三相多功能电能表a设计方案

《三相多功能电能表a设计方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、三相多功能电能表摘要：本设计以ATMEGAIJ6单片机作为核心控制器件，采川高精度三和电能计量芯片ATT7022B对三相交流电压电流信号进行采样处理，处理后数据送至单片机进行进一步校正处理，得到三相电流、三相电压、三相有功功率、三相有功电能等参数，并在液晶12864上按键选择实吋显示，并打印。系统同吋具奋RS485远程数据传输、红外通倍、掉电保护、密码保护、序检测等功能。经测试，系统功能齐全，测量精度，过载能力等均达到设计要求。关键词：三相电能计景；ATT7022B一、方案设计与论证1.题目分析题目要求设计并制作一个多功能

2、三相电表。综合分析，本作品的设计可以细分为以下几个模块：电源模块，控制器模块，键盘及显示模块，数据采集与存储模块，RS485通信模块，红外通信模块。2.方案比较与选择(1)控制器模块方案一：采用采用Atmel公司的AT89S52单什机。AT89S52低功耗，商性能，仴其本身功能较少，耑要增加较多的外围电路來实现功能。方案二：采用AVR系列单片机的Megall6.。Mcgall6单片机是16位MCU，运算处理速度快，抗干扰能力强，稳定性高，同时AVR单片机内部有EEPROM，可以监控MCUCSR寄存器来发现棹电和复位情况，通

3、过外围掉电检测电路就可以实现掉电存储保护。考虑到本系统要求较高的运算处理能力以及抗干扰能力，最终选择方案二。(2)采样电路选择现冇测fi芯八无法直接对高电压、大电流进行测壁，故需要对这两个虽进行采样。方案一：采用电阻分压对电压电流进行采样。这种方法简单易行，电路结构简单，似对电阻精度要求高，浪费在分压电阻上的能量多，不符合节能耍求；同时这样对电流采样会改变原有电流参数。方案二：采用互感器对电压电流进行采样。这种方法稍微S杂，但优点很多。一方面互感器对电流参数采样能够最人稈度减少对原电路特性的改变。另一方面，互感器有一定隔离

4、作用，对独立处理后级电路有益。综合考虑，我们采用方案二。(3)三相电参数测量模块方案一：采用三片单相电能计贤芯片CS5460分别对三相电的参数进行测県。在这个方案中通常采川的是双MCU结构，其中一个川于计景，另一个川作多功能管理程序，系统S杂。CS5460电流、屯压有效值的更新时间是1秒钟。这也就是说每秒钟I计算一次视在功率以及无功功率，这就导致该方案出來的无功功率在实时性方而很难得到保证。方案二：采川三相电能计量芯片SA9904。SA9904是南非SAMES公司生产的一款三相双向功率/电能计M芯片，测鲎精度较高，电路结构

5、简单。但其提供的参数很少，仅仅包含冇各相的冇功、无功、电压冇效值以及频率参数。这些参数不足以满足多功能电能表的要求。同时，为侃证实时性，此方案对MCU读取数据的时序要求苛刻。方案三：采用国产的三相多功能计暈芯片ATT7022B。ATT7022B是炬力公司生产的一款三相高精度电能计S芯八，适用于三相三线和三相四线成用。由于所存参数都是芯R内部DSPS接进行运算的结果，所以能够保证足够的精度。外部MCU只需进行一定辅助运算以及多功能电表需要的管理和通讯协议程序即可测得三相电各种参数，大大减少软件编程量。M时，此芯片提供四象限功

6、率测量参数无功功率可准确测撒到21次以上谐波，满足更髙要求的测麗。根据题0包含对三相电流、功率因数等参数测量的要求，综合多方面考虑，我们采川方案三来对三ffl电参数进行测量。1.系统总体设计方案与实现框图系统以ATMegall6单片机为主控核心，三相电压信号在进入三相电能计暈芯片ATT7022B之前，经过电灰互感器得到().5v左右采样电压，三相电流信号经电流互感器和采样电阻转变为O.lv左右采样电压信号。ATT7022B内部将采样电压信号进行模数转换及数字信号处理，得到各种参数值保存在内部寄存器中。单片机通过sn接门访问

7、这些寄存器，经过一定辅助运货:和软件较表，NW到高精度的测S数掘。单八机外围采川液紐、键盘、RS485、红外通信等模块，实现包含实时显示，人机互动，掉电存储，EEPROM,远程数据传输等功能的多功能电表。系统总体实现桐阉如阉1所示。理论分析与计算1.采样部分K感器足电压电流倍号采集的核心部分，其采集准确性且接影响测M数裾的粘度。根裾题鬥要求的额定电压100V/220V/380V,额定电流1A,以及ATT7022敁佳工作状态时电压、电流差动输入电压存效值分别是0.5v,0.lv，我们选择的电压、电流互感器型号如表1。表1电压

8、、电流互感器型号型号输入输出频率(Hz)励磁电流线性度等级LCTV3JCF220V500mV40to400<0.50.20.5型号输入输出频率负载电阻线性度等级LCTA7JDC5A5mA40to400200.020.05对于屯压屯流信号，由干互感器存在比差和角差，因此会在次级绕组产生相移。此相移应被补偿