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基于DSP的无线不平衡牵引电流测量仪
摘要：
本文提出了一种基于DSP的无线不平衡牵引电流测量仪，该仪器主要用于车辆的牵引电机电流测量分析。本文介绍了该仪器的原理、设计框架、硬件设计、软件设计和测试结果等方面的内容。本文基于该仪器的研究成果，对该测量仪的应用前景和发展趋势进行了讨论。
关键词：DSP；无线通信；牵引电机；电流测量；不平衡
介绍：
随着高速发展的城市轨道交通越来越广泛地应用于现代化城市，对于轨道交通的安全性和运行效率的要求也越来越高。牵引电机是城市轨道交通系统的核心组成部分之一，而测量牵引电机的电流则是保障城市轨道交通安全性的重要手段之一。
目前，市面上的牵引电流测量仪大多是有线连接的，但是随着城市轨道交通的发展，牵引电机的布局非常复杂，导致有线连接不便，同时由于环境的影响，导致采集到的电流存在不平衡的情况，这对于牵引电机的电气特性和系统的安全性都有不利影响。针对这一问题，我们设计了一种基于DSP的无线不平衡牵引电流测量仪。
原理：
该测量仪主要通过非接触式电流传感器采集电机端子电流，采用现代极小型高性能数字信号处理器DSP，对电流信号进行处理。同时，该测量仪在设计中采用无线通信技术，通过TCP/IP传输技术实现实时数据传输，达到高速、稳定、可靠的数据传输目的。在硬件设计方面，我们采用的是高精度ADC、DSP和RS485通信芯片，采用AC/DC电源进行供电。在软件设计方面，我们采用的是基于RTOS的嵌入式系统设计，使用VisualDSP开发环境进行编程。
硬件设计：
该测量仪的硬件设计主要包括：电流采集模块、DSP处理模块、无线通信模块、电源模块等。
电流采集模块采用的是非接触式电流传感器，主要实现非接触式的电机端子电流的采集。
DSP处理模块，我们采用的是TI的TMS320F28335芯片作为核心处理器，该芯片可提供超过150MIPS处理能力，同时具有高精度和高速的ADC和PWM模块。
无线通信模块，我们采用的是WIFI通信模块，通过TCP/IP传输协议进行实时数据传输，达到数据高速稳定和可靠传输的目的。
软件设计：
软件设计主要包括系统软件和应用软件两部分。其中，系统软件主要由DSP运行系统、通信协议和算法库三部分组成，它是基于TI公司的DSP开发环境VisualDSP实现的。应用软件是指根据测试需求而编写的程序。在该测量仪的应用软件程序中，主要实现了电流数据采集、数据处理、不平衡电流的计算和数据无线传输等功能。
测试结果：
该测量仪是在实际地铁车辆上进行了测试，测试结果表明：该测量仪可有效地采集到牵引电机的电流数据，并对不平衡电流进行分析和判定。同时采用无线通信技术，数据传输速度快，传输可靠，测试结果符合预期。在实际应用中，该测量仪具有较强的适用性和实用性。
结论：
基于DSP的无线不平衡牵引电流测量仪可以有效地解决现实生活中牵引电机电流测量中存在的问题，它具有更广泛的应用适用性和更高的测量精度。另外，未来在国内城市轨道交通系统发展中，电气技术的创新和智能化的发展是趋势，相信该仪器的研制及其应用也会得到更多的关注。