一种谐波测量电路制造技术

本发明专利技术公开一种谐波测量电路，包括：数字信号处理器电路；微型互感器阵列电路；模拟数字转换器电路分别通信连接到数字信号处理器电路和微型互感器阵列电路，微型互感器阵列电路将电网的电压、电流分别隔离转换为二次电压模拟信号发送给模拟数字转换器电路转换成二次电压数字信号，并发送给数字信号处理器电路以进行基波和谐波的快速计算；实时时钟电路连接到数字信号处理器电路，液晶显示器通信连接到数字信号处理器电路；按钮阵列连接到数字信号处理器电路以设定互感器的变比，也用来调整实时时钟。本发明专利技术省去了运算放大器、采用单一正电源供电，元器件数量减少，体积减小、功耗降低、成本下降、可靠性提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能质量
，更具体地说，本专利技术涉及一种谐波测量电路。
技术介绍
电能是最容易传输、控制和利用的能源，目前电能输送广泛采用交流方式，波形为正弦波，电气设备一般按正弦波供电来设计，当供电电源的波形含有谐波时，轻则电气设备的性能就会下降，重则出现故障，甚至引发灾害性事故。实时而又准确地测量电网谐波含量，对电网运行管理，电气设备的优化、负荷的治理设计都具有重要意义。谐波测量分为离线式和在线式两种。离线式是利用数据采集装置先把电网的波形采集并存储后，再采用通用计算机计算出谐波。这种方式在上世纪普遍采用，原因是当时微处理器的性能低下，无法完成快速处理。在线式是利用数字处理器的高速性能，采集后立即计算，基本上是瞬间完成的，满足了实时性要求。目前国内高性能的在线式谐波测量仪表一般是美国、以色列、日本等国家生产的，价格十分昂贵。国内厂家生产谐波测量仪，其技术方案是互感器、运算放大器、模拟数字转换器、数字信号处理器或可编程器件，由于采用运算放大器用来处理双极性信号，还需要配置正负对称的双电源，因此元器件数量多、体积大、成本高、功耗高和可靠性低。
技术实现思路
针对上述技术方案中存在的不足之处，本专利技术提供一种谐波测量电路，省去了运算放大器、采用单一正电源供电，元器件数量减少、体积减小、功耗降低、成本下降、可靠性提高。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种谐波测量电路，其包括：数字信号处理器电路；微型互感器阵列电路；模拟数字转换器电路，其分别连接到所述数字信号处理器电路和所述微型互感器阵列电路；所述微型互感器阵列电路将电网的电压、电流分别隔离转换为二次电压模拟信号发送给所述模拟数字转换器电路；所述模拟数字转换器电路将接收的所述二次电压模拟信号转换成二次电压数字信号发送给所述数字信号处理器电路以进行基波和谐波的快速计算；实时时钟电路，其连接到所述数字信号处理器电路，液晶显示器，其连接到所述数字信号处理器电路；按钮阵列，其连接到所述数字信号处理器电路，以设定互感器的变比，也用来调整实时时钟。优选的是，所述数字信号处理器电路的基波和谐波的参数处理包括计算基波频率、基波、谐波、谐波含量以及畸变率的数值。优选的是，所述数字信号处理器电路的基波和谐波的参数处理包括采用傅里叶变换以计算基波频率、基波、谐波、谐波含量以及畸变率的数值。优选的是，所述实时时钟电路提供年、月、日、时以及分钟信号的时间坐标。优选的是，所述模拟数字转换器电路采用32位的DSP芯片TMS320F28335。优选的是，所述模拟数字转换器电路采用16位同步采样模拟数字转换器芯片MAX11049；所述模拟数字转换器芯片MAX11049与所述微型互感器阵列电路直接连接。优选的是，所述液晶显示器的显示方式为双页显示。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供的谐波测量电路，模拟数字转换器电路的模拟数字转换器芯片与微型互感器阵列电路直接连接，取消了用于信号调理的运算放大器，信号调理由数字信号处理器电路的软件部分完成；且采用单一正电源供电，降低了对电源的要求，从而使元器件的数量明显减少、体积减小、功耗降低、成本下降，同时也提高了可靠性。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述的谐波测量电路的连接示意图；图2为本专利技术所述的液晶显示器与数字信号处理器电路芯片的连接原理图；图3为本专利技术所述的模拟数字转换器电路分别与微型互感器阵列电路以及数字信号处理器电路连接的原理图；图4为本专利技术的主控框图；图5为本专利技术的采样与计算框图；图6为本专利技术的参数设置框图；图中：10-数字信号处理器电路；20-微型互感器阵列电路；30-模拟数字转换器电路；40-实时时钟电路；50-液晶显示器；60-按钮阵列。