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1、5现代电子技术62008年第14期总第277期þ新型元器件ü基于MSP430的电机功率因数测量系统王晓雷,吴必瑞,蒋群(中原工学院河南郑州450007)摘要:介绍以MSP430超低功耗16位单片机为核心的交流电机功率因数测量系统,并对该系统的测量原理做了详细的说明。在逆变器供电条件下,互感器检测电机的线电压、相电流,经信号调理电路后,由MSP430测量单相电流及电压之间的相位差,通过计算求得功率因数。利用430F449内置的定时器的捕获功能计算功率因数,其电路简单、稳定可靠,且测量的精度高。关键词
2、:电机;MSP430;相位差角;功率因数中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1004373X(2008)1417903MeasurementSystemofElectromotorPowerFactorBasedonMSP430WANGXiaolei,WUBirui,JIANGQun(ZhongyuanInstituteofTechnology,Zhengzhou,450007,China)Abstract:Thispaperintroducesameasurementsystemofe
3、lectromotorpowerfactortakingMSP430asacoreandgivesadetailedexplanationtothemeasurementprincipleofthissystem.inconditionthattheinverterissuppliedwithpower,linevoltageandphasecurrentofelectromotormeasuredwithtransformeraftercrossingsignalconditioningcirc
4、uit,phasedifferenceofanglebetweensinglecurrentandvoltagewillbemeasuredwithMSP430andthenthepowerfactorwillbegetthroughcalcu-lating.WeusethetimerofMSP430tomeasurepowerfactor.Thiscircuitissimpleandhighefficiency.Keywords:electromotor;MSP430;phasedifferen
5、ceofangle;powerfactor计算机技术,尤其是单片机技术和大规模集成电路及值。设三相的电压分别为UA,UB,UC,电流分别为IA,IB,各种新型传感元件的迅速发展和日臻成熟,微机技术在电IC,则它们的表达式如下:力系统中的普及应用,使电力系统的测量和监控技术得到UA=UMsinXt;UB=UM(sinXt-120b)了快速的发展。在工业生产过程中,往往需要对电动机运UA=UM(sinXt+120b)行期间的功率因数进行检测,以便采取相应的补偿措施来IA=IM(sinXt-U);IB=
6、IM(sinXt-U-120b)提高功率因数,从而达到节约电能的目的。若三相负载不IC=IM(sinXt-U+120b)平衡,为能比较真实地反映三相电机的功率因数值,可通上式中:UM表示每相电压幅值;IM表示每相电流幅值;过采样三相交流电中任意一相相电流以及另外两相线电X表示角频率;5表示相电流滞后相电压的相位差角。图1压之间的相位差得到三相系统的功率因数。MSP430系给出了三相输电线路的相电压、相电流的矢量图。列单片机是一种超低功耗的混合信号处理器(MixedSig-nalProcessor)
7、,它具有低电压、超低功耗、强大的处理能力、系统工作稳定、丰富的片内外设、方便开发等优点,具有很高的性价比,在工程控制等领域有着极其广泛的应用范围。使用MSP430实现对电机功率因数等电力参数的测量,不但提高了测量的精度和自动化水平,而且降低了图1相量关系图[1]系统的功耗。对于三相对称的电源,若电机的功率因数为1,即等1功率因数与相位效总负载为纯阻性,则各相电源的相电流必定与其相电压同相,相位差5=0b,而当电机的功率因数值不为1时,电电机的功率因数cos5值是相电压与相电流的余弦流向量与电压向量
8、之间将存在一定的夹角5,感性负载时5角滞后0b~90b,容性负载时角超前0b~-90b。因此准收稿日期:20071129确检测线电压与线电流之间的相位差,即可测量出电机的基金项目河南省科技攻关项目(0524260019)179元器件与应用王晓雷等:基于MSP430的电机功率因数测量系统[2]功率因数角。电压信号进行放大、施密特整形,把交流信号转化为方波信号,输入到单片机TimerA的TA1,TA2输入端。这2相位差5计算原理样测信号相移就变成测信号边沿之间的时间宽度问题,相位差5的
