三相電能質量分析儀數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設計與實現(xiàn).pdf

1、在工業(yè)生產和社會生活中，隨著各種電力電子設備的大量使用，這種沖擊性、非線性負載對電能質量有著嚴重的影響，比如會產生電壓擾動、電壓畸變、諧波和閃變等問題。同時，現(xiàn)代精密制造與加工、各種電子儀器和自動化設備對電能質量的有著越來越嚴苛的要求。
　　針對現(xiàn)在市場上對高性能電能質量分析儀的需求越來越強烈，研制用于監(jiān)測和分析電網質量的高性能的電能質量分析儀就有重要意義。而高性能的電能質量分析儀首先得有一個好的數(shù)據(jù)采集模塊，結合國內外電能質量分

2、析儀前端數(shù)據(jù)采集模塊的研究現(xiàn)狀，本文為電能質量分析儀設計了一個高精度的數(shù)據(jù)采集模塊。
　　首先，本文介紹了我國現(xiàn)行的電能質量標準，并據(jù)此給出了本文所設計的數(shù)據(jù)采集模塊的基本要求，包括測量指標的要求、誤差分配的要求、同步性的要求。其次，通過對比國內傳統(tǒng)的電壓信號調理電路的不足之處，給出了本文所設計的新型電壓信號調理電路的詳細方案，并通過理論上的噪聲分析和誤差計算，從理論上保證了我們所設計的數(shù)據(jù)采集模塊能達到我們所提出的精度指標。最后

3、，根據(jù)我們提出的同步性要求，本文采用了數(shù)字鎖相環(huán)來做同步采樣，并給出了各個模塊的設計方案。為了克服分時采樣四路電壓和四路電流所產生的相位誤差，我們選用了一款八通路的ADC。三相電能質量分析儀需要進行不間斷的數(shù)據(jù)采樣和傳輸，我們選用比較適合并行工作的FPGA來做主控芯片。
　　實驗表明，用本文設計的數(shù)據(jù)采集模塊所構成的三相電能質量分析儀，實現(xiàn)了電能參數(shù)測量的功能并有很高的測量精度。主要包括對電網的電壓和電流有效值、頻率、電壓和電流諧