一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術公開了一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，包括：兩臺DT數(shù)字變送器，均與外部旋轉(zhuǎn)變壓器耦接；DH2000數(shù)字主機，耦接于兩臺DT數(shù)字變送器；上位機，耦接于DH2000數(shù)字主機，該上位機內(nèi)置有解算軟件，所述解算軟件對相關電氣參數(shù)進行計算，計算出旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出角度后輸出。本發(fā)明專利技術的旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，通過DT數(shù)字變送器、DH2000數(shù)字主機組成一個完整的測試系統(tǒng)，經(jīng)過整體溯源(整體校準)，系統(tǒng)測量穩(wěn)定性高，電壓、電流測量精度高達0.05％rd(系統(tǒng)精度)，解碼精度為角秒″級，最高可達5″。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)
本專利技術涉及一種解算系統(tǒng)，更具體的說是涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)。
技術介紹
目前，旋轉(zhuǎn)角度的測量，主要采用光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器。光電編碼器內(nèi)部有信號轉(zhuǎn)換單元，檢測角度時，直接輸出帶有角度信息的數(shù)字信號。而旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，沒有集成任何電子元器件，其輸出信號為與轉(zhuǎn)過角度呈某函數(shù)關系的模擬信號，需要對模擬信號進行解算才能獲得角度信息。目前旋轉(zhuǎn)變壓器角度解算方案主要有兩種：第一種是采用專用的旋變解算芯片(RDC芯片)進行硬件解碼；第二種是利用ADC芯片、微處理器等分立器件構(gòu)建的解碼器，然后通過軟件算法解碼。采用RDC芯片進行硬解碼，解算精度基本都在角分級′(arcmin)，解算精度有限就會帶來較大的局限性，例如采用RDC芯片對自身精度較高的旋變(角秒級″)進行角度解算，就無法將其高精度的特點發(fā)揮出來；并且RDC芯片因解碼精度低，不適用于旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣誤差試驗；而采用ADC芯片、微處理器等分立器件構(gòu)建的解碼器進行解碼，由于采用信號調(diào)理電路、ADC轉(zhuǎn)換芯片、傳輸線路、微處理器等分立器件共同構(gòu)建解碼器，其精度指標應為系統(tǒng)精度，不能簡單的依據(jù)ADC轉(zhuǎn)換芯片的的精度來判斷。在阻抗匹配、量程匹配、傳輸線路都會影響系統(tǒng)精度。分立器件構(gòu)建的解碼器在系統(tǒng)精度溯源、測量穩(wěn)定性上面有缺陷。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種能夠有效的避免解碼芯片精度低，以及采用分立器件構(gòu)建解碼器存在的系統(tǒng)精度低的旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，包括：兩臺DT數(shù)字變送器，均與外部旋轉(zhuǎn)變壓器耦接，用以接收采樣外部旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩路弦波信號，并將兩路弦波信號轉(zhuǎn)換成兩路帶有量程信息和校準信息以及原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號后輸出；數(shù)字主機，耦接于兩臺DT數(shù)字變送器，用于同步接收兩臺DT數(shù)字變送器輸出的兩路數(shù)字信號，對于接收到的兩路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號；上位機，耦接于數(shù)字主機，用于接收數(shù)字主機輸出的相關電氣參數(shù)，該上位機內(nèi)置有數(shù)字主機服務程序、解算軟件，所述數(shù)字主機服務程序?qū)?shù)字主機的數(shù)字信號進行校準預處理，處理出兩路數(shù)字信號內(nèi)的相關電氣參數(shù)，并輸出該相關電氣參數(shù)，解算軟件對相關電氣參數(shù)進行計算，計算出旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出角度后輸出。作為本專利技術的進一步改進，所述相關電氣參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)變壓器的基波電壓有效值。作為本專利技術的進一步改進，所述解算軟件通過以下公式計算出：θ1＝arctan(US2S4/US1S3)；其中，上述的θ1為外部旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子位置角，uS2S4為旋轉(zhuǎn)變壓器次級感應繞組其中兩端之間的基波電壓有效值，uS1S3為旋轉(zhuǎn)變壓器次級感應繞組另外兩端之間的基波電壓有效值。作為本專利技術的進一步改進，所述電壓值US2S4和US1S3由兩個DT數(shù)字變送器測量得到。