Дипломная работа: Модернизация лабораторных стендов и наладка новых лабораторных комплексов лаборатории измерительной

-однофазных и трехфазных ваттметров, варметров и измерительных преобразователей активной и реактивной мощности,

-энергетических фазометров, частотомеров и измерителей коэффициента мощности,

-вольтметров, амперметров и измерительных преобразователей напряжения и тока в промышленной области частот;

-приборов для измерения показателей качества электрической энергии.

Установка применяется для комплектация поверочных (испытательных) лабораторий.

Устройство и работа

Установка выполнена в виде функционально законченного рабочего места поверителя, состоящего из стенда модульного для подключения приборов и приборной стойки, в которой установлены: блок генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1», блок прибора электроизмерительного эталонного многофункционального «Энергомонитор-З.1 10», блок коммутации «БК-3.1», три блока усилителей тока и напряжения «УТН-3.1». В приложении А показаны межблочные соединения приборок входящих в состав Установки.

Принцип работы Установки основан на сравнении показаний эталонного прибора «Энергомонитор-3.1 10» и поверяемого прибора. В качестве источника испытательных сигналов в Установке используются приборы: Онергоформа-3.1» и «УТН-З.1». Подключение эталонного и поверяемого приборов к источнику испытательных сигналов осуществляется черезстенд модульный для подключения приборов и «Устройство сопряжения» из состава «Энергомонитор-3.1».

Задание цифровой модели сигнала осуществляется блоком генератора-синтезатора «Энергоформа-З.1» с выходов которого сигналы поступают на блоки усилителей тока и напряжения «УТН-З.1» (для сигналов каждой из трех фаз используется отдельный блок «УТН-3.1»), Блоки усилителей имеют два под диапазона напряжений и четыре под диапазона токов переключение которых осуществляется генератором «Энергоформа-3.1» по шине управления.

С помощью блока коммутации «БК-3.1» осуществляется коммутация питания генератора-синтезатора «Знергоформа-3.1» и усилителей тока и напряжения «УТН-3.1».

Сигналы с выходов усилителей тока и напряжения «УТН-З.1» полаются на эталонный прибор «Энергомонитор-3.1 10» и на стенд модульный для подключения приборов к которому подключается поверяемый прибор.

При поверке приборов имеющих частотные входы и выходы их подключение к эталонному прибору «Энергомонитор-3.1 10» осуществляется через «Устройство сопряжения» из состава Энергомонитора-3.1.

Основой генератора-синтезатора «Энергоформа-З.1» является плата центрального процессора в состав которой входит сигнальный процессор производства фирмы "TexasInstr.", ПЛИС-матрица производства фирмы "xilinx" и энергонезависимая flash-память. Такое решение позволяет гибко и оперативно менять программное обеспечение Прибора, не затрагивая его аппаратной части.

Структурная схема генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1» представлены на рисунке 1.2.8.1

Рисунок 1.2.8.1 Структурная схема генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1»

Работа генератора-синтезатора основана на использовании принципа цифро-аналогового преобразования (ЦАП). Плата ЦАП представляет собой 6 идентичных независимых каналов преобразования входного цифрового 16-разрядного сигнала в аналоговый сигнал. Обсчет производится на основании 2048 точек за период 20 мс. т.е. при частоте 50 Гц на один период приходится 2048 отсчетов. Плата ЦАП вырабатывает 6-ть аналоговых сигналов3 тока и 3 напряжения, причем токовые сигналы гальваническиразвязаны от всех остальных цепей генератора-синтезатора и друг от друга, а сигналы напряжений развязаны от других цепей, но связаны между собой единым общим проводом.

Плата процессора обеспечивает управление работой Прибора:

выработка массивов сигналов для платы ЦАП (для каждой точки 6-ти периодических кривых), сохранение результатов в энергонезависимой памяти, счет времени, обмен с внешними устройствами (компьютерами), вывод результатов на индикатор, прием команд и данных от клавиатуры. Клавиатура мембранная установлена на переднюю панель и соединена с платой процессора. С помощью клавиатуры осуществляется управление видом отображаемых на жидкокристаллическом дисплее данных, ввод требуемых значений (форма, размах, фазовые сдвиги кривых токов и напряжений), программирование контроллера и выполнение других сервисных и технологических операций.

Микропроцессор управляющих сигналов служит для управления блоками усилителей тока и напряжения «УТН-3.1» - переключения пределов в зависимости от амплитуды заданных сигналов токов и напряжений. Управляющие сигналы проходят через платы оптронных развязок, служащие для полной гальванической развязки усилителей тока и напряжения «УТН-3.1» между собой.

Источник питания служит для выработки необходимых напряжений для плат входящих в состав генератора-синтезатора, также на плате источника питания расположена схема синхронизации с сетью питания (сигнал синхронизации поступает на плату центрального процессора и представляет собой меандр с частотой 50x2048 Гц).

Блок усилителей тока и напряжения «УТН-3.1» состоит из двух независимых усилителей: усилителя тока и усилителя напряжения.

Сигналы каналов тока и напряжения с выходов генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1» поступают на входы каналов услителей тока и напряжения соответственно.

Управление блоками усилителей тока и напряжения «УТН-3.1» осуществляется командами от блока генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1» по шине управления. По командам управления происходит переключение под диапазонов работы усилителей.

С помощью блока коммутаций «БК-3.1» осуществляется включение питания генератора - синтезатор «Энергоформа-3.1» и усилителей тока и напряжения «УТН-3.1». Структурная схема блока коммутаций представлена на рисунке

Входное напряжение переменного тока коммутируется на ‘ВЫХОД ~ 220V’ для питания генератора-синтезатора «Энергоформа-3.1» через электромагнитный пускатель с помощью кнопки ‘ВКЛ’. Напряжение для питания усилителей тока и напряжения «УТН-3.1» коммутируется через электромагнитные пускатели с помощью кнопок ‘фаза А’, ‘фаза В’ и ‘фаза C’.

~220V 50Hz ВЫХОД-220 V

УСИЛИТЕЛЬ А

УСИЛИТЕЛЬ В