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閃變信號電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時間:2009-07-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
O 引 言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力網(wǎng)負(fù)荷急劇增加,特別是沖擊性、非線性負(fù)荷所占比重不斷加大,使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動和閃變,嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。因此,研究電壓波動與閃變、積極采取措施保證電能質(zhì)量己成為當(dāng)前供電部門的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。然而如何得到成為重要問題,因此,標(biāo)準(zhǔn)的研究是基于SOPC的電壓波動和閃變檢測與分析的重要內(nèi)容。
本文提出一種全數(shù)字化技術(shù)的,主要研究了該的原理、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,并給出了試驗(yàn)結(jié)果。


1 閃變信號電路的構(gòu)成與原理
1.1 電路構(gòu)成

閃變信號電路由電網(wǎng)電壓取樣和正弦波一方波轉(zhuǎn)換電路、倍頻電路或分頻電路、時鐘信號形成電路(包括鎖相環(huán)和分頻電路)、相位同步電路(即地址發(fā)生器清零信號形成電路)、閃變信號產(chǎn)生電路(包括EPROM,D/A轉(zhuǎn)換電路和運(yùn)算放大器)等五個部分組成,如圖1所示。其基本思想是先將電網(wǎng)電壓ui變換成一個電壓方波信號,將電壓方波信號分頻后(如n=4)得到基準(zhǔn)電壓方波信號(頻率即為12.5 Hz),輸入到鎖相環(huán),鎖相環(huán)輸出信號經(jīng)m分頻電路(如m=1 024)后再送回鎖相環(huán),作為基準(zhǔn)電壓方波信號的比較信號。當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時,鎖相環(huán)輸出頻率為基準(zhǔn)電壓方波信號m倍的時鐘信號。該時鐘信號送人地址發(fā)生器,然后依次讀取出事先固化在EPROM中的數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)閃變信號,再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換和運(yùn)算放大器,變換成閃變信號電壓。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188858.htm

1.2 電路原理
閃變信號電路的主要電路如圖2所示。

電網(wǎng)電壓取樣與正弦波一方波轉(zhuǎn)換電路由變壓器取樣、過零比較器組成,其輸出的電壓方波信號與電網(wǎng)電壓同步。
相位同步電路即4040清零信號的形成電路,如圖2(a)所示。將基準(zhǔn)方波電壓信號送入D觸發(fā)器40175分頻,輸出6.25 Hz的方波(保證一周產(chǎn)生一次清零信號),再將其信號及其經(jīng)過非門4096后的反相信號一起送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4528,經(jīng)或門4071后得到4040的清零信號,以實(shí)現(xiàn)4040的1 024分頻計(jì)數(shù),從而保證對EPROM中數(shù)據(jù)的正確讀取。
時鐘信號形成電路如圖2(b)所示。將基準(zhǔn)電壓方
波信號輸入鎖相環(huán),由鎖相環(huán)輸出電路所需的時鐘信號。在鎖相環(huán)的鎖定狀態(tài)下,該時鐘信號頻率為基準(zhǔn)電壓方波信號頻率的1 024倍。該時鐘信號經(jīng)分頻器4040實(shí)現(xiàn)1 024分頻,所得信號作為鎖相環(huán)的比較信號。將此時鐘信號送人地址發(fā)生器4040。
閃變信號產(chǎn)生電路由地址發(fā)生器4040,EPROM27C256,DAC0832和OP07組成,如圖2(c)所示。其核心是EPROM27C256和DAC0832。可事先由Matlab編程產(chǎn)生的一個周期的閃變信號,再由Matlab進(jìn)行1 024分頻離散采樣,算好其幅值后按序排成數(shù)據(jù)表存入EPROM中。
鎖相環(huán)輸出的時鐘信號輸入到地址發(fā)生器4040,4040順序掃描存入EPROM中的數(shù)據(jù)表,代表閃變信號幅值的8位二進(jìn)制數(shù)被送到DAC0832,將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。周而復(fù)始,產(chǎn)生一串階梯閃變波形。由于DAC0832為電流型器件,因此必須與運(yùn)算放大器連接,構(gòu)成D/A轉(zhuǎn)換器。

2 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì)
鎖相環(huán)CD4046是整個電路關(guān)鍵器件之一,其鎖定范圍和外圍電阻R4,R5及電容C2有很大關(guān)系。R3和C1構(gòu)成了鎖相環(huán)CD4046的外接低通濾波器。

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