一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置的製作方法
2023-05-22 21:59:11 1
專利名稱：一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明 涉及一種變流器諧波檢測裝置，尤其涉及一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置。
背景技術：
關於諧波檢測裝置的計算方法，通常使用傅立葉級數展開計算，任何波形或函數， 經過傅立葉級數展開，能得到各種頻率的分量，其中有基波分量，也有諧波分量，而這些分量正是我們所要求取的。一個簡單的波形用傅立葉級數展開是方便的、可行的。但對一個複雜波形來說，例如晶間管變流器的波形，在一個周期裡含有12段波形，各段波形均不盡相同，尤其是動態調節過程中的波形，各個一周期都是變化的，此時便難用傅立葉級數展開。這時人們會想到快速Forier變換(FFT)法，這種方法是有效的，也是非常實用的。在採用FFT法計算變流器諧波，要對每個周期上的波形作若干採樣，然後根據這些採樣值進行分析計算。採樣點的多少直接影響計算精度和運算速度。採樣點少，需內存少，運算快些，但精度差；採樣點多， 精度高，但又付出佔內存大，運算慢的代價。一般來說，對一個波形，要達到一定精度，至少採樣幾百到上千個點，因此FFT計算方法的檢測成本和運算成本都很高。
發明內容
本發明的目的是要提供一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置，解決FFT計算量大，佔內存大的問題。本發明的目的是這樣實現的該諧波檢測裝置包括電網信號檢測器、信號調理器和信號採集處理器，電網信號檢測器的輸入端與動力線連接，電網信號檢測器的輸出端通過信號調理器與信號採集處理器連接，信號採集處理器的輸出端為諧波輸出端；
所述的電網信號檢測器是在電流互感器1 二次側串入 OJO的電阻3，在電壓互感器2 二次側並聯有二個串聯的電阻，一個1ΜΩ的電阻4和一個 IIO和電阻，在二個電阻串聯的電阻之間有分壓端；OJO的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端與AD採樣電路連接；OJO的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端輸出電網檢測信號；
所述的AD採樣電路包括信號調理電路和AD轉換電路，其中調理電路為現有通用信號處理技術，包括低通濾波電路、信號放大電路、限幅電路，輸入的電網檢測信號經電阻R1、電容Cl構成的低通濾波器，接入到運算放大器UlA的正向輸入端，UlA的反向輸入端與UlA 的輸出相連，組成電壓跟隨器，其輸出端經過電阻R2接入到運算放大器UlB的正向輸入端， UlB的反向輸入端通過電阻R3連接到地，UlB的輸出端通過電阻R5連接到其反向輸入端， 並且通過電阻R4與地相連，運算放大器UlB的輸出端與兩個串聯的反向二極體Dl、D2相連，組成限幅電路，反向二極體D1、D2之間為模擬量信號輸出端；
所述的信號採集處理器包括信號調理電路、AD轉換電路和DSP電路，模擬量信號進過調理電路後經AD轉換電路與DSP電路連接，AD轉換電路將模擬量信號轉換成數字檢測信號，數字檢測信號通過數據總線、地址總線和控制總線傳入DSP控制器，交由DSP計算處理。 所述的AD轉換電路為AD採樣晶片ADS8365，DSP電路為TI公司的TMS320F2812最小系統。有益 效果，由於採用了上述方案，該裝置計算一個周期諧波只需12個點的有關數據，計算過程中所用內存很少；在預先確定的子程序，只代入12點的數據即可算出結果，計
算速度非常快；由於用認O ,、(0的解析解來計算諧波時，計算精度主要取決於邏輯開關動作點的準確程度，採用變步長「跳回」技術，所得到的結果能達到很高的精度。解決了 FFT計算量大，佔內存大的問題，達到了本發明的目的。
圖1是本發明檢測諧波的整體框圖。圖2是本發明的檢測電網信號原理圖。圖3是本發明的調理電路原理圖。圖中，1、電流互感器；2、電壓互感器；3、0_10電阻；4、10M3電阻；5、AD採樣電路。
具體實施例方式實施例1 該諧波檢測裝置包括電網信號檢測器、信號調理器和信號採集處理器， 電網信號檢測器的輸入端與動力線連接，電網信號檢測器的輸出端通過信號調理器與信號採集處理器連接，信號採集處理器的輸出端為諧波輸出端；
