弧狀刻度區(qū)域，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域分別用來表示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值范圍、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值范圍以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值范圍，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的下方各自設置有一個指針狀圖標，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的上方分別設置有用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框。
[0009]所述的操作界面部分包括串口參數(shù)設置部分、波形選擇部分、波形調(diào)整部分、控制部分以及波形顯示參數(shù)設置部分，所述的串口參數(shù)設置部分用于對串口通信的參數(shù)的初始化，所述的串口參數(shù)設置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預設的選擇值為上位機9能夠識別的串行端口號，所述的波形顯示參數(shù)設置部分包括用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框，所述的波形調(diào)整部分包括用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間的文本框、用于設置游標刻度值的文本框以及用于波形移動的左右拉條，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執(zhí)行啟動、暫停運行和終止運行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示對應選擇的繞組的電流波形圖。
[0010]所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)的方法，步驟如下:
[0011]步驟1:首先啟動基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值、B相繞組的電流值和C組繞組的電流值傳遞到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，并通過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10運行人機交互界面，在人機交互界面上串口參數(shù)設置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信波特率一致；
[0012]步驟2:在基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10的其他地方對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位進行設置，所述的對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值一致；
[0013]步驟3:另外在用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框中分別進行對數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式、緩存大小以及采樣頻率的設置，通過用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕進行對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕以及用于設置游標刻度值的文本框分別進行是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量做出選擇以及設置游標刻度值；
[0014]步驟4:通過點選用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框來選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別，這樣就完成了初始化設置；
[0015]步驟5:然后當點擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10就把測量指令通過RS232接口 8發(fā)送到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，所述的測量指令包括有初始化設置的信息，并且基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10在內(nèi)存中設置有用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組，每次在保存當前初始化設置的信息之前，先把當前初始化設置的信息同上一次保存在該數(shù)組中的上一次初始化設置的信息相比較，如果有差異，就將當前初始化設置的信息保存到用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組中，如果沒有差異，用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組的數(shù)據(jù)保持不變；
[0016]步驟6:當基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4接收到經(jīng)由RS232接口 8傳遞來的包括有初始化設置的信息的測量指令，就會根據(jù)初始化設置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別和對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇把實時采集的同電流波形類別相對應的電流數(shù)據(jù)通過選擇的通道發(fā)送到上位機9中；
[0017]步驟7:上位機9接收到電流數(shù)據(jù)后，基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10就設置緩存區(qū)來存儲接收到的電流數(shù)據(jù)，串口通信每次以4個字節(jié)為一組的收發(fā)數(shù)據(jù)，接收到的電流輸數(shù)據(jù)為IQ格式的數(shù)據(jù)，這樣再經(jīng)過格式轉化將接收到的電流輸數(shù)據(jù)轉換成普通十進制有符號數(shù)所表示的波形真實數(shù)據(jù)，格式轉化的具體方式為先判斷接收到的電流輸數(shù)據(jù)的正負號屬性來導出有符號數(shù)，有符號數(shù)再經(jīng)過逆運算即可得到波形真實數(shù)據(jù)，波形真實數(shù)據(jù)保存于緩存區(qū)中以備生成觀測波形，在數(shù)據(jù)存放時，每一次循環(huán)，數(shù)組都會經(jīng)過向后移位將新讀取到的數(shù)據(jù)存放在緩存區(qū)最前面，數(shù)組尾部移出的數(shù)據(jù)將被剔除；
[0018]步驟8:把緩存區(qū)中的波形真實數(shù)據(jù)送到波形顯示窗口針對對應的永磁同步電機的定子電流以幅值-時間曲線的形式進行顯示，或者在儀器顯示部分通過指針狀圖標在圓弧狀刻度區(qū)域內(nèi)標示并在對應的用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框或者永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框中顯示電流值。
[0019]所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集的方式還能夠通過只需要兩個非接觸式霍爾效應電流傳感器來分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集來得到永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流值，再通過永磁同步電機定子的三相繞組的電流值之和為O的條件就能導出永磁同步電機定子的三相繞組中的另外一相繞組的電流值。
[0020]本發(fā)明在顯示過程中，幅值和時間刻度還可以根據(jù)需要進行放大和縮小，以便于對波形細部進行分析。實現(xiàn)波形顯示后，還可以通過面板上的時間幅值游標對波形時間和幅值的大小進行測量，實現(xiàn)對被測量的定量分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)連接結構示意圖。

【具體實施方式】
