基于DSP的多功能便携式电量分析记录仪的研制
发布时间：2023-04-01 13:14
随着智能电网的迅速发展,一方面提出要创造经济优质、低碳绿色的电能质量,另一方面又在电力系统的发电端大力发展新能源发电,以及在其用户侧提倡使用节能型的用电设备,致使在电力系统中存在了许多的电力电子装置等非线性器件,严重污染了电能质量。为了解决污染问题,达到改善电能质量的目的,首要任务是实现电量的检测与分析,故研制出一款电量分析仪就显得尤为重要。本文基于DSP芯片TMS320F28335,将数字信号处理技术应用于电能质量的检测之中,设计了一款硬件电路简单可靠、分析功能优良丰富、操作界面清晰友好的多功能便携式电量分析记录仪,不仅可以对电能质量进行检测与分析,还能够拓展高校实验室的仪器设备,为大学生创新项目提供硬件平台,具有一定的工程实用价值。首先,本文开篇论述了电量分析仪研制的背景与意义,并且从电量采集技术、电量信号处理算法以及电量分析仪器三个方面阐述了研究现状以及发展动态,明确了本课题的研究方向。接着依照电能质量五大类指标的国家标准,给出各项指标的定义以及测量允许误差。再分别对各项指标产生偏差的原因和危害进行分析以及对指标检测方法的优劣性进行比较,从而选择出了既易在DSP上实现又兼顾计算精...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状和最新动态
1.2.1 电量采集技术研究现状
1.2.2 电量信号处理算法研究现状
1.2.3 电量分析仪研究现状
1.3 本文的思路与主要工作
第二章 电能质量分析理论研究
2.1 电能质量概述
2.1.1 电能质量
2.1.2 电能质量国家标准
2.2 基本参数测量分析
2.2.1 产生电压偏差的原因及危害
2.2.2 电压偏差检测方法
2.3 频率分析
2.3.1 产生频率偏差的原因及危害
2.3.2 频率偏差检测方法
2.4 谐波分析
2.4.1 产生谐波的原因及危害
2.4.2 谐波检测方法
2.4.3 谐波检测存在的问题
2.5 三相不平衡分析
2.5.1 产生三相不平衡的原因及危害
2.5.2 三相不平衡检测方法
2.6 电压波动与闪变分析
2.6.1 产生电压波动与闪变的原因及危害
2.6.2 电压波动检测方法
2.7 本章小结
第三章 电量分析仪的硬件设计
3.1 硬件电路整体设计
3.2 DSP核心单元
3.2.1 DSP概述
3.2.2 DSP芯片的选择
3.2.3 DSP基本结构
3.2.4 DSP功能模块
3.3 同步信号捕获前端电路设计
3.3.1 理论基础
3.3.2 设计方案
3.4 模拟电量采集前端电路设计
3.4.1 理论基础
3.4.2 设计方案
3.5 外部通信接口单元
3.6 本章小结
第四章 电量分析仪的软件设计
4.1 DSP开发环境概述
4.1.1 CCS软件简介
4.1.2 DSP工程构建
4.2 系统主程序设计
4.2.1 主程序模块
4.2.2 中断函数模块
4.3 测频程序设计
4.4 模拟电量采集与分析程序设计
4.4.1 定时器模块
4.4.2 模数转换ADC模块
4.4.3 基本电量计算模块
4.4.4 谐波分析模块
4.5 外部通信程序设计
4.5.1 SCI的配置和使用
4.5.2 SCI中断
4.6 本章小结
第五章 电量分析仪的系统监测平台
5.1 虚拟仪器LABVIEW概述
5.1.1 LabVIEW的特点
5.1.2 LabVIEW的开发环境
5.2 人机交互界面设计
5.2.1 用户登录对话框
5.2.2 基波电压与电流监测界面
5.2.3 功率参数监测界面
5.2.4 谐波参数监测界面
5.2.5 功能扩展监测界面
5.3 数据传输与存储
5.3.1 数据的传输
5.3.2 数据的存储
5.4 本章小结
第六章 电量分析仪的电路调试与误差分析
6.1 电路板的制作与调试
6.1.1 电路板的制作
6.1.2 电路板的调试
6.2 误差分析
6.2.1 电压误差分析
6.2.2 电流误差分析
6.2.3 频率误差分析
6.2.4 功率误差分析
6.2.5 谐波测量分析
6.2.6 三相不平衡测量分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
基金资助声明
本文编号：3777208
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状和最新动态
1.2.1 电量采集技术研究现状
1.2.2 电量信号处理算法研究现状
1.2.3 电量分析仪研究现状
1.3 本文的思路与主要工作
第二章 电能质量分析理论研究
2.1 电能质量概述
2.1.1 电能质量
2.1.2 电能质量国家标准
2.2 基本参数测量分析
2.2.1 产生电压偏差的原因及危害
2.2.2 电压偏差检测方法
2.3 频率分析
2.3.1 产生频率偏差的原因及危害
2.3.2 频率偏差检测方法
2.4 谐波分析
2.4.1 产生谐波的原因及危害
2.4.2 谐波检测方法
2.4.3 谐波检测存在的问题
2.5 三相不平衡分析
2.5.1 产生三相不平衡的原因及危害
2.5.2 三相不平衡检测方法
2.6 电压波动与闪变分析
2.6.1 产生电压波动与闪变的原因及危害
2.6.2 电压波动检测方法
2.7 本章小结
第三章 电量分析仪的硬件设计
3.1 硬件电路整体设计
3.2 DSP核心单元
3.2.1 DSP概述
3.2.2 DSP芯片的选择
3.2.3 DSP基本结构
3.2.4 DSP功能模块
3.3 同步信号捕获前端电路设计
3.3.1 理论基础
3.3.2 设计方案
3.4 模拟电量采集前端电路设计
3.4.1 理论基础
3.4.2 设计方案
3.5 外部通信接口单元
3.6 本章小结
第四章 电量分析仪的软件设计
4.1 DSP开发环境概述
4.1.1 CCS软件简介
4.1.2 DSP工程构建
4.2 系统主程序设计
4.2.1 主程序模块
4.2.2 中断函数模块
4.3 测频程序设计
4.4 模拟电量采集与分析程序设计
4.4.1 定时器模块
4.4.2 模数转换ADC模块
4.4.3 基本电量计算模块
4.4.4 谐波分析模块
4.5 外部通信程序设计
4.5.1 SCI的配置和使用
4.5.2 SCI中断
4.6 本章小结
第五章 电量分析仪的系统监测平台
5.1 虚拟仪器LABVIEW概述
5.1.1 LabVIEW的特点
5.1.2 LabVIEW的开发环境
5.2 人机交互界面设计
5.2.1 用户登录对话框
5.2.2 基波电压与电流监测界面
5.2.3 功率参数监测界面
5.2.4 谐波参数监测界面
5.2.5 功能扩展监测界面
5.3 数据传输与存储
5.3.1 数据的传输
5.3.2 数据的存储
5.4 本章小结
第六章 电量分析仪的电路调试与误差分析
6.1 电路板的制作与调试
6.1.1 电路板的制作
6.1.2 电路板的调试
6.2 误差分析
6.2.1 电压误差分析
6.2.2 电流误差分析
6.2.3 频率误差分析
6.2.4 功率误差分析
6.2.5 谐波测量分析
6.2.6 三相不平衡测量分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
基金资助声明
本文编号：3777208
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