【摘要】：如今,越來(lái)越多的創(chuàng)新聚焦在功耗以及將電子器件集成到以電力為基礎(chǔ)的系統(tǒng)上,因此工程師們?cè)絹?lái)越需要確保功率測(cè)量的準(zhǔn)確度和精確度。功率分析儀由此誕生了,它被廣泛用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機(jī)和燃料電池等的測(cè)試。目前,功率分析儀已成為國(guó)際上最通用的電子測(cè)量?jī)x器之一,在科研生產(chǎn)及大型設(shè)備的維護(hù)等方面具有十分重要的作用。本文提到的功率分析儀是以變頻電量為基本測(cè)量與分析對(duì)象的儀器,能對(duì)頻率范圍在10Hz——400Hz的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,具有測(cè)量電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、諧波等電量參數(shù)的能力。另外,當(dāng)信號(hào)頻率接近電網(wǎng)頻率時(shí),可將功率分析儀設(shè)置為“電能質(zhì)量分析儀”工作模式,此時(shí),它能充當(dāng)電能質(zhì)量分析儀使用,對(duì)電網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,包括電壓波動(dòng)、閃變等參數(shù)的測(cè)量。本文從功率分析儀的功能出發(fā),分析了功率分析儀的需求,制定了總體方案,指出了該方案中的重難點(diǎn)——寬頻帶同步采樣與參數(shù)測(cè)量,并進(jìn)一步提出了解決方法,這些方法先通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證,然后再平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作可分為以下幾個(gè)部分:首先,本文對(duì)功率分析儀的需求進(jìn)行了分析,分析了不同的解決方案,最終選擇了一種DSP+ARM為核心處理器的方案。其次,提出了一種新的同步采樣方法,解決了對(duì)寬頻帶信號(hào)進(jìn)行同步采樣的問(wèn)題。該方法屬于軟件同步采樣方法,核心在于精確地測(cè)量出信號(hào)基頻值,然后進(jìn)行倍頻,從而得到采樣率。其中,對(duì)如何得到基頻進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。接著,在諧波測(cè)量時(shí),針對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)不為2的整數(shù)次冪的情況,采用了一種Cooley-Tukey FFT諧波測(cè)量算法。該算法解決了FFT諧波算法只能在采樣點(diǎn)數(shù)為2的整數(shù)次冪時(shí)使用的局限。另外,對(duì)應(yīng)閃變計(jì)算,本文使用了一種基于平方解調(diào)的閃變算法實(shí)現(xiàn)了閃變的測(cè)量,該方法也是IEC推薦使用的方法。最后,本文對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并在平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。接著搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)功率分析儀功能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明功率分析儀功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn),測(cè)量精度達(dá)到要求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM933.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2586245