[0022]Labview是一種圖形化虛擬儀器(VI)集成開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器(NI)公司于研發(fā)，自1986年第一版問世，經(jīng)歷近三十年迅速發(fā)展與改進，其性能得到了極大提高，也早已推出了中文版。Labview類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但與它們采用文本語言編程不同，Labview使用圖形化編輯語言G語言(Graphical Programming Language)編寫程序,產(chǎn)生的程序類似于一個程序流程圖，并能根據(jù)設計者意愿設計出人性化的操作界面，具有形象直觀，簡單易學，使用方便的優(yōu)點。
[0023]Labview被視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件，它有一個可以完成任何編程任務的龐大函數(shù)庫，以及功能豐富的VI模塊庫，且具有強大的數(shù)據(jù)處理能力。Labview強大的功能歸功于它層次化的結構，使用戶可以把創(chuàng)建的VI程序當作子程序調(diào)用，創(chuàng)造出更為復雜功能更強的儀器，而這種調(diào)用的層次是沒有限制的。Labview因其強大而靈活的功能，能滿足測試測量，控制，仿真等諸多需求，已廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受。
[0024]利用串口實現(xiàn)Labview與下位機DSP之間的異步通信，正確地通過串口收發(fā)數(shù)據(jù)是軟件監(jiān)測系統(tǒng)的基礎。VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是在Labview平臺中控制VXI，GPIB, RS-232以及其他種類儀器的單接口程序庫，是諸多儀器儀表公司統(tǒng)一采用的標準，使用VISA模塊可以很方便地實現(xiàn)串口通訊功能。編程只需實現(xiàn)對VISA串口的正確初始化和收發(fā)信息的正確處理。
[0025]如圖1所示，基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，包括在永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組、B相繞組和C組繞組旁分別設置有第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3能夠分別感應出三相繞組的A相繞組、B相繞組和C組繞組的電流，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的第一輸入引腳5、第二輸入引腳6和第三輸入引腳7相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4還通過RS232接口 8同上位機9相連接，所述的上位機9帶有基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10，所述的上位機9中還包含有VISA模塊。
[0026]所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10包括有人機交互界面，所述的人機交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進行操作后就能經(jīng)過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10對上位機9發(fā)送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內(nèi)永磁同步電機的定子電流數(shù)據(jù)的整個變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩(wěn)定顯示永磁同步電機的定子電流的數(shù)據(jù)。
[0027]所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機的定子電流的幅值-時間曲線，波形顯示窗口如同示波器窗口，所述的儀器顯示部分包括有三個圓弧狀刻度區(qū)域，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域分別用來表示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值范圍、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值范圍以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值范圍，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的下方各自設置有一個指針狀圖標，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的上方分別設置有用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框。
[0028]所述的操作界面部分包括串口參數(shù)設置部分、波形選擇部分、波形調(diào)整部分、控制部分以及波形顯示參數(shù)設置部分，所述的串口參數(shù)設置部分用于對串口通信的參數(shù)的初始化，所述的串口參數(shù)設置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預設的選擇值為上位機9能夠識別的串行端口號，所述的串口通信波特率即為數(shù)據(jù)傳輸速度，用于設置串口通信波特率的文本框的設置值應該同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的SCI模塊中設置的串口通信波特率的值一致，而串口通信的奇偶校驗位和停止位這樣的參數(shù)在基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10的其他地方設定，這樣把慣常數(shù)據(jù)放在其他地方設置，就無需手動設置提高效率，所述的波形顯示參數(shù)設置部分包括用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框，其中數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式是因為基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4發(fā)送給上位機9的數(shù)據(jù)為IQ格式，上位機9就需要把IQ格式數(shù)據(jù)轉換成十進制有符號數(shù)據(jù)進行顯示，方便用戶閱讀，設置IQ-value即確定其轉換模式，一般與DSP中IQ格式保持一致以真實反映原始波形幅值。所述的緩存大小決定的是一次顯示的波形數(shù)組緩存大小，可以按照需求來進行設置。所述的采樣頻率為被測波形采樣頻率，為了準確顯示波形時間，最好與DSP程序采樣頻率保持一致。所述的波形調(diào)整部分包括用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間的文本框、用于設置游標刻度值的文本框以及用于波形移動的左右拉條，可通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕和用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕對相應通道被測波形進行幅值和時間的測量，通過用于設置游標刻度值的文本框設置坐標刻度倍乘大小，實現(xiàn)波形的拉伸或壓縮，使之達到最佳觀測形態(tài)。在暫停狀態(tài)下，可以通過用于波形移動的左右拉條左右移動波形，方便觀察某些特殊位置，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執(zhí)行啟動、暫停運行和終止運行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示對應選擇的繞組的電流波形圖。
[0029]所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)的方法，步驟如下:
[0030]步驟1:首先啟動基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值、B相繞組的電流值和C組繞組的電流值傳遞到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，并通過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10運行人機交互界面，在人機交互界面上串口參數(shù)設置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信波特率一致；
