【正文】 機(jī)械的動力源。發(fā)電機(jī)在電路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，目前最常用的是，利用熱能、水能等推動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來發(fā)電，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，風(fēng)電也慢慢走進(jìn)我們的生活。 電機(jī)按工作電源種類劃分：分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分：分為直流電動機(jī)、異步電動機(jī)、同步電動機(jī)。按起動與運(yùn)行方式劃分：分為電容起動式單相異步電動機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)、電容起動運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)和分相式單相異步電動機(jī)。按用途劃分：分為驅(qū)動用電動機(jī)和控制用電動機(jī)。按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分：分為籠型感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機(jī)）。按運(yùn)轉(zhuǎn)速度劃分：分為高速電動機(jī)、低速電動機(jī)、恒速電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)。低速電動機(jī)又分為齒輪減速電動機(jī)、電磁減速電動機(jī)、力矩電動機(jī)和爪極同步電動機(jī)等。 直流電機(jī) 定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為直流電機(jī)，它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動機(jī)運(yùn)行時是直流電動機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。一臺直流電機(jī)原則上既可以作為電動機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，這種原理在電機(jī)理論中稱為可逆原理。當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)），對外供電，此時電機(jī)作直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。如用外部直流電源，經(jīng)電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N、S產(chǎn)生的磁場互相作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子與連接于其上的機(jī)械負(fù)載工作，此時電機(jī)作直流電動機(jī)運(yùn)行。直流電機(jī)的工作原理： 直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑?。感?yīng)電動勢的方向按右手定則確定（磁感線指向手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向。2. 直流電動機(jī)的工作原理導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。 交流電機(jī)交流電機(jī)是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī)。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒有換向器（見直流電機(jī)的換向），因此結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。20世紀(jì)80年代初，最大的汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)150萬千瓦。交流電機(jī)的分類：按電機(jī)功用分類：交流電機(jī)主要分為發(fā)電機(jī)和電動機(jī)。發(fā)電機(jī)主要分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)。汽輪發(fā)電機(jī)是兩極高速同步電機(jī)，是依靠燃燒煤、核能等能源進(jìn)行發(fā)電的。是火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠的主要設(shè)備之一，由汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動發(fā)電。水輪發(fā)電機(jī)是多極低速同步電機(jī)，是依靠水力的位能轉(zhuǎn)換成動能作為能源來進(jìn)行發(fā)電的，由水輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電。柴油發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電，兩者組成柴油發(fā)電機(jī)組。通常用作土礦企業(yè)、醫(yī)院、樓房的應(yīng)急備用電源；軍事與民用通信、伐地和野外作業(yè)，車輛船舶等特殊用途的獨(dú)立電源，以及電網(wǎng)輸送不到、又不適于建立火力發(fā)電廠地區(qū)的生活和生產(chǎn)所需的電源和多種移動電站等。交流電動機(jī)又分為同步電動機(jī)和異步電動機(jī)。當(dāng)電機(jī)的三相對稱繞組，接通三相交流電后，在空氣隙中產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速為v=60f/p的旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)電機(jī)的運(yùn)行速度n始終保持與旋轉(zhuǎn)磁場相同速度(n=v)的電動機(jī)稱為同步電動機(jī)。主要用于軋鋼機(jī)、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等。優(yōu)點(diǎn)是能向電網(wǎng)輸送無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。缺點(diǎn)是需要直流勵磁，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電機(jī)造價(jià)較貴。電機(jī)的運(yùn)行速度n始終低于旋轉(zhuǎn)磁場速度(nv)的交流電機(jī)稱為異步電動機(jī)。異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用在石油、化土、電站、礦山、冶金等土業(yè)部門，用于驅(qū)動泵、風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備，在各種電氣傳動系統(tǒng)中，有90%左右的設(shè)備采用異步電機(jī)驅(qū)動。異步電機(jī)的缺點(diǎn)是：，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞；，不能用于軋鋼、造紙等轉(zhuǎn)速要求嚴(yán)格恒定的設(shè)備中，也不能用于在運(yùn)行中轉(zhuǎn)速要求有所變化的設(shè)備中。 虛擬儀器 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。