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以便于本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1至图3所示，本专利技术提供一种谐波测量电路，其包括：数字信号处理器电路10；微型互感器阵列电路20；模拟数字转换器电路30；其分别连接到数字信号处理器电路10和微型互感器阵列电路20；微型互感器阵列电路20将电网的电压、电流分别隔离转换为二次电压模拟信号发送给模拟数字转换器电路30；模拟数字转换器电路30将接收的二次电压模拟信号转换成二次电压数字信号发送给数字信号处理器电路10以进行基波和谐波的快速计算；实时时钟电路40，其连接到数字信号处理器电路10，液晶显示器50，其连接到数字信号处理器电路10；以及按钮阵列60，其连接到数字信号处理器电路10，以设定互感器的变比，也用来调整实时时钟。上述实施方式中，数字信号处理器电路10采用32位的DSP芯片TMS320F28335，在图中标志为IC2。作为一种具体的实施方式，数字信号处理器电路10的基波和谐波的参数处理包括计算基波频率、基波、谐波、谐波含量以及畸变率的数值。作为进一步的具体实施方式，数字信号处理器电路10的基波和谐波的参数处理包括采用傅里叶变换以计算基波频率、基波、谐波、谐波含量以及畸变率的数值。微型互感器阵列电路20由3只微型电压互感器和3只微型电流互感器组成。模拟数字转换器电路30采用16位同步采样模拟数字转换器芯片MAX11049，在图中标志为IC3；模拟数字转换器芯片MAX11049与微型互感器阵列电路20直接通信连接。实时时钟电路40采用1片RX8025T实时时钟芯片，在图中标志为IC4；实时时钟电路40用于提供年、月、日、时以及分钟信号的时间坐标。按钮阵列60由4只微动按钮S1、S2、S3和S4组成。液晶显示器50，用于显示经数字信号处理器电路10进行快速计算后得到的基波频率、基波、谐波、谐波含量以及畸变率的数值。作为优选，液晶显示器50的显示方式为双页显示，即基波数值和谐波数值分页显示在液晶显示器50上。本专利技术提供的谐波测量电路，模拟数字转换器电路30的模拟数字转换器芯片与微型互感器阵列电路20直接连接，取消了传统的模拟数字转换器电路30与微型互感器阵列电路20之间通过用于信号调理的运算放大器连接，信号调理由数字信号处理器电路10的软件部分完成；且采用单一正电源供电，从而使元器件的数量明显减少，体积减小、功耗降低、成本下降，同时也提高了可靠性。由于电网电压、电流是快速变换的信号，所以采用中断方式，下面结合本专利技术提供的谐波测量电路，阐述数字信号处理器电路10的DSP芯片TMS320F28335的主控制过程以及定时器定时中断的处理过程。1.参见图4，DSP芯片的主控过程如下：(1)通电运行；(2)系统初始化，包括系统运行频率、外部存储器接口、通用GPIO属性设置等，禁止中断；(3)读取已存储的参数，包括每周期采样次数Ns、需计算的谐波的最高次数V；(4)使能中断；(5)等待中断发生，如有中断发生，进入(6)；否则，继续等待。(6)调用对应的中断服务程序。2.参见图5，DSP芯片的定时器1定时中断的处理过程如下：(7)采样序数S＝S+1，用来判断一个整周期内的采样是否完成的；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐波测量电路，其特征在于，包括：数字信号处理器电路；微型互感器阵列电路；模拟数字转换器电路；其分别连接到所述数字信号处理器电路和所述微型互感器阵列电路；所述微型互感器阵列电路将电网的电压、电流分别隔离转换为二次电压模拟信号发送给所述模拟数字转换器电路；所述模拟数字转换器电路将接收的所述二次电压模拟信号转换成二次电压数字信号发送给所述数字信号处理器电路以进行基波和谐波的快速计算；实时时钟电路，其连接到所述数字信号处理器电路；液晶显示器，其连接到所述数字信号处理器电路；按钮阵列，其连接到所述数字信号处理器电路，以设定互感器的变比，也用来调整实时时钟。

【技术特征摘要】
1.一种谐波测量电路，其特征在于，包括：数字信号处理器电路；微型互感器阵列电路；模拟数字转换器电路；其分别连接到所述数字信号处理器电路和所述微型互感器阵列电路；所述微型互感器阵列电路将电网的电压、电流分别隔离转换为二次电压模拟信号发送给所述模拟数字转换器电路；所述模拟数字转换器电路将接收的所述二次电压模拟信号转换成二次电压数字信号发送给所述数字信号处理器电路以进行基波和谐波的快速计算；实时时钟电路，其连接到所述数字信号处理器电路；液晶显示器，其连接到所述数字信号处理器电路；按钮阵列，其连接到所述数字信号处理器电路，以设定互感器的变比，也用来调整实时时钟。2.如权利要求1所述的谐波测量电路，其特征在于，所述数字信号处理器电路的基波和谐波的参数处理包括计算基波频率、基波、谐波、谐波含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淼，朱怀娟，吴义纯，朱怀国，张红飞，张鹏飞，程琳，杨圣春，钱清，郭伟，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司培训中心，国网安徽省电力公司合肥供电公司，国家电网公司，安徽电气工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34