基于DSP的电气测试平台设计

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1、摘要摘要近年来，电力电子技术发展迅速，电力电子器件及电力电子设备应用越来越广泛，大量的非线性负荷、冲击性负荷的投运，在公用电网中产生了大量的谐波干扰，导致电能质量不断恶化。同时，随着对电能质量要求较高的控制设备、自动化设备越来越广泛地应用于工农业生产及人们的日常生活，人们对电能质量提出了越来越高的要求，也赋予了电能质量新的含义。课题的目标是设计一台测量电力系统电气参数的电气测试平台。该平台能够自动采集电网电压、电流等数据，实现电压、电流、功率、谐波等基本电气参数的实时测量，具备电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、电压波动等电能质量参数的实时分析能力。除此之外，还能够用液晶显示各项电气

2、参数及用串口把数据传送给计算机以便进一步的分析、统计及存储。本文介绍了电能质量的国家标准并详细阐述了电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、公用电网谐波等稳态电能质量定义及指标，在此基础上总结了电能质量的检测原理和计算方法。这些理论为电气测试平台的设计提供了必要的理论依据。平台以TI公司的TMS320LF2407A数字信号处理器作为核心。论文围绕平台性能指标设计而展开。硬件方面，按模块化的设计思想进行设计，详细介绍了数据采样电路，信号调理电路及看门狗电路和实时时钟等相关的系统扩展电路。软件方面，以硬件模块为基础，进行了模块的划分，分析了主程序的流程；详细介绍了数字滤波设计、相位校正的算法

3、、谐波算法的DSP实现，并且给出了CPLD的部分逻辑功能仿真结果。最后，论文对主要工作成果进行了总结，并指出了平台软硬件需要进一步完善和扩展的方面。～【关键词】电气测试，电能质量分析，交流采样，数字信号处理，谐波分析ABSTRACTInrecentyears，thepowerelectronictechnologydevelopsveryfastandthepowerelectronicdevicesandequipmentsapplicationismoreandmorewidespread．Thecommissioningofagreatdealofnonlinearorimp

4、actloadsbfil毽massofharmonicdisturbing，voltageturbulenceonthepublicelectricnetworeForthesereasons，thepowerqualityisworsening．Atthesametime，alongwithsomanypowerqualitysensitivecontroldevicesandautomationequipmentsarewidelyusedintheindustry，agricultureproductionandthepeopledailylife，muchhigherreq

5、uestaresettothepowerquality．Atthesametime，thesechangesgivethepowerqualityrecentmeaning．Thepurposeofthispaperisdesignaplatformthatcouldmeasuretheelectricparameterofpowersystem．Theplatformcouldautomaticallycapturethedataofrealtimevoltageandcurrentofthepowergrid，andmeasurevoltage，currenLpower,har

6、monicsandotherbasicelectricalparameters．Italsohastheabilitytoreal-timeanalyzepowerqualityparameters，suchasdeviation,frequencydeviation,unbalancedthree—phaseandvoltagefluctuation,ete．Inadditiontothese，italsocoulddisplayalltheseparametersbyLCDandtransmitdatatoyourcomputerforfurtheranalysis，stati

7、sticsandstorage．Thispaperintroducednationalstandardsofpowerquality,giveoutthedefmitionofsteady-statepowerqualityindexatvoltagedeviation,frequencydeviation,phaseimbalance，thecommonharmonicdetailed,andonthisbase，summarizethetheoryofelectr