三相电信号数据采集系统的设计方案

基于三相异步电机驱动的液压设备凭借其运行中的诸多优点在生产实践中得到广泛应用，针对液压系统安全稳定的运行而开展的研究也越来越多。各种能够反应此类设备运转状态的特征信号中，电机的三相电信号能够充分的反应其液压故障和电机故障[1],且三相电信号具有稳定、不易受干扰的特点。因此，根据应用的需要，开发具有高便携性和实用性的三相电信号数据采集系统，完成对液压设备运行中三相电信号实时准确的采集、存储等功能，对实现基于电机驱动的液压设备状态监测以及故障诊断等工作都是十分重要和有意义的。

1 系统的硬件开发

根据三相电信号数据采集系统的应用环境，本文开发的数采系统硬件部分由模拟信号获取、调理单元，数据采集与处理单元和数据存储数据通信四大模块组成。系统的原理如图1所示。

1.1 主控芯片单元

主控芯片是整个数据采集系统的核心部分。根据应用的设计需求，在选择主控芯片时，主要有以下方面：

(1)体积小且具有丰富的内部资源，以减少外部扩展，减小数据采集系统硬件模块的体积;

(2)具有较高的运算速率，提高实时数据的准确度;

(3)低功耗、高性价比。

综合上述问题本设计选择以LPC2103为主控芯片，最小系统如图2所示。

LPC2103采用外部晶振，由CX1、CX2和11.0592MHz的晶振组成，之后将通过内部PLL,4倍频提供给芯片内部工作时钟。CX3,CX4和Y2为实时时钟晶振部分[2-3].

1.2 信号获取单元

本设计开发的数采系统，信号的获取包括三相电压和三相电流两部分，根据这两种信号的特点进行了相关硬件设计。