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电机电能质量分析仪的研制

作　者: 高云
导　师: 李开成
学　校: 华中科技大学
专　业: 电气信息检测技术
关键词: 电能质量快速傅立叶变换数字信号处理谐波分析
分类号: TM301.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 68次
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内容摘要

随着工业规模的日益扩大和科学技术的迅速发展,各种设备的电气化程度越来越高,电力用户对电能质量的要求也在不断提高。与此同时许多新型电气设备在运行中也会给电力系统带来各种电磁干扰,电能质量的问题日益突出,引起了供电部门和电力用户的普遍重视。因此,对电能质量进行分析和检测具有重要的意义,本课题设计正是在这一背景下提出的。首先,本文对电能质量基本参数进行了理论分析和推导。理论分析从电能参数测量的基本原理出发,介绍了参数测量的各种方法。同时还从数学实现的角度对其进行了分析。重点阐述了频率测量和谐波测量的原理以及FFT算法实现。其它电量参数如三相不平衡和谐波含量可以在FFT运算的结果的基础上获取。其次,在电量参数测量原理的基础上详细介绍了电能质量分析仪的硬件电路设计以及软件设计。硬件电路的设计以AD芯片为核心的模拟量采集电路和以DSP为核心的控制电路分别予以叙述,在电路设计中采用并行采样芯片减小各相信号的相位差,采用可编程逻辑器件简化外围控制电路,采用数字信号处理器以保证计算分析的实时性,采用软件同步采样以减小测量误差。在软件设计上采用从下到上的编程思路,从系统底层驱动到系统上层应用程序设计均采用模块化设计方法,并详细论述了软件同步采样的实现、FFT算法的DSP实现和系统整个软件构架。最后,本文对基于DSP加CPLD的三相电能质量分析仪的实验结果做了分析。实验结果证明了设计的正确性,为今后仪器的进一步改进奠定了良好的基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 电能质量的基本概念  8-11
  1.2 电能质量研究现状和动态  11-12
  1.3 电能质量分析仪器的发展和现状  12-13
  1.4 本课题研究的主要内容  13-14
2 电能质量数学分析方法研究  14-24
  2.1 基本电量参数的测量  14-15
  2.2 频率测量的原理与方法  15-17
  2.3 谐波测量原理与方法  17-23
  2.4 三相不平衡度的测量  23
  2.5 小结  23-24
3 电能质量分析仪硬件电路设计  24-40
  3.1 系统硬件电路总体设计  24-25
  3.2 以ADS8364 为核心的模拟量采集电路  25-35
  3.3 以DSP 为核心的系统控制电路的设计  35-38
  3.4 系统电源方案  38-39
  3.5 小结  39-40
4 电能质量分析仪软件设计  40-57
  4.1 底层驱动部分软件设计  40-48
  4.2 系统功能模块的软件设计  48-53
  4.3 软件系统的整体设计  53-56
  4.4 小结  56-57
5 电能质量分析仪测量结果分析  57-64
  5.1 电能质量分析仪基本功能  57-58
  5.2 测量实验结果  58-60
  5.3 实验结果误差分析  60-64
6 结论  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70

电机电能质量分析仪的研制

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