异步电机变频调速系统数字检测装置设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述信息与计算科学异步电机变频调速系统数字检测装置设计一、前言在电力工业发展初期曾用电解化学原理进行参数测量，1890年，发明了感应式电磁原理电能表，沿用至今。传统的电参数测量方法，一般通过对模拟电压信号的采样和计算来完成测量。主要经历了以下几个阶段:第一阶段，以模拟测量为主，通过基于电磁通量原理的指针式一起，如指针式电压表，电流表，功率表等，在线测量出电网的各种电力参数。但其机械结构和电磁通量结构一般比较复杂，测量的精度也很难提高。第二阶段，以直流采样为主，将被测量整流成直流量，通过测量平均值来测量电参数的有效值。此方法软件设计简

2、单，计算速度快，对采样值只需作比例变换即可得到被测量的数值。但是，直流采样方法存在一些问题，如测量准确度直接受整流电路的准确度和稳定性的影响，整流电路参数调整困难等。第二阶段，以交流采样为主，先将电压、电流信号经高精度的电压、电流互感器变成数字系统可测量的交流小信号，然后再送入微处理器进行计算。交流采样是对被测信号的瞬时值进行采样，然后对采样值进行分析计算获取被测量信号的，对采样的速率要求高，程序计算量相对较大，但它的采样值中所含信息量大，可通过不同的算法获取所关心的多种信息(如有效值、相位、谐波分量等)，实时性好，精度高。二、各电参量检测方法

3、和器件电流检测有多种方法，最通用的方法是采用阻性分流器、互感器或霍尔传感器。阻性分流器工作时与负载串联，无法进行隔离测量。互感器只适用于50Hz工频交流的测量。霍尔检测技术综合了互感器和分流器技术的所有优点，同时又克服了互感器和分流器的不足，采用一只霍尔电流电压传感器/变送器模块检测元件，既可以检测交流，也可以检测直流，甚至可以检测瞬态峰值，同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离，因而是替代互感器和分流器的新一代产品。4目前，电压检测也多数采用霍尔传感器。光电式旋转编码器是检测转速或转角的元件，旋转编码器与电动机相连，当电动机转动时，带动编

4、码器旋转，产生转速或转角信号。旋转编码器可分为绝对式和增量式两种。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M法(测频法),T法(测周期法)和M/T法。M法测速适用于高速段，T法测速更适用于低速段，M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的分辨能力。电压比较器是一种常用的集成电路，是对两个模拟电压比较其大小，并判断出其中哪个电压高。电压比较器通常由集成运放构成，与普通运放电路不同的是，比较器中的集成运放大多处于开环或正反馈的状态。电压比较器能够实现对频率和相位差的测量。相位差是工业测控领域经常需要测量的参数，而相位差的测量又不同于传统的电压、电

5、流信号的测量。首先，相位差信号依附于电压、电流信号中，如何消除电压、电流、频率变化对相位差测量的影响是相位差测量中很重要的一个方面。其次，相位差是一个比较量，测量两路信号之间的相位差不仅需要保证两路信号的频率相同，而且要排除由于两路信号的幅值等其它因素不一致而对测量造成的影响。因此，如何准确可靠地测量相位差是值得研究的课题。当前，电参数检测仪器正朝着以下方向发展:（1）体积小型化、功能多样化、功耗减小，维持电流降低化、采用新器件更高可靠性、显示方式普遍更新。（2）实现网络化智能、在线监测。随着传感器技术、计算机技术、信息技术等发展，系统监测技术

6、广泛采用这些先进的科研成果，使在线监测逐步走向实用化阶段；监测装置可作为接入访问平台进入网络，可以实现设备资源和数据资源共享及远程操作。（3）虚拟化。虚拟仪器是建立在标准化、系列化、模块化、积木化的硬件和软件平台上的完全开发的系统，结合电力系统的应用，开发应用虚拟仪器技术建立的高速、高效、大容里、多功能、智能化的实时监测系统。三、电力参数测量算法和谐波分析4电气信号检测的关键，是运用适当的理论设计适当的数值算法对交流采样数据进行分析计算，以获得需要的检测信息。检测精度、响应速度是衡量算法的两个主要指标。目前电气信号检测中应用较多或较有应用前途的

7、理论和算法有:在有效值的测量上有均方根法、正弦模型法、非正弦模型法。其中正弦模型法又有导数算法、最小二乘滤波算法等，非正弦模型法有傅立叶算法、均方根积分法等。在含有谐波电流情况下，非正弦模型法比正弦模型法误差小。在功率测量上有瞬时无功功率理论方法。谐波分析包括谐波源分析和电力系统谐波分析。在电力电子装置普及以前，变压器是主要的谐波源，目前变压器谐波已退居到次要的地位，各种电力电子装置成为最主要的谐波源。谐波的实际测量结果是谐波问题研究的主要依据，也常常是研究分析问题的出发点。目前主要的谐波测量方法有:（1）基于傅里叶变换的谐波测量长期以来，傅里

8、叶变换是研究自然科学或工程应用中的基本工具，也广泛用于电力系统的谐波测量分析中。在实际应用当中，主要是通过对信号进行同步采样，然后用离散傅里叶变换(D