本發(fā)明專利技術涉及低壓濾波無功補償技術，特別是一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，包括CPU、電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊、測量模塊，測量模塊與CPU連接，電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊均連接于測量模塊，其中測量模塊采用DSP芯片；本發(fā)明專利技術采用先進的ADE7880多功能自帶數(shù)字處理器DSP計量芯片作為電能采樣測量模塊，該芯片集成度高，性能超越了工業(yè)上對電能計量0.2級表的精度和動態(tài)的要求，該設計集合全面的測量系統(tǒng)電壓、電流、功率、電力質(zhì)量分析、實時波形顯示等常用電力參數(shù)，為控制器高速分析系統(tǒng)中的電能各項參數(shù)基波、諧波分量提供了可能；可達到高精度、三相電能計量IC的功能，還適合測量各種三線、四線的三相基波、諧波參數(shù)和波形。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及低壓濾波無功補償技術，特別是一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊。
技術介紹
目前濾波無功補償裝置傳統(tǒng)的電能采樣測量控制方式是通過精密互感器接受外部被測系統(tǒng)電壓、電流信號，經(jīng)過補償調(diào)理電路將信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號通過抗混疊濾波電路濾除高次諧波分量，同時在低通濾波環(huán)節(jié)和數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)還需加一個接口電路將低通濾波的輸出信號轉(zhuǎn)換為適合數(shù)模轉(zhuǎn)換的信號送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字量發(fā)到主CPU中央處理器上，最后通過CPU中央處理器復雜的程序算法算出各系統(tǒng)參數(shù)(電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波)和反推算波形進行顯示。電能采樣測量控制信號流程如圖1所示，這種電能采樣方式的控制電路、控制策略和程序算法比較復雜和繁瑣，對編寫的程序要求非常高，而且調(diào)試周期長。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術為解決上述技術問題，提供了一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，可以有效簡化采樣測量控制電路，避免濾波無功補償裝置控制系統(tǒng)CPU中央處理器繁瑣復雜的控制計算，滿足濾波無功補償裝置對電網(wǎng)系統(tǒng)電能參數(shù)快速采樣測量和波形顯示的要求，調(diào)試簡單。本專利技術的技術方案如下 一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于包括CPU、電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊、測量模塊，測量模塊與CPU連接，電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊均連接于測量模塊，其中測量模塊采用DSP芯片，所述DSP芯片采用美國模擬器件ADI公司ADE7880芯片。所述電源模塊是將交流電源連接在隔離變壓器上，隔離變壓器連接整流橋、濾波器，然后通過通過隔離電源芯片連接至所述DSP芯片。交流電源通過小型的隔離變壓器降壓以后經(jīng)整流穩(wěn)壓濾波通過隔離電源芯片供給芯片ADE7880，電源模塊提供+3. 3V電壓。隔離變壓器初級次級絕緣在3000V以上，其抗電性能優(yōu)于GB/T15290標準要求。所述電壓電阻網(wǎng)絡模塊是包括三組相同結(jié)構的電壓采樣電路形成的電阻分壓網(wǎng)絡，電阻分壓網(wǎng)絡的差分電壓信號的輸出端分別連接至芯片ADE7880的VAP、VBP、VCP引腳。所述電流和電壓的變換模塊包括三組相同的轉(zhuǎn)換電路，每組轉(zhuǎn)換電路均包括一一對應的采樣電路和電壓偏置回路，電壓偏置回路設置在采樣電路上，采樣電路的電壓信號的輸出端分別連接至ADE7880的IAP、IAN、IBP、IBN、ICP、ICN引腳；所述電流和電壓的變換模塊是將電流信號經(jīng)過采樣電路的采樣電阻將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓偏置回路將電壓信號調(diào)整到ADE7880需要的電壓值，采樣電路將調(diào)整后的電壓信號進行濾波后輸入到專用測量芯片ADE7880。本專利技術的有益效果如下 本專利技術采用先進的ADE7880多功能自帶數(shù)字處理器DSP計量芯片作為電能采樣測量模塊；該芯片的集成度高；該芯片的性能超越了工業(yè)上對電能計量O. 2級表的精度和動態(tài)的要求，該設計集合全面的測量系統(tǒng)電壓、電流、功率、電力質(zhì)量分析、實時波形顯示等常用電力參數(shù)，為控制器高速分析系統(tǒng)中的電能各項參數(shù)基波、諧波分量提供了可能； 采用ADE7880，可以達到高精度、三相電能計量IC的功能，還適合測量各種三線、四線的三相基波、諧波參數(shù)和波形。該芯片內(nèi)置多個24bit 二階Σ-Λ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)·字積分器、基準電壓源電路及所有必需的信號處理電路，實現(xiàn)總(基波和諧波)有功/視在功率測量和有效值計算，以及基波有功/無功功率測量，還提供瞬時電能質(zhì)量監(jiān)測，如瞬時低壓或高壓檢測、瞬時高電流變化、線電壓周期測量以及相電壓與電流之間的角度等，同時ADE7880還具有波形采樣寄存器；該芯片內(nèi)自帶有一個固定高速運算功能的數(shù)字信號處理器(DSP)負責實現(xiàn)各項系統(tǒng)電能參數(shù)、波形信號處理。