CN104678213A - 基于dsp及磁平衡式互感器的电量数字化转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模块包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。与现有技术相比，本发明设计合理、结构简单，无需添加外设AD转换装置，将磁平衡式互感器直接与DSP控制芯片互连；通过磁平衡式互感器与DSP控制芯片的低功耗、高运算精度以及实时快速数据处理能力，有效提高检测精度的同时，实时监测电能质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种电量数字化转换器，尤其是涉及一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器。
背景技术
目前，电能质量问题已成为电气工程领域研究的前沿课题，其集电子技术，通信技术和计算机技术等多个学科于一体，其研究水平也象征一个国家的科技水平在国际中的地位。电能质量研究技术的提升对于电网和电力用户而言都是一个福音，因为它涉及到国民生产和人民日常生活的方方面面，特别对电力公司而言可以帮助供电公司在规划中正确地改善供用电***的基础结构，提高***运行的稳定性以及合理地扩大***的容量和确定投资水平，具有重要的统筹意义。而通过对电网相关电力参数的连续监测和记录，建立起能表征电能质量的有效数据库，可以***故障信息，提醒人们对供用电设备的安全状态进行检修，有利于把损失降低到最小。同时微控制器科技迅猛发展，特别是随着DSP的发展与应用，使得电能质量在检测、监控和分析等方面得到了提高，进而有利于发现用户供电的问题与规律，改善电能质量。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高测量精度的基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模块包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
所述的检测电路包括电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路与第一磁平衡式互感器连接，所述的电压检测电路与第二磁平衡式互感器连接。
每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
所述的处理电路对电信号的处理，包括；计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，无需添加外设AD转换装置，将磁平衡式互感器直接与DSP控制芯片互连；通过磁平衡式互感器与DSP控制芯片的低功耗、高运算精度以及实时快速数据处理能力，有效提高检测精度的同时，实时监测电能质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
电网中的信号电压都是220V/380V电压或是更高，利用现有的电子装置进行测量，较难进行直接测量，可以利用绕组线圈感应电流将电网信号变为可测的电流信号传送到装置中。本发明采用磁平衡式互感器。将电网信号接入到磁平衡式互感器的原边线圈，通过产生的感应电流接入到DSP芯片，完成对电流信号的检测；将电网电压信号通过串联一个电阻R转变为电流信号后，同样通过一个磁平衡式互感器可测得具体大小。
如图1所示，本发明电量数字化转换器，包括相互连接的磁平衡式互感器和DSP模块芯片3，所述的DSP芯片3包括依次连接的检测电路、处理电路33和抑制信号输出电路34，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器第二绕组连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器第三绕组连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器1和第二磁平衡式互感器2，所述的第一磁平衡式互感器1的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器2的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
所述的检测电路包括电流检测电路31和电压检测电路32，所述的电流检测电路31与第一磁平衡式互感器1连接，所述的电压检测电路32与第二磁平衡式互感器2连接。
每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
图1中第一磁平衡式互感器1用于电流检测，设三线圈匝数分别为n10、n11、n12；第二磁平衡式互感器2用于电压检测，设其设三线圈匝数分别为n20、n21、n22。将两磁平衡式互感器的第二绕组与DSP控制芯片相连，检测感应电流大小i1、i2。根据感应电流i1、i2大小，调整DSP芯片输出的抑制电流信号i3、i4，让第三绕组线圈在聚磁环中产生的磁场与第一、第二线圈的所产生的磁场相互抵消，从而使i1、i2为0。
利用DSP芯片实现对电信号的采集和数据处理，得到电流、电压、有功功率等参数值，同时利用FFT，Hilbert等算法计算出各次谐波含量、无功功率以及功率因数。并且通过软件设计，对各个环节进行时序控制和计算、传输处理。
同时要强调的是，本说明书选取并具体描述的实施例，是用于更好地解释本发明的原理和实际应用，因而，本发明优选实施例只是说明性的，不限制该发明于所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，在具体实施方式上可作多样的变化。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模块包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的检测电路包括电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路与第一磁平衡式互感器连接，所述的电压检测电路与第二磁平衡式互感器连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的处理电路对电信号的处理，包括:计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
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