虛擬儀器技術(shù)是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的新技術(shù)。虛擬儀器是通過應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)資源（微處理器、存儲器、顯示器）和儀器硬件（A/D、D/A、數(shù)字I/O、定時器、信號調(diào)理器）的測量功能結(jié)合起來，形成的測量裝置或測試系統(tǒng)。用戶通過友好的圖形界面（稱為虛擬面板）操作計(jì)算機(jī)，就像操作傳統(tǒng)儀器一樣，通過庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)儀器模塊間的通信、定時、觸發(fā)，以及數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表達(dá)，并形成圖形化接口。虛擬儀器由計(jì)算機(jī)、儀器軟件和儀器硬件組成。虛擬儀器包括硬件和軟件兩個基本要素。其中，硬件的功能是獲取被測試的物理信號，提供信號傳輸?shù)耐ǖ?。虛擬儀器的硬件技術(shù)以GPIB、PXI等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)接口總線的發(fā)展為發(fā)展標(biāo)志。GPIB、PXI接口是早期比較流行的接口，隨著虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在使用比較廣泛的接口是DAQ、PXI和LXI。DAQ（Data Acquisition）儀器，即數(shù)據(jù)采集儀器是一種典型的虛擬儀器，以微型計(jì)算機(jī)為平臺，將計(jì)算機(jī)硬件（如某類總線）和計(jì)算機(jī)軟件（虛擬儀器應(yīng)用軟件）結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)特定儀器測量和分析的功能。由儀器卡組成DAQ儀器的方式主要有三種：內(nèi)插式，即將儀器卡插入微機(jī)內(nèi)部總線上來構(gòu)成DAQ儀器；外掛式，即將微機(jī)總線引到擴(kuò)展箱中，在擴(kuò)展箱里插入儀器卡來構(gòu)成DAQ儀器；直接外掛式，即在并行口、USB口等微機(jī)外總線接口上接入儀器卡來構(gòu)成DAQ儀器。GPIB（General Purpose Interface Bus）總線技術(shù)，即IEEE488總線，是一種數(shù)字式并行總線，它將可編程儀器和計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合起來。典型的GPIB儀器系統(tǒng)由一臺PC、一塊GPIB接口板卡和若干臺GPIB儀器通過GPIB標(biāo)準(zhǔn)總線連接而成。目前，這種應(yīng)用已經(jīng)較少。VXI（VMEbus Extensions For Instrumentation，意為“VMEbus在儀器領(lǐng)域內(nèi)的擴(kuò)展”）是繼GPIB第二代自動測試系統(tǒng)之后，為適應(yīng)測試系統(tǒng)從分離臺式結(jié)構(gòu)向高密度、高效率、多功能、高性能的模塊結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要，吸收智能儀器和PC儀器之設(shè)計(jì)思想，集GPIB系統(tǒng)和高級微機(jī)內(nèi)總線VMEbus之精華設(shè)計(jì)而成的儀器。它克服了GPIB儀器的數(shù)據(jù)傳輸率和資源利用率低的缺點(diǎn)。PXI（PCI Extensions For Instrumentation）總線儀器是PCI在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，主要特點(diǎn)是模塊化。PXI總線儀器以CompactPCI為基礎(chǔ)，改進(jìn)了PCI總線技術(shù)，增加了PCI插槽，使之適合試驗(yàn)、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用，是一種有別于GPIB等總線結(jié)構(gòu)的新型虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)。GPIB→VXI→PXI總線方式（適合大型高精度集成系統(tǒng)）GPIB于1978年問世，VXI于1987年問世，PXI于1997年問世。PC插卡→并口式→串口USB方式（適合于普及型的廉價(jià)系統(tǒng)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景）PC插卡式于80年代初問世，并行口方式于1995年問世，串口USB方式于1999年問世。綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個重要因素。①計(jì)算機(jī)是載體，②軟件是核心，③高質(zhì)量的A/D采集卡及調(diào)理放大器是關(guān)鍵。相信隨著科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，隨著人們對其更需人性化的需求，虛擬儀器的發(fā)展也將會不斷地更上一個臺階，讓其發(fā)揮出應(yīng)有而更廣泛的的功效，讓人們的生活更加美好。虛擬儀器的主要特點(diǎn)有：，各種儀器的差異主要是軟件。，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，使用較為廣泛的計(jì)算機(jī)語言是美國NI公司的LabVIEW。，那時計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前，NI公司已經(jīng)在Macintosh計(jì)算機(jī)上推出了LabVIEW 。對虛擬儀器和LabVIEW長期、系統(tǒng)、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威。目前LabVIEW的最新版本為LabVIEW 2009，LabVIEW 2009為多線程功能添加了更多特性，這種特性在1998年的版本中被初次引入。使用LabVIEW軟件，用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境,該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性、LabVIEW RealTime工具對嵌入式平臺開發(fā)的多核支持，以及自上而下的為多核而設(shè)計(jì)的軟件層次，是進(jìn)行并行編程的首選。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)性能不可能太高。目前作為計(jì)算機(jī)化儀器的一個重要發(fā)展方向是制定了VXI標(biāo)準(zhǔn)，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱，再與計(jì)算機(jī)相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。VXI儀器價(jià)格昂貴，目前又推出了一種較為便宜的PXI標(biāo)準(zhǔn)儀器。本次課題是基于虛擬儀器的電機(jī)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中LabVIEW是整個系統(tǒng)的核心，只有把LabVIEW這個模塊運(yùn)用得當(dāng)，才可能使系統(tǒng)完整，才可能使本次課題得以成功實(shí)現(xiàn)。LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程