作為本專利技術的進一步改進，所述上位機、數(shù)字主機及數(shù)字主機服務程序?qū)膳_DT數(shù)字變送器輸出的兩路數(shù)字信號進行預處理的步驟如下：步驟一，上位機內(nèi)搭載數(shù)字主機服務程序；數(shù)字主機與上位機通過USB連接；步驟二，上位機通過運行數(shù)字主機服務程序下達指令設置數(shù)字主機工作狀態(tài)，并同時通過數(shù)字主機接收兩臺DT數(shù)字變送器輸出的數(shù)字信號；步驟三，數(shù)字主機服務程序利用數(shù)字信號內(nèi)自帶的量程信息和校準信息對數(shù)字信號內(nèi)的原始數(shù)據(jù)進行修正得到瞬態(tài)數(shù)據(jù)；步驟四，數(shù)字主機服務程序?qū)λ矐B(tài)數(shù)據(jù)進行分析運算，得到數(shù)字信號內(nèi)的基波電壓有效值；其中，步驟四中的分析運算過程如下：對m個瞬態(tài)數(shù)據(jù)進行調(diào)用FFT函數(shù)運算，得到基波的信息：幅值、相位，然后將幅值除以根號2，計算得到基波電壓有效值。本專利技術的有益效果，通過兩臺DT數(shù)字變送器的設置，便可以有效的與旋轉(zhuǎn)變壓器的兩個次級勵磁繞組連接，接收次級勵磁繞組輸出的模擬信號，然后將這個模擬信號測量出來，并通過數(shù)字信號輸出，由于DT數(shù)字變送器采用無縫量程自動轉(zhuǎn)換技術，在200倍動態(tài)變化范圍內(nèi)都能保證測量精度的一致性，即使微弱信號也能準確測量，因而能夠適用于不同類型的旋轉(zhuǎn)變壓器，增加了系統(tǒng)的通用性，而通過數(shù)字主機就可以有效的與DT變送器之間組合成一個完整的測試系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)倪^程中，對信號經(jīng)過了整體校準，因此能夠有效的增加系統(tǒng)測量的穩(wěn)定性，而相比于現(xiàn)有技術中的RDC芯片進行硬解碼的方式，在其信號傳輸?shù)倪^程中進行了校準操作，精度自然要高的多，而相比于現(xiàn)有技術中的采用ADC芯片、微處理器等分立器件構(gòu)建的解碼器進行解碼的方式，同樣實現(xiàn)了對于信號傳輸過程中進行了整體校準，如此便可以避免現(xiàn)有技術中因為阻抗匹配、量程匹配、傳輸線路的疊加影響導致的精度降低的問題。附圖說明圖1為本專利技術的系統(tǒng)的模塊框圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖所給出的實施例對本專利技術做進一步的詳述。參照圖1所示，本實施例的一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，包括：兩臺DT數(shù)字變送器1，均與外部旋轉(zhuǎn)變壓器耦接，用以接收采樣外部旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩路弦波信號，并將兩路弦波信號轉(zhuǎn)換成兩路帶有量程信息和校準信息以及原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號后輸出；數(shù)字主機2，耦接于兩臺DT數(shù)字變送器1，用于同步接收兩臺DT數(shù)字變送器1輸出的兩路數(shù)字信號，對于接收到的兩路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號；上位機3，耦接于數(shù)字主機，用于接收數(shù)字主機輸出的相關電氣參數(shù)，該上位機內(nèi)置有數(shù)字主機服務程序、解算軟件，所述數(shù)字主機服務程序?qū)?shù)字主機的數(shù)字信號進行校準預處理，處理出兩路數(shù)字信號內(nèi)的相關電氣參數(shù)，并輸出該相關電氣參數(shù)，解算軟件對相關電氣參數(shù)進行計算，計算出旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出角度后輸出，數(shù)字主機為DH2000數(shù)字主機，在使用本系統(tǒng)進行解算旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)角度的過程中，首先將兩臺DT數(shù)字變送器1與旋轉(zhuǎn)變壓器的次級勵磁繞組的輸出端連接，其中本實施例所檢測的旋轉(zhuǎn)變壓器為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，因而該旋轉(zhuǎn)變壓器具有初級勵磁繞組、交軸繞組和次級感應繞組，其中次級感應繞組設置有兩個，且為兩相正交的方式，因而在本實施例通過兩臺DT數(shù)字變送器分別采集兩個次級感應繞組輸出信號的方式，可以避免兩個次級感應繞組之間輸出的信號相互干擾導致最后的解算精度降低的問題，而通過數(shù)字主機2的設置，便可以有效的建立起上位機3解算軟件與DT數(shù)字變送器1之間的通信，同時由于數(shù)字主機2及上位機3數(shù)字主機服務程序的設置，在DT數(shù)字變送器1采集旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號傳輸?shù)缴衔粰C3之前，進行了校準預處理，如此便可避免在信號從DT數(shù)字變送器1輸出信號傳遞的過程中出現(xiàn)偏差輸入到解算軟件內(nèi)，導致整個系統(tǒng)的計算精度降低的問題，同時通過在DT數(shù)字變送器1采集旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的數(shù)字信號內(nèi)置有量程信息和校準信息，如此上位機3內(nèi)的數(shù)字主機服務程序便可以有效的利用量程信息和校準信息對數(shù)字信號進行校準了，采用DT數(shù)字變送器1輸出校準基準的方式，相比于預設值進行校準的方式，可以避免設定的值與實際之間誤差導致的系統(tǒng)的解算精度降低的問題。