感性负载直流电阻测试仪---设计开题报告(共5页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电信学院毕业设计（论文）开题报告姓 名李兴专业电气工程及其自动化 班级电气三班学 号指导教师王晓兰题目类型技术开发题 目感性负载直流电阻测试仪 一、 主要设计内容 根据设计任务的要求，感性负载直流电阻测试仪的设计主要包括以下几项内容：1） 设计恒流源电路在电阻测试仪的设计中，根据的原理是欧姆定律，当变压器被恒定电压源充电后，由恒流源对其强制供电，只要电流I恒定，就很容易得到电压与电阻的线性变换关系，所以保证电流的恒定是设计的一个重要部分。在电流源的设计中要确保滤去纹波，保证电流源的高精度，低漂移，输入电压的波动对电流的输出影响要小，恒流源稳定可靠，这是确保在感性负载测

2、量中准确，精度高的重要保证。2） 开关控制电路 在测量时，必须保证测量的速度，确保测量精度，使负载电阻值受温度的影响小，变压器的每个绕组的电感都是数亨的量级，其固定的时间常数，一般在数十秒级，为提高速度必须采取特别措施 所以采用变压器绕组先用恒压源对其进行充电，然后再利用恒流源强制对其供给，来提高测量的速度，这就涉及到两电源间的转换问题，必须是绕组的电流达到一定值是，电压源自动断开，同时电流源必和供电，所以控制开关的设计也是一个重要组成部分。3） 低通滤波及温度采集由分析知，由于变压器绕组有较大的电感和较小的电阻，对纹波而言相当于一个放大环节，即便是一个较小的脉动量都将被进一步放大若干倍。由于

3、这种纹波的存在势必要影响电阻测量的准确性和稳定性，因此必须采用低通滤波，是测量更准确。 为防止机箱的温度过高造成测量不准，需进行温度的采集，采用温度传感器，当温度过高时自动断开电路。4） 软件的设计系统的软件主要是将A/D器上传的数字量转换成电阻实际值显示出来，接收键盘信息完成量程转换，上传测得的信息。 二、 设计思想在电力系统中，快速、高准确地测量感性负载的直流电阻将有利于电力设备 进行现场检测、故障实时诊断和实时维护。例如测量变压器绕组的直流电阻量在电力变压器的生产、运行、维修等领域具有非常重要的作用。在生产和检修部门 中间试验环节的直流电阻测量可以检查出变压器在绕制、焊接、引线、电压分接

4、开关、套管等载流部分的接触是否良好，三相绕组的电阻是否平衡，绕组所采用的导线是否符合设计要求等等， 作为出厂试验的一项重要内容,直流电阻不仅是判断变压器优劣的一个关键指标,而且是一项载入履历表的性能参数, 为运行和维修提供了依据。在使用部门, 定期测量直流电阻可以掌握变压器的运行状况, 排除隐患。目前电子仪器在电阻测量中得到了应用,但由于电力变压器本身的特点, 在精度和自动测试等方面还不能满足要求。因此,研制精密、快速、自动的测量装置具有重要的实际意义。 在这方面的研究和探讨是值得的。三、 解决关键问题 电力变压器的绕组具有大电感、微电阻的特点, 因而其固有的时间常数也很大, 而且电阻值的复盖

5、范围较宽。变压器绕组数多, 一般低压侧需测量六个绕组, 高压侧有多个分接位, 每个分接位需测量三个绕组。因此, 研制过程中必须解决下列问题。1) 较宽的测量范围 电力变压器绕组的阻值从几百微欧到几欧姆不等, 研制的产品至少必须复盖这一测量范围, 特别是测量范围的下限必须足够低。2）很高的测量精度 为使测量结果能客观地反映牵引变压器的性能, 研究的精度目标确定为测量误差小于􀀁0. 5%。这对于几百微欧的阻值而言, 是一个相当不易解决的问题。3）较快的测量速度 牵引变压器每个绕组的电感是数亨的量级, 如上所述的阻值范围, 其固有的时间常数一般在数十秒级。为提高测量速度, 必须采取

6、特别的措施, 减小时间常数对测量速度的影响, 使电路尽快进入稳态, 否则难以达到快速测量的要求。4）减小绕组电感对测量精度的影响 由于绕组的电感很大, 如果测量电路产生任何很小的纹波电流, 都将使被测电压产生较大的波动, 对测量精度产生很大的影响。因此,必须采取有效措施, 减小电流的纹波以削弱电感对测量精度的影响。5）测量结果的自动处理 所有测量结果应保存于测试仪中, 以便随时查询、分析、比较, 而且必须具备温度换算、组间不平衡度计算、与标准值比较等功能, 测量结果还必须能传送到计算机中, 以便制表、打印和归档保存。四、拟采用方案感性负载的直流电阻的测试方法有以下三种；其一是：平衡电桥测量法；

7、其二 是：不平衡电桥测量法；其三是：电阻-电压变换测量法。若采用电桥测量法，其输出电压U0会随着被测电阻Rx的变化而变化。该方法具有使用简便、可直接读数、准确度高、反映灵敏等优点；但也有一些缺点：由于变压器绕组具有较大的电感和较小的电阻，有的变压器的电感可高达数百亨，并且其电阻仅为10-410-2 数量级 ，如用平衡点桥测量直流电阻，其电路相当复杂，并且耗时效率低；若用不平衡电桥测量，U0与Rx成非线性关系。为便于实现智能化快速测量、显示，最简便的方法也就是本设计中的电阻-电压变换法。由欧姆定律可知R=U/I，只要电流I恒定，就很容易得到电阻与电压的线性变换关系。这时可采用一个恒流源向被测电阻

8、Rx供电，再测出它两端电压Ux，便可换算出被测电阻Rx的值。如图1是测量变压器直流电阻的系统原理框图。其工作原理：测量时，先合上K1，变压器绕组被充电，充电电流按指数规律上升。当电流达到某预选值时仪器自动接通2、断开K1。流经变压器绕组的电流由In强制供电给。所以有Ux=InRx,其中：Rn为标准电阻（）：Rx为被测感性负载的直流电阻（）；Ux为变压器绕组 的端电压(V)；Un为标准电阻的端电压（）；所以=RnUx/Un。当Un/Rn=1时，则Ux的值就是被测电阻Rx的值。 1、恒流源、恒压源模块其中，U是恒压源部分，为被测量绕组快速充电；In是恒流源部分，是设计的一个关键环节，保持测量时电流

9、的恒定，输出的电流值不同，可以实现测量不同范围的阻值。K1、K2为开关，控制两电源的转换，刚开始测量时利用恒压源对待测绕组充电，电流值达到一定值时，改用恒流源供电，进行测量，电源之间的切换就利用开关K1、K2来实现。2、智能系统 完成测量信号的读取，进行模数的转换，处理，将测量的信号转换成被测电阻的实际值，同时显示出来。完成测量信号的上传用于上位机，键盘用来进行量程的切换。 图1五、 毕业设计（论文）工作进度安排第1周第2周：阅读文献（包括英文文献翻译），查找资料，确定系统方案。第3周第4周：提出系统设计方案，完成系统硬件框图第5周第6周：完成恒流源的设计第7周第8周：完成显示屏等接口的设计，完成通讯、开关、打印等接口的设计第9周第11周：完成相应系统软件的设计第12周：完成设计电路的sch和pcb图及其它相关图纸。整理设计资料，完成设计说明书初稿。第13周：完成设计说明书，答辩。 指 导教 师意 见指导教师签字_ 年 月 日专心-专注-专业