該器件還有兩個中斷請求引腳IRQO和IRQ1，用來指示一個使能的中斷事件已經(jīng)發(fā)生； 該電能采樣測量模塊的優(yōu)點是直接把計算好的各項電能參數(shù)數(shù)字量信號通過I2C (標準數(shù)據(jù)總線)、HSDC ((高速數(shù)據(jù)捕獲)接口直接發(fā)給CPU進行讀取，使得測量結(jié)果的高精度特性、動態(tài)特性得以保證，提高整個濾波無功補償裝置的數(shù)據(jù)在線監(jiān)測能力，相對于傳統(tǒng)測控采樣方式，控制硬件電路簡單，而其精度高、運行穩(wěn)定且動態(tài)特性好，最大程度的節(jié)省了控制系統(tǒng)CPU中央處理器的資源。附圖說明圖1為傳統(tǒng)的電能采樣測量控制信號流程示意圖 圖2為本專利技術的接口示意圖 圖3為本專利技術電源模塊的電路結(jié)構示意圖 圖4為本專利技術的電壓電阻網(wǎng)絡模塊的結(jié)構示意圖 圖5為本專利技術的電流和電壓的變換模塊的結(jié)構示意圖 其中，附圖2標記為1 CPU, 2電源模塊，3電壓電阻網(wǎng)絡模塊，4電流和電壓的變換模塊，5測量模塊。具體實施例方式如圖2所示，一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，包括CPU1、電源模塊2、電壓電阻網(wǎng)絡模塊3、電流和電壓的變換模塊4、測量模塊5，測量模塊5與CPUl連接，電源模塊2、電壓電阻網(wǎng)絡模塊3、電流和電壓的變換模塊4均連接于測量模塊5，其中測量模塊5采用DSP芯片，所述DSP芯片采用美國模擬器件ADI公司ADE7880芯片。如圖3所示，所述電源模塊2包括由隔離變壓器、整流橋、電源芯片和濾波器，具體是將交流電源連接在隔離變壓器上，隔離變壓器連接整流橋、濾波器，然后通過通過隔離電源芯片連接至所述DSP芯片。交流電源通過小型的隔離變壓器降壓以后經(jīng)整流穩(wěn)壓濾波通過隔離電源芯片供給芯片ADE7880，電源模塊2提供+3. 3V電壓。隔離變壓器初級次級絕緣在3000V以上，其抗電性能優(yōu)于GB/T15290標準要求。其中，隔離變壓器由單相隔離電源變壓器T7 (功率15W變比AC220V/6V/4. 5V)組成，整流橋(型號DB107)包括D2、D3，電源芯片包括VRl (型號ASM1117-5)和VR2 (型號ASMl117-3. 3)，濾波器由電容量為IOOnF的電容C45、C46、C52、C53、電容量為IOOuF的C44、C47及電容量為470uF的C50、C51組成。如圖4所示，所述電壓電阻網(wǎng)絡模塊3是包括三組相同結(jié)構的電壓采樣電路形成的電阻分壓網(wǎng)絡，電阻分壓網(wǎng)絡的差分電壓信號的輸出端分別連接至芯片ADE7880的VAP、VBP、VCP引腳。電壓采樣電路包括阻值為330K的采樣電阻R1_R5、R7-8、R18-R20、R24、R26-28、R38-41、R43-45，抗干擾回路由阻抗為15000HMS的El、E4、E8磁珠組成，阻值為IK的電阻R9、R41、R47，電容量為2200PF的電容C12、C21、C26。所述電流和電壓的變換模塊4包括三組相同的轉(zhuǎn)換電路，每組轉(zhuǎn)換電路均包括一一對應的采樣電路和電壓偏置回路，電壓偏置回路設置在采樣電路上，采樣電路的電壓信號的輸出端分別連接至ADE7880的IAP、IAN、IBP、IBN、ICP、ICN引腳；所述電流和電壓的變換模塊4是將電流信號經(jīng)過采樣電路的采樣電阻將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓偏置回路將電壓信號調(diào)整到ADE7880需要的電壓值，采樣電路將調(diào)整后的電壓信號進行濾波后輸入到專用測量芯片ADE7880。如圖5所示，所示電流和電壓的變換模塊4包括三組相同的轉(zhuǎn)換電路，由新型帶磁路補償?shù)母呔葘捔砍屉娏骰ジ衅?型號ZMCTl 15M本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于：包括CPU、電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊、測量模塊，測量模塊與CPU連接，電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊均連接于測量模塊，其中測量模塊采用DSP芯片。
【技術特征摘要】
1.一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于包括CPU、電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊、測量模塊，測量模塊與CPU連接，電源模塊、電壓電阻網(wǎng)絡模塊、電流和電壓的變換模塊均連接于測量模塊，其中測量模塊采用DSP芯片。2.根據(jù)權利要求1所述的一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于所述DSP芯片采用ADE7880芯片。3.根據(jù)權利要求2所述的一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于所述電源模塊包括隔離變壓器、整流橋、濾波器，具體是將交流電源連接在隔離變壓器上，隔離變壓器連接整流橋、濾波器，然后通過通過隔離電源芯片連接至所述DSP芯片；交流電源通過隔離變壓器降壓以后經(jīng)整流穩(wěn)壓濾波通過隔離電源芯片供給芯片ADE7880。4.根據(jù)權利要求3所述的一種濾波無功補償裝置的新型電能測量控制模塊，其特征在于所述隔離變壓器初級次級絕緣在3000V以上，抗...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳繼軍，劉智棟，
申請(專利權)人：樂山晟嘉電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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