[0031]步驟2:在基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10的其他地方對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位進行設置，所述的對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值一致，其中奇偶校驗位設置為0，數(shù)據(jù)比特位設置為8，停止位設置為I ;
[0032]步驟3:另外在用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框中分別進行對數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式、緩存大小以及采樣頻率的設置，通過用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕進行對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕以及用于設置游標刻度值的文本框分別進行是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量做出選擇以及設置游標刻度值；
[0033]步驟4:通過點選用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框來選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別，這樣就完成了初始化設置；
[0034]步驟5:然后當點擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10就把測量指令通過RS232接口 8發(fā)送到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，所述的測量指令包括有初始化設置的信息，并且基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10在內(nèi)存中設置有用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組，每次在保存當前初始化設置的信息之前，先把當前初始化設置的信息同上一次保存在該數(shù)組中的上一次初始化設置的信息相比較，如果有差異，就將當前初始化設置的信息保存到用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組中，如果沒有差異，用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組的數(shù)據(jù)保持不變；
[0035]步驟6:當基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4接收到經(jīng)由RS232接口 8傳遞來的包括有初始化設置的信息的測量指令，就會根據(jù)初始化設置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別和對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇把實時采集的同電流波形類別相對應的電流數(shù)據(jù)通過選擇的通道發(fā)送到上位機9中；
[0036]步驟7:上位機9接收到電流數(shù)據(jù)后，基于LabVIEW的定子電流檢測模塊10就設置緩存區(qū)來存儲接收到的電流數(shù)據(jù)，串口通信每次以4個字節(jié)為一組的收發(fā)數(shù)據(jù)，由于基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的是16位IQ格式波形數(shù)據(jù)，所以一個波形數(shù)據(jù)對應2個字節(jié)，一次串口通信可以傳遞2個數(shù)。加上接收到的數(shù)據(jù)是IQ格式，要想反映被測量的真實幅值，接收到的電流輸數(shù)據(jù)為IQ格式的數(shù)據(jù)，這樣再經(jīng)過格式轉化將接收到的電流輸數(shù)據(jù)轉換成普通十進制有符號數(shù)所表示的波形真實數(shù)據(jù)，為了減輕DSP數(shù)據(jù)處理負擔，才將該轉化過程在上位機中實現(xiàn)。格式轉化的具體方式為先判斷接收到的電流輸數(shù)據(jù)的正負號屬性來導出有符號數(shù)，有符號數(shù)再經(jīng)過逆運算即可得到波形真實數(shù)據(jù)，波形真實數(shù)據(jù)保存于緩存區(qū)中以備生成觀測波形，在數(shù)據(jù)存放時，每一次循環(huán)，數(shù)組都會經(jīng)過向后移位將新讀取到的數(shù)據(jù)存放在緩存區(qū)最前面，數(shù)組尾部移出的數(shù)據(jù)將被剔除；
[0037]步驟8:把緩存區(qū)中的波形真實數(shù)據(jù)送到波形顯示窗口針對對應的永磁同步電機的定子電流以幅值-時間曲線的形式進行顯示，或者在儀器顯示部分通過指針狀圖標在圓弧狀刻度區(qū)域內(nèi)標示并在對應的用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框或者永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框中顯示電流值。所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器1、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器3分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集的方式還能夠通過只需要兩個非接觸式霍爾效應電流傳感器來分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集來得到永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流值，再通過永磁同步電機定子的三相繞組的電流值之和為O的條件就能導出永磁同步電機定子的三相繞組中的另外一相繞組的電流值。
[0038]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于包括在永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組、B相繞組和C組繞組旁分別設置有第一非接觸式霍爾效應電流傳感器、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器2和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器能夠分別感應出三相繞組的A相繞組、B相繞組和C組繞組的電流，所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第一輸入弓丨腳、第二輸入引腳和第三輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機相連接，所述的上位機帶有基于LabVIEW的定子電流檢測模塊，所述的上位機中還包含有VISA模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊包括有人機交互界面，所述的人機交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進行操作后就能經(jīng)過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊對上位機發(fā)送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內(nèi)永磁同步電機的定子電流數(shù)據(jù)的整個變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩(wěn)定顯示永磁同步電機的定子電流的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機的定子電流的幅值-時間曲線，所述的儀器顯示部分包括有三個圓弧狀刻度區(qū)域，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域分別用來表示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值范圍、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值范圍以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值范圍，