基于射频技术的无刷同步电机励磁电流的检测

论文摘要

本文以一种基于RF的无刷同步电机励磁电流检测系统研制过程为主要内容，详细阐述了利用无线收发芯片NRF401设计的励磁电流检测系统的设计流程、开发方法和开发过程，给出了具体的实现方案并对设计完成的系统进行了科学的试验测量。在测量系统设计中采用了模块化的设计思想，按照系统功能划分为四大模块，即励磁电流采集模块、无线通信模块、通用串行总线模块以及计算机显示处理模块。数据采集模块主要完成对励磁电流信号的采集：无线通信传输模块是基于Nordic公司的NRF401无线收发芯片设计的，其设计功能是完成数据的无线传输：通用串行总线模块是实现当无线通信模块接收到有用数据后与上位计算机的通讯与传输工作：计算机处理显示模块是应用VB软件编写的，通过可视化、友好的编程界面实现数据的显示与处理。系统开发的最终硬件成果是一个内置式的励磁电流检测设备，把它安装在同步电机转子上，通过串行电缆与PC机连接，体积小巧，使用方便，无需外接电源，工作人员在基于Windows的图形界面上对各项功能进行操作，方便直观。经过测试分析知整个系统对环境要求低、抗干扰能力强，传输距离较远，灵敏度高、性能稳定，接口方便。这些良好的性能特点使得它不仅能够测量无刷同步电机励磁电流，还能广泛应用于其他的多个领域，如车辆监控、无线抄表、无线遥控、生物信号采集、水文气象监控等领域，具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状及意义
• 1.3 同步电机的励磁系统
• 1.3.1 发电机获得励磁电流的几种方式
• 1.4 本课题主要研究的内容
• 1.5 本人负责开发的内容
• 第二章 无刷电机励磁电流检测总体设计
• 2.1 励磁电流检测方案的构成
• 2.2 励磁电流检测方案的比较
• 2.2.1 霍尔传感器方案
• 2.2.2 分流电阻方案
• 2.3 短距离无线通讯方式的选择
• 2.4 检测系统总体设计中的关键技术问题
• 2.5 系统的总体方案
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统的硬件设计
• 3.1 数据采集模块
• 3.1.1 模拟数据的检测和放大
• 3.1.2 AD转换电路
• 3.1.3 电源设计
• 3.2 无线发射模块和接收模块
• 3.2.1 数字通信的特点和方式的选择
• 3.2.2 NRF401芯片介绍
• 3.3 数据发送和接收处理模块
• 3.3.1 MCU的功能简介
• 3.3.2 数据发送处理模块的硬件设计
• 3.3.3 数据接收处理模块的硬件设计
• 3.4 硬件电路设计要点
• 3.5 系统抗干扰硬件设计
• 3.6 本章小节
• 第四章 系统的软件设计
• 4.1 发射部分的软件设计
• 4.1.1 同步电机转子励磁电流采集部分程序设计
• 4.1.2 数据编解码的程序设计
• 4.1.3 单片机串行传输的软件设计
• 4.1.4 系统监控软件的设计
• 4.2 无线接收部分控制软件设计
• 4.2.1 单片机串行接收的软件设计
• 4.2.2 单片机与计算机串口通信软件设计
• 4.2.3 显示部分的软件设计
• 4.2.4 计算机应用软件程序设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统的调试和结论
• 5.1 系统调试
• 5.2 结论和建议
• 5.3 体会
• 参考文献
• 致谢
• 附录I: 研究生期间论文发表情况
• 附录2: 部分程序