系统设计方案分析
发布时间:2014/5/17 18:05:44 访问次数:423
设计要求对单相电的电参数进行测量,Q12P1BXXW24E这些参数中电压和电流为基本量,其他参数是导出量。任务中,待测O—500 V的交流电压、O~50 A的交流电流均已相应地转换为0~5 V的等效交流电压,其中等效电流信号是等效电压信号经过等幅移相网络得到的。基于此前提,本设计需要测得等效电压(电流)信号的真有效值、等效电压信号基波的真有效值和电压、电流两路信号的相位差,再按照工频信号有功功率、无功功率、和功率因数等定义计算出各物理量。因此,完成基本要求应主要解决以下两个关键问题:一是真有效值转换,其中包括等效电压和等效电流信号的真有效值的转换;二是电压信号、电流信号相位差的测量。另外,为完成提高部分要求中测量电压基波和总谐波的有效值,需测量等效电压信号基波的真有效值。由总谐波、基波和失真信号有效值之间的关系式,可计算出总谐波有效值。因此,此部分的关键问题是如何从失真信号中获得工频信号的基波。
相位差的测量可采用等精度的测量方法进行测量。50 Hz基波的获得可采用多阶的低通滤波器来实现,具体实现方法可采用分立器件来实现,也可能用专用滤波嚣来实现。
真有效值转换常见的方法有热电耦变换法、采用计算法、模拟直接运算转换法和单片集成有效值转换器件法等。其中,采样计算法和单片集成有效值转换器件法是最常用的方法。采样计算法通过对周期信号进行快速采样获得多个离散值,再利用单片机的运算功能进行相关运算得到真有效值。采用采样计算法的系统设计方案如图4. 47所示。为了保持采样间隔随信号频率的波动而变化,即把一个周期等时间间隔采样变为等相位采样,可采用锁相环电路,利用锁相环把信号进行64倍频,从而在需要采集信号的一个周期内产生64个脉冲,利用此脉冲信号作为单片机的外部中断信号,快速启动A/D转换器进行转换,实现数据采样。
设计要求对单相电的电参数进行测量,Q12P1BXXW24E这些参数中电压和电流为基本量,其他参数是导出量。任务中,待测O—500 V的交流电压、O~50 A的交流电流均已相应地转换为0~5 V的等效交流电压,其中等效电流信号是等效电压信号经过等幅移相网络得到的。基于此前提,本设计需要测得等效电压(电流)信号的真有效值、等效电压信号基波的真有效值和电压、电流两路信号的相位差,再按照工频信号有功功率、无功功率、和功率因数等定义计算出各物理量。因此,完成基本要求应主要解决以下两个关键问题:一是真有效值转换,其中包括等效电压和等效电流信号的真有效值的转换;二是电压信号、电流信号相位差的测量。另外,为完成提高部分要求中测量电压基波和总谐波的有效值,需测量等效电压信号基波的真有效值。由总谐波、基波和失真信号有效值之间的关系式,可计算出总谐波有效值。因此,此部分的关键问题是如何从失真信号中获得工频信号的基波。
相位差的测量可采用等精度的测量方法进行测量。50 Hz基波的获得可采用多阶的低通滤波器来实现,具体实现方法可采用分立器件来实现,也可能用专用滤波嚣来实现。
真有效值转换常见的方法有热电耦变换法、采用计算法、模拟直接运算转换法和单片集成有效值转换器件法等。其中,采样计算法和单片集成有效值转换器件法是最常用的方法。采样计算法通过对周期信号进行快速采样获得多个离散值,再利用单片机的运算功能进行相关运算得到真有效值。采用采样计算法的系统设计方案如图4. 47所示。为了保持采样间隔随信号频率的波动而变化,即把一个周期等时间间隔采样变为等相位采样,可采用锁相环电路,利用锁相环把信号进行64倍频,从而在需要采集信号的一个周期内产生64个脉冲,利用此脉冲信号作为单片机的外部中断信号,快速启动A/D转换器进行转换,实现数据采样。
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