三相電源應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究生(論文類)試卷-文庫(kù)吧
2025-06-15 16:54 本頁(yè)面
【正文】 ital clock chip, or 2 KB RAM memory expansion chip. Keywords: MCSAT89S52, threephase voltage and current, GMR magic field sensors, A\D conversion, LCD display 5 第 1 章 緒論 引言 三相電路是由三相電源供電的電路。三相電源能產(chǎn)生三個(gè)頻率相同而相位互異的隨時(shí)間按正弦函數(shù)變化的電動(dòng)勢(shì)。如果每相電動(dòng)勢(shì)的振幅相等、相位依次相差 120度則稱為三相電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)且各相阻抗相等的電源的稱為對(duì)稱電源。當(dāng)三相電動(dòng)勢(shì)的相序依次為 A (或稱為 U相 )— B(或稱為 V相 )— C (或稱為 W相 ) （也可看成 V— W— U或 W— U— V） 時(shí)稱為正序，反之稱為負(fù)序或逆序。 在三相電路中，電源或負(fù)載各相的電壓稱為相電壓，端線之間的電壓稱為線電壓 ，流過(guò)電源或負(fù)載各相的電流稱為相電流，流過(guò)各端線的電流稱為線電流。星形連接時(shí)，各相電壓源的負(fù)極性連在一起稱為三相電源的中點(diǎn)或零點(diǎn)。各相負(fù)載的一端接在一起稱為負(fù)載的中點(diǎn)或零點(diǎn)。電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)的連線稱為中線或零線。 研究背景 隨著電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)愈顯重要。為了能夠更加精確、簡(jiǎn)便的監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)絡(luò)，提高電網(wǎng)的可靠性，利用單片機(jī)信號(hào)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在一種新的采樣原理的基礎(chǔ)上 ，設(shè)計(jì)了一種三相電壓電流檢測(cè)系統(tǒng)。 目前的三相電壓電流測(cè)試大多數(shù)都采用平均值法測(cè)量交流電壓和電流的有效值。這種交直 流轉(zhuǎn)換法測(cè)量交變信號(hào)的有效值存在著諸多缺點(diǎn)：非真有效值測(cè)量、無(wú)法測(cè)量非正弦交變周期信號(hào)、可測(cè)頻域窄、存在轉(zhuǎn)換誤差及直流漂移誤差等。另外，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致電力系統(tǒng)諧波含量迅速增長(zhǎng)，電壓和電流波形產(chǎn)生畸變，對(duì)電力系統(tǒng)和用電設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。為保證供電質(zhì)量必須對(duì)三相電流電壓進(jìn)行穩(wěn)定的采樣， 本課題采用 GMR磁場(chǎng)傳感器，該巨磁電阻傳感器不僅可用來(lái)探測(cè)直流和交流而且還可保證上下級(jí)隔離而不相互干擾。 應(yīng)用單片機(jī)作為智能 控制 ，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理。 以及 采用高精度 16位的 A/D采樣芯片ADS7809來(lái)減少 采樣誤差 ， 并使用 D/A芯片 得到穩(wěn)定的供電電壓和電流。 6 第 2 章 系統(tǒng)概述 硬件總體設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)主要由電壓和電流數(shù)據(jù)采集模塊 、 A\D 轉(zhuǎn)換模塊、 MCU 模塊、 LCD 顯示模塊、電源模塊、 整流放大模塊 。 三相電壓電流互感采樣電路運(yùn)用了整流電路降壓穩(wěn)壓的特點(diǎn)得到穩(wěn)定的單相電壓和電流， 電壓互感器輸入 電壓 為交流 220V輸出電壓為交流 5V，精度為 5%， 供應(yīng)電源 由 AC220V 交流供電再經(jīng)過(guò)變壓與整流穩(wěn)壓電路輸出相應(yīng)電壓 ，工作溫度為 40~85℃，滿足要求，輸出的信號(hào)整流后能夠被 ADS7809 芯片 識(shí)別。三相交流電中 每相電流為交流 5A，這電流要 求 比較大，大電流在電路中作用功耗大，應(yīng)該降壓成小電流，然后再進(jìn)行整流，整流后進(jìn)行I/V 變換，轉(zhuǎn)為 5V 的電壓送給 ADS7809 芯片 進(jìn)行 A\D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后送給單片機(jī)處理， 采用 164 64（漢字 16 1西文 8 8 點(diǎn)陣）點(diǎn)陣的 LCD 方式輸出顯示。電路 模塊 如圖 1 所示 。 圖 1 整體硬件電路 系統(tǒng) 各模塊 硬件 電路 設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 AT89S52 單片機(jī)有 40 個(gè)引腳，共分為端口線、電源線和控制線三類。其中有 2 個(gè)專用于主電源引腳， 2 個(gè)外接晶振的引腳， 4 個(gè)控制或 與其它電源復(fù)用的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。 下面按引腳功能分為 4 個(gè)部分?jǐn)⑹龈鱾€(gè)引腳的功能。 電源引腳 VCC 和 VSS VCC（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； VSS（ 20 腳）：接地線。 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 7 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 型單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHOMS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部石英晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接 至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 型單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。對(duì)于 CHMOS 型單片機(jī)，該引腳懸空不接。 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN 和 EA/VPP 等4
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