CN111245315A - 交流负载快速识别电路及识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及负载识别技术领域，尤其涉及交流负载快速识别电路，其包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容，负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块采集负载的电压、电流信号，并传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。本发明提供的模块及方法能够快速识别交流负载的变化，解决了发电机发电指标差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及负载识别技术领域，尤其涉及交流负载快速识别电路及识别方法。
背景技术
随着野外用电需求的增加，发电***被广泛应用；精密用电设备对电能质量要求高，所以发电机发电指标的要求越来越高。提高发电机的发电机指标，为保证发电效率和减小空间的占用，必须保证发电机转速的稳定性，尤其是负载突变时转速的稳定性。现有的***不能尽快识别负载的变化情况，因而不能保证发电机转速的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供能够快速识别交流负载变化的交流负载快速识别电路及切换方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
交流负载快速识别电路，其包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分，所述负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机的通信端口与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块用于采集负载的电压、电流信号，并将负载的电压、电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。
交流负载快速识别方法，其包括如下流程：模拟量采集流程及交流负载识别流程，
所述模拟量采集流程包括如下步骤：
——设定定时器中断周期；
——定时器中断周期时间到，分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集；
——将计算结果存入对应的内存中；
——对采集的电压电流模拟量进行中值滤波；
——计算电压和电流值，将结果放入对应的内存中；
所述交流负载识别流程包括如下步骤：
——每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值：
采样电流变化差值＝突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值
其中：突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值，突变电流信号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压电流值；
——判断采样电流变化差值是否在设定范围，如在设定范围，则显示正常，如果采样电流变化差值超过设定范围，则显示异常。
进一步，交流负载快速识别方法，还包括如下流程：采样电流变化差值超过设定范围，显示异常，单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制***，控制发电机输出调整。
进一步，交流负载快速识别方法，还包括频率计算流程，所述频率计算流程包括如下步骤：
——累加器、状态字入栈；
——判断PCA是否溢出中断；
——如果PCA溢出中断，则置频率低标志；
——如果PCA溢出没有中断，判断脉冲捕捉是否中断，如果脉冲捕捉没有中断，则置频率低标志，如果脉冲捕捉中断，进行脉冲周期保存；
——置频率低标志后，进行频率值计算；
频率值＝1250000/(脉冲周期/8)
——频率值计算完毕后，进行中值滤波；
——将结果保存至相应的寄存器。
一种车载发电机，其设有如下交流负载快速识别电路，包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分，所述负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机的通信端口与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块用于采集负载的电压、电流信号，并将负载的电压、电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。
本发明的有益效果
本发明保护的交流负载快速识别电路及切换方法，解决了发电机发电指标差的问题，尤其是负载识别速度慢导致的发电指标不能得到改善的车载发电机的问题。
附图说明
图1为参数测量计算与电流变化识别模块原理示意图；
图2为互感器信号采集模块原理示意图；
图3为电源部分原理示意图；
图4为CAN通信部分原理示意图；
图5为模拟量数据采集并计算流程示意图；
图6为频率计算流程示意图；
图7为交流负载识别流程示意图；
具体实施方式
交流负载快速识别电路，其包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分，所述负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机的通信端口与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块用于采集负载的电压、电流信号，并将负载的电压、电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。CAN通信部分采用TJA1050芯片，CAN通信部分用于将电参数测量计算与电流变化识别模块采集并转换完成的电压、电流、频率、功率参数发送到CAN总线上。
交流负载快速识别方法，其包括如下流程：模拟量采集流程及交流负载识别流程，
所述模拟量采集流程包括如下步骤：
——设定定时器中断周期；设定周期可以为1ms。
——定时器中断周期时间到，分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集；
——将计算结果存入对应的内存中；
——对采集的电压电流模拟量进行中值滤波；
——计算电压和电流值，将结果放入对应的内存中；
所述交流负载识别流程包括如下步骤：
——每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值：模拟量信号采集和计算的周期可以设置为1.6ms，以达到更快是被负载变化的目的。
采样电流变化差值＝突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值
其中：突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值，突变电流信号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压电流值；
——判断采样电流变化差值是否在设定范围，如在设定范围，则显示正常，如果采样电流变化差值超过设定范围，则显示异常。
进一步，交流负载快速识别方法，还包括如下流程：采样电流变化差值超过设定范围，显示异常，单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制***，控制发电机输出调整。