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的下方各自設置有一個指針狀圖標，所述的三個圓弧狀刻度區(qū)域的上方分別設置有用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框以及永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的操作界面部分包括串口參數(shù)設置部分、波形選擇部分、波形調(diào)整部分、控制部分以及波形顯示參數(shù)設置部分，所述的串口參數(shù)設置部分用于對串口通信的參數(shù)的初始化，所述的串口參數(shù)設置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預設的選擇值為上位機能夠識別的串行端口號，所述的波形顯示參數(shù)設置部分包括用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框，所述的波形調(diào)整部分包括用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間的文本框、用于設置游標刻度值的文本框以及用于波形移動的左右拉條，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執(zhí)行啟動、暫停運行和終止運行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示對應選擇的繞組的電流波形圖。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:首先啟動基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)，第一非接觸式霍爾效應電流傳感器、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值、B相繞組的電流值和C組繞組的電流值傳遞到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并通過基于LabVIEW的定子電流檢測模塊運行人機交互界面，在人機交互界面上串口參數(shù)設置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信波特率一致； 步驟2:在基于LabVIEW的定子電流檢測模塊的其他地方對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位進行設置，所述的對串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設置的串口通信的奇偶校驗位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設置的值一致； 步驟3:另外在用來設置數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式的文本框、用來設置緩存大小的文本框以及用來設置采樣頻率的文本框中分別進行對數(shù)據(jù)IQ格式的轉換模式、緩存大小以及采樣頻率的設置，通過用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕進行對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量的游標開關按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量的游標開關按鈕以及用于設置游標刻度值的文本框分別進行是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時間進行測量做出選擇以及設置游標刻度值； 步驟4:通過點選用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流波形的點選框、用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流波形的點選框和用于選擇顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流波形的點選框來選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別，這樣就完成了初始化設置； 步驟5:然后當點擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的定子電流檢測模塊就把測量指令通過RS232接口發(fā)送到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的測量指令包括有初始化設置的信息，并且基于LabVIEW的定子電流檢測模塊在內(nèi)存中設置有用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組，每次在保存當前初始化設置的信息之前，先把當前初始化設置的信息同上一次保存在該數(shù)組中的上一次初始化設置的信息相比較，如果有差異，就將當前初始化設置的信息保存到用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組中，如果沒有差異，用來保存當前初始化設置的信息的數(shù)組的數(shù)據(jù)保持不變； 步驟6:當基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收到經(jīng)由RS232接口傳遞來的包括有初始化設置的信息的測量指令，就會根據(jù)初始化設置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的電流波形類別和對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇把實時采集的同電流波形類別相對應的電流數(shù)據(jù)通過選擇的通道發(fā)送到上位機中； 步驟7:上位機接收到電流數(shù)據(jù)后，基于LabVIEW的定子電流檢測模塊就設置緩存區(qū)來存儲接收到的電流數(shù)據(jù)，串口通信每次以4個字節(jié)為一組的收發(fā)數(shù)據(jù)，接收到的電流輸數(shù)據(jù)為IQ格式的數(shù)據(jù)，這樣再經(jīng)過格式轉化將接收到的電流輸數(shù)據(jù)轉換成普通十進制有符號數(shù)所表示的波形真實數(shù)據(jù)，格式轉化的具體方式為先判斷接收到的電流輸數(shù)據(jù)的正負號屬性來導出有符號數(shù)，有符號數(shù)再經(jīng)過逆運算即可得到波形真實數(shù)據(jù)，波形真實數(shù)據(jù)保存于緩存區(qū)中以備生成觀測波形，在數(shù)據(jù)存放時，每一次循環(huán)，數(shù)組都會經(jīng)過向后移位將新讀取到的數(shù)據(jù)存放在緩存區(qū)最前面，數(shù)組尾部移出的數(shù)據(jù)將被剔除； 步驟8:把緩存區(qū)中的波形真實數(shù)據(jù)送到波形顯示窗口針對對應的永磁同步電機的定子電流以幅值-時間曲線的形式進行顯示，或者在儀器顯示部分通過指針狀圖標在圓弧狀刻度區(qū)域內(nèi)標示并在對應的用來顯示永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流值的文本框、永磁同步電機定子的三相繞組中的B相繞組的電流值的文本框或者永磁同步電機定子的三相繞組中的C相繞組的電流值的文本框中顯示電流值。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于可視化的永磁同步電機定子電流檢測系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的第一非接觸式霍爾效應電流傳感器、第二非接觸式霍爾效應電流傳感器和第三非接觸式霍爾效應電流傳感器分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流和C組繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集的方式還能夠通過只需要兩個非接觸式霍爾效應電流傳感器來分別對永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流進行數(shù)據(jù)采集來得到永磁同步電機定子的三相繞組中的兩相繞組的電流值，再通過永磁同步電機定子的三相繞組的電流值之和為O的條件就能導出永磁同步電機定子的三相繞組中的另外一相繞組的電流值。
【文檔編號】G01R19/25GK104166039SQ201410362286
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年7月28日
【發(fā)明者】宋奇吼, 楊飏, 童巖峰, 徐百釧, 陳莉 申請人:南京鐵道職業(yè)技術學院