作為改進的一種具體實施方式，所述相關電氣參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)變壓器的基波電壓有效值，由于現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號為交流信號，而現(xiàn)有技術中最能夠體現(xiàn)交流信號的基準數(shù)值是基波電壓有效值，如此可以將基波電壓有效值作為基礎數(shù)值進行計算，作為穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)來更好的體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的特性了。作為改進的一種具體實施方式，所述解算軟件通過以下公式計算出：本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，其特征在于：包括：兩臺DT數(shù)字變送器(1)，均與外部旋轉(zhuǎn)變壓器耦接，用以接收采樣外部旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩路弦波信號，并將兩路弦波信號轉(zhuǎn)換成兩路帶有量程信息和校準信息以及原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號后輸出；數(shù)字主機(2)，耦接于兩臺DT數(shù)字變送器(1)，用于同步接收兩臺DT數(shù)字變送器(1)輸出的兩路數(shù)字信號，對于接收到的兩路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號；上位機(3)，耦接于數(shù)字主機，用于接收數(shù)字主機輸出的相關電氣參數(shù)，該上位機內(nèi)置有數(shù)字主機服務程序、解算軟件，所述數(shù)字主機服務程序?qū)?shù)字主機的數(shù)字信號進行校準預處理，處理出兩路數(shù)字信號內(nèi)的相關電氣參數(shù)，并輸出該相關電氣參數(shù)，解算軟件對相關電氣參數(shù)進行計算，計算出旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出角度后輸出。

【技術特征摘要】
1.一種旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，其特征在于：包括：兩臺DT數(shù)字變送器(1)，均與外部旋轉(zhuǎn)變壓器耦接，用以接收采樣外部旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩路弦波信號，并將兩路弦波信號轉(zhuǎn)換成兩路帶有量程信息和校準信息以及原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號后輸出；數(shù)字主機(2)，耦接于兩臺DT數(shù)字變送器(1)，用于同步接收兩臺DT數(shù)字變送器(1)輸出的兩路數(shù)字信號，對于接收到的兩路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號；上位機(3)，耦接于數(shù)字主機，用于接收數(shù)字主機輸出的相關電氣參數(shù)，該上位機內(nèi)置有數(shù)字主機服務程序、解算軟件，所述數(shù)字主機服務程序?qū)?shù)字主機的數(shù)字信號進行校準預處理，處理出兩路數(shù)字信號內(nèi)的相關電氣參數(shù)，并輸出該相關電氣參數(shù)，解算軟件對相關電氣參數(shù)進行計算，計算出旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出角度后輸出。2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，其特征在于：所述相關電氣參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)變壓器的基波電壓有效值。3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)變壓器高精度解算系統(tǒng)，其特征在于：所述解算軟件通過以下公式計算出：θ1＝arctan(US2S4/US1S3)；其中，上述的θ1為外部旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子位置角，US2S4為旋轉(zhuǎn)變壓器次級感應繞組其中兩端之間的基波電壓有效值，US1S3為旋轉(zhuǎn)變壓器次級感應繞組另外兩端...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：徐偉專，陸建龍，
申請(專利權)人：浙江天拓電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33