进一步，交流负载快速识别方法，还包括频率计算流程，所述频率计算流程包括如下步骤：
——累加器、状态字入栈；
——判断PCA是否溢出中断；
——如果PCA溢出中断，则置频率低标志；
——如果PCA溢出没有中断，判断脉冲捕捉是否中断，如果脉冲捕捉没有中断，则置频率低标志，如果脉冲捕捉中断，进行脉冲周期保存；
——置频率低标志后，进行频率值计算；
频率值＝1250000/(脉冲周期/8)
——频率值计算完毕后，进行中值滤波；
——将结果保存至相应的寄存器。
一种车载发电机，其设有如下交流负载快速识别电路，包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分，所述负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机的通信端口与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块用于采集负载的电压、电流信号，并将负载的电压、电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。
负载识别部分选用C8051F500单片机作CPU，C8051F500单片机有48个引脚，可以配置最多32路开关量，和24路模拟量输入信号采集，芯片有CAN通信模块和PCA模块。PCA模块可以精确采集频率信号，电流互感器和和电压传感器择精度为0.5％的高精度传感器。电流互感器可以选择输入信号范围：0A～50A，输出信号为：4mA～20mA；电压传感器选择输入信号范围:0～500V,输出信号范围4mA～20mA。
本申请所保护的交流负载快速识别电路及切换方法，解决了发电机发电指标差的问题，尤其是负载识别速度慢导致的发电指标不能得到改善的车载发电机的问题。同时，选型过程中选择高精度，可靠性强，抗震的电子元器件，提高了交流负载快速识别电路的可靠性。
综上所述，本申请所保护的交流负载快速识别电路及切换方法，能够快速识别交流负载的变化，解决了发电机发电指标差的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.交流负载快速识别电路，其特征在于，包括：电源部分、CAN通信部分及负载识别部分，电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接，电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分，所述负载识别部分包括单片机、互感器信号采集模块、电参数测量计算与电流变化识别模块，单片机的通信端口与CAN通信部分连接，互感器信号采集模块用于采集负载的电压、电流信号，并将负载的电压、电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块，电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、变换后，通过单片机将转换完成的电压、电流、频率参数发送到CAN通信部分。
2.交流负载快速识别方法，其特征在于，包括如下流程：模拟量采集流程及交流负载识别流程，
所述模拟量采集流程包括如下步骤：
——设定定时器中断周期；
——定时器中断周期时间到，分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集；
——将计算结果存入对应的内存中；
——对采集的电压电流模拟量进行中值滤波；
——计算电压和电流值，将结果放入对应的内存中；
所述交流负载识别流程包括如下步骤：
——每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值：
采样电流变化差值＝突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值
其中：突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值，突变电流信号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压电流值；
——判断采样电流变化差值是否在设定范围，如在设定范围，则显示正常，如果采样电流变化差值超过设定范围，则显示异常。
3.交流负载快速识别方法，其特征在于，包括如下流程：采样电流变化差值超过设定范围，显示异常，单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制***，控制发电机输出调整。
4.交流负载快速识别方法，其特征在于，还包括频率计算流程，所述频率计算流程包括如下步骤：
——累加器、状态字入栈；
——判断PCA是否溢出中断；
——如果PCA溢出中断，则置频率低标志；
——如果PCA溢出没有中断，判断脉冲捕捉是否中断，如果脉冲捕捉没有中断，则置频率低标志，如果脉冲捕捉中断，进行脉冲周期保存；
——置频率低标志后，进行频率值计算；
频率值＝1250000/(脉冲周期/8)
——频率值计算完毕后，进行中值滤波；
——将结果保存至相应的寄存器。
5.一种车载发电机，其特征在于，包含权利要求1所述的交流负载快速识别电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010046431.7A CN111245315A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 交流负载快速识别电路及识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010046431.7A CN111245315A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 交流负载快速识别电路及识别方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111245315A true CN111245315A (zh) | 2020-06-05 |
Family
ID=70871075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010046431.7A Pending CN111245315A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 交流负载快速识别电路及识别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111245315A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113092908A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 宁夏凯晨电气集团有限公司 | 基于最小二乘算法的新型交变电气快速测量装置及方法 |
-
2020
- 2020-01-16 CN CN202010046431.7A patent/CN111245315A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113092908A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 宁夏凯晨电气集团有限公司 | 基于最小二乘算法的新型交变电气快速测量装置及方法 |
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