基于LabVIEW的汽车交流发电机综合试验台的研制

论文摘要

交流发电机广泛应用在各种国产和进口汽车上,是汽车电气系统的主要电源,对除起动机外的所有用电设备供电,其性能的好坏关系到整车的电气部件能否正常工作,汽车能否正常使用。发电机使用过程中可能发生不发电、输出电压过低或过高和输出电压不稳等故障。其中输出电压过低(发动机中高速运转时充电指示灯不灭)现象是最为常见的故障之一,而且通常是不发电故障的前兆,其故障原因主要是发电机皮带张紧力过小、电压调节器出现故障、发电机内部二极管出现故障、激磁绕组部分短路、三相绕组出现故障和导线连接不良等。在日常维修中,遇到发电机输出电压异常的实例很多,而输出电压过低的故障原因特别难判断,有些隐蔽性还非常强。发电机发生故障时,目前常用电压数值测量法和试灯法进行测量分析,但测量的是输出电压的有效值,难以分析输出电压的动态情况,只能评价发电机的总体技术状况,不能确定故障的部位和原因[1]。针对汽车交流发电机的检测要求,利用LabVIEW软件为工作平台,研制一种发电机性能检测诊断试验台。该系统利用计算机技术,实现参数的检测和判断功能,具有检测结果显示直观、易于操作等特点;同时针对汽车发电机的故障问题,实现汽车发电机常见故障的判断功能,弥补老式检测试验台的不足,提高检测精度和效率。目前汽车拆装实验教学中,学生拆装发电机完成再装复后,除装上车检测试验外无有效手段检查发电机装配的好坏,这给实验教学工作带来很大的不便;且学生在拆装发电机过程中很易拆断碳刷、定子绕组接线和损坏调节器,更需有效的检测手段,控制及减少实验设备的不必要浪费。通过研制的汽车发电机综合性能试验台,能使学生直观地认识和了解其硬件组成和软件设计,学习汽车发电机波形检测和故障排除的基本方法,有利于提高他们的实际操作技能,提高教学效率和教学效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 测试技术基础
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文完成的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 汽车交流发电机原理
• 2.1 汽车交流发电机
• 2.1.1 发电机的功用
• 2.1.2 交流发电机的结构
• 2.1.3 交流发电原理
• 2.1.4 整流原理
• 2.2 交流发电机电压调节器
• 2.2.1 调节器分类
• 2.2.2 调压原理
• 2.3 交流发电机的工作特性
• 2.3.1 输出特性
• 2.3.2 空载特性
• 2.3.3 外特性
• 2.4 试验台拟实现的检验项目
• 2.5 本章小结
• 第三章 虚拟仪器技术
• 3.1 虚拟仪器概述
• 3.2 虚拟仪器技术的组成
• 3.2.1 硬件平台
• 3.2.2 软件结构
• 3.3 图形化的编程语言LabVIEW
• 3.3.1 LabVIEW介绍
• 3.3.2 LabVIEW应用程序的构成
• 3.3.3 应用LabVIEW开发试验台的特点
• 3.4 虚拟仪器发展趋势
• 3.5 本章小结
• 第四章 交流发电机综合试验台的构建
• 4.1 试验台的设计思路
• 4.1.1 试验台的功能的分析及其实现
• 4.1.2 试验台的电路
• 4.1.3 试验台的系统构成
• 4.2 电动机及变频器的选用
• 4.2.1 电动机的选择
• 4.2.2 变频器的选择
• 4.3 数据采集卡的原理及选用
• 4.3.1 数据采集原理
• 4.3.2 PCI-6024E采集卡
• 4.3.3 采集卡的安装与配置
• 4.4 传感器的选用
• 4.4.1 转速传感器
• 4.4.2 电压电流传感器
• 4.5 本章小结
• 第五章 虚拟仪器系统的开发与应用
• 5.1 系统的程序结构
• 5.2 主面板的设计
• 5.3 转速控制
• 5.4 数据采集与处理
• 5.4.1 DAQ VIs的功能模板
• 5.4.2 数据采集程序的实现
• 5.4.3 采样定理
• 5.4.4 数据I/O程序
• 5.5 应用实例
• 5.5.1 工作特性测试
• 5.5.2 分析输出特性
• 5.5.3 故障电压波形示例
• 5.5.4 波形分析
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