[发明专利]基于LabVIEW的程控电流源系统及方法

说明书

技术领域

本发明专利属于虚拟仪器技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW的程控电流源设计方法。特别涉及一种采用LabVIEW编程可在通用计算机上运行的，具有交互界面的程控电流源系统。

背景技术

大电流发生器是一种能向负载提供恒定电流的电器设备，为各行各业低压电器的调试和检测提供范围可调的大电流，广泛用于电器设备的各种保护特性的测试。

目前，在低压电器测试领域，普遍采用单相交流电机驱动的调压器与低电压大电流变压器来构成大电流恒流源，如实用新型专利CN105005344A公开了一种大电流发生器，调压器与低电压大电流变压器构成大电流发生器的组合结构，但是因调压器存在惯性，使得电流调节惯性大，电流调节到设定值附近时容易引起振荡，从而会影响检测精度，另外该专利虽然在硬件上作了详细的说明，但在具体是如何通过上位机软件实现控制等方面没有做出必要的说明。又如一些文献提出了一种以单片机为控制核心的恒流源控制方案，因其缺乏直观的电流调节界面与接口，致使与其他测试系统整合相对麻烦。

发明内容

1、本发明的目的。

本发明解决现有低压电器检测行业所必须的一款电流源，该电流源能够同时满足宽范围、高精度且界面友好、易与测试系统整合等专用需求，而提出了一种基于LabVIEW的程控电流源系统。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明的基于LabVIEW的程控电流源系统，包括调压装置、保护与转换装置、控制装置：

调压装置包括粗调调压器、微调调压器、微调变压器、多变比变压器以及低电压大电流变压器：工频电源通过接触器与粗调调压器的一端以及微调调压器的一端连接，粗调调压器的调节端通过微调变压器与微调调压器的调节端连接，微调变压器次级线圈的另一端与多变比抽头变压器T1的一端连接，多变比抽头变压器T1的三个抽头分别通过接触器与低电压大电流变压器T2初级线圈的一端连接，低电压大电流变压器次级线圈的一端连接导线，导线穿过电流测量电路中的电流互感器，接入待测产品；微调调压器的输出电压基准点在中点，当微调调压器碳刷位置在中性点偏上位置时，细调变压器输出电压与粗调调压器输出电压同相位，调压器组总输出电压为两者相加，反之则相减，即多变比抽头变压器T1初级两端的电压等于粗调调压器TD两端的电压和细调调压器TDW次级两端的电压的代数和；细调变压器BTDW次级两端的电压是细调调压器TDW两端的电压经细调变压器BTDW变换得到，即可以通过改变粗调调压器和微调调压器的值间接改变多变比抽头变压器T1初级两端的电压，进而进行调压；

所述的保护与转换装置包括粗细调压器限位报警保护模块、中位信号检测模块：粗细调压器限位报警模块主要由行程开关、光电耦合器和数据采集卡实现；行程开关为粗调调压器的提供限位报警，行程开关分别安装在粗细调调压器的上下限位置，粗调调压器和微调调压器的上下限位置信号经光电耦合器送入数据采集卡；中位信号检测模块中的电流电压互感器和传感器同数据采集卡组合测量系统中线路上的电流电压值。

控制装置主要包括上位机和数据采集卡，上位通过调用数据采集卡采集数字信号和模拟信号的采集，并通过采集卡的定时与计数功能产生一定频率的脉冲信号，驱动调压装置中的步进电机。

更进一步的具体实施例中，粗调调压器与微调调压器通过步进电机驱动，包括步进电机、步进电机驱动器以及行程开关XK1-XK4，粗调调压器与微调调压器的步进电机驱动器的VCC端和GND端分别与行程开关XK1和XK2的NC端相连，粗调调压器与微调调压器的步进电机驱动器的A、B端分别与粗调调压器与微调调压器步进电机的A、B端相连，驱动器的DIR端和CP端分别与数据采集卡相连；上位机调用数据采集卡产生一定频率的脉冲信号，通过驱动器控制步进电机转动，输入的脉冲数量决定步进电机转过的角度，脉冲的频率决定步进电机的转速，进而达到控制粗调调压器与微调调压器。

更进一步的具体实施例中，所述的行程开关具有常开触点和常闭触点，且两者之间存在一公共端，当对调压器实施限位保护时，需将微动开关的常闭触点接入调压器驱动电机的电源回路，当调压器调节到极限位置时断开驱动电机电源同时又需将常开触点接入数据采集卡，通过数据采集卡将调压器调节到极限位置的报警信息传到上位机。

一种程控电流源方法，按照如下步骤进行：

步骤1、复位操作