所述的電網信號檢測器為不影響配電盤上的其他控制信號，電流信號是在電流互感器 1 二次側串入OJO的電阻3將電流信號轉換為電壓信號，以便交給後面信號採集電路處理， 電壓信號是在電壓互感器2二次側並聯有二個串聯的電阻，一個10ΙΩ的電阻4和一個ISO 和電阻，在二個電阻串聯的電阻之間有分壓端來獲得電網電壓信號。0_K2的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端與AD採樣電路5連接；0.1Ω的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端輸出電網檢測信號；
所述的信號調理器包括調理電路和AD轉換電路，其中調理電路包括低通濾波電路、信號放大電路、限幅電路，輸入的電網檢測信號經電阻R1、電容Cl構成的低通濾波器，接入到運算放大器UlA的正向輸入端，UlA的反向輸入端與UlA的輸出相連，組成電壓跟隨器，其輸出端經過電阻R2接入到運算放大器UlB的正向輸入端，UlB的反向輸入端通過電阻R3連接到地，UlB的輸出端通過電阻R5連接到其反向輸入端，並且通過電阻R4與地相連，運算放大器UlB的輸出端與兩個串聯的反向二極體D1、D2相連，組成限幅電路，反向二極體D1、 D2之間為模擬量信號輸出端；
所述的信號採集處理器包括信號調理電路、AD轉換電路和DSP電路模擬量信號進過調理電路後經AD轉換電路與DSP電路連接，AD轉換電路將模擬量信號轉換成數字檢測信號， 數字檢測信號通過數據總線、地址總線和控制總線傳入DSP控制器，交由DSP計算處理。所述的AD轉換電路為AD採樣晶片ADS8365，DSP電路為TI公司的TMS320F2812最小系統電路。根據開關點動作情況，記錄有信號檢測部分得到的電網電壓、電流數據，當記錄一個循環12個點的數據後，代入到諧波計算子程序可得三相交流電流、直流電流、直流電壓及交流電壓畸變等諧波情況。本發明提出一種基於新變流器系統諧波計算方法——開關點採樣法的檢測裝置。 該裝置的計算方法仍然利用Fourier級數分析，但計算過程優越於FFT法。採用開關點採樣法計算諧波時，對每個周期，只需十幾個點的有關數據，若系統穩定，則只需12個點的數據，這十幾個點的數據直接代入子程序，能快速地得出各諧波分量。變流裝置邏輯開關模型核心方程的解析解形式為
權利要求
1. 一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置，其特徵是該諧波檢測裝置包括電網信號檢測器、信號調理器和信號採集處理器，電網信號檢測器的輸入端與動力線連接，電網信號檢測器的輸出端通過信號調理器與信號採集處理器連接，信號採集處理器的輸出端為諧波輸出端；所述的電網信號檢測器是在電流互感器1 二次側串入 OLlO的電阻3，在電壓互感器2 二次側並聯有二個串聯的電阻，一個10M3的電阻4和一個 Ilfi和電阻，在二個電阻串聯的電阻之間有分壓端；OJQ的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端與AD採樣電路連接；0_1Ω的電阻3的輸出端和串聯的電阻分壓端輸出電網檢測信號；所述的AD採樣電路包括信號調理電路和AD轉換電路，其中調理電路為現有通用信號處理技術，包括低通濾波電路、信號放大電路、限幅電路，輸入的電網檢測信號經電阻R1、電容Cl構成的低通濾波器，接入到運算放大器UlA的正向輸入端，UlA的反向輸入端與UlA 的輸出相連，組成電壓跟隨器，其輸出端經過電阻R2接入到運算放大器UlB的正向輸入端， UlB的反向輸入端通過電阻R3連接到地，UlB的輸出端通過電阻R5連接到其反向輸入端， 並且通過電阻R4與地相連，運算放大器UlB的輸出端與兩個串聯的反向二極體Dl、D2相連，組成限幅電路，反向二極體D1、D2之間為模擬量信號輸出端；所述的信號採集處理器包括信號調理電路、AD轉換電路和DSP電路，模擬量信號進過調理電路後經AD轉換電路與DSP電路連接，AD轉換電路將模擬量信號轉換成數字檢測信號，數字檢測信號通過數據總線、地址總線和控制總線傳入DSP控制器，交由DSP計算處理。
全文摘要
一種直流礦井提升機變流器諧波檢測裝置，屬於變流器諧波檢測裝置。該諧波檢測裝置包括電網信號檢測器、信號調理器和信號採集處理器，電網信號檢測器的輸入端與動力線連接，電網信號檢測器的輸出端通過信號調理器與信號採集處理器連接，信號採集處理器的輸出端為諧波輸出端。該裝置計算一個周期諧波只需12個點的有關數據，計算過程中所用內存很少；在預先確定的子程序，只代入12點的數據即可算出結果，計算速度非常快；由於用，的解析解來計算諧波時，計算精度主要取決於邏輯開關動作點的準確程度，採用變步長「跳回」技術，所得到的結果能達到很高的精度。
文檔編號G01R23/16GK102221643SQ20111015755
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者於月森, 伍小傑, 吳瑋, 周書穎, 周娟, 姜建國, 左東升, 張勇, 戴鵬, 王貴峰 申請人:中國礦業大學, 徐州寶迪電氣有限公司