【正文】 程必須經(jīng)歷硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試這兩個(gè)過(guò)程，儀器一旦調(diào)試好，不同儀器間的資源一般無(wú)法相互利用， 造成開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本高。傳統(tǒng)的儀器儀表由于元器件老化，會(huì)出現(xiàn)精度漂移現(xiàn)象。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中需要記錄大量的數(shù)據(jù)，為設(shè)備的運(yùn)行情況分析也帶來(lái)了諸多不便，工作效率較低。 為解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問(wèn)題，對(duì)諧波的檢測(cè)就顯得尤為重要。公用電網(wǎng)中的諧波電壓和諧波電流是電網(wǎng)環(huán)境最嚴(yán)重的一種污染，諧波已成為影響電能質(zhì)量的公害 ]1[ 。 基于 labVIEW 諧波測(cè)試儀的設(shè)計(jì) 目 錄 第 1章 緒論 ............................................................................................................................... 1 引言 .......................................................................................................................................... 1 1． 2諧波問(wèn)題的提出 .................................................................................................................... 2 1． 3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................................................... 2 1． 4．本文研究意義與內(nèi)容 ......................................................................................................... 3 第 2章 虛擬儀器概述 ................................................................................................................... 3 2． 1虛擬儀器概念 ........................................................................................................................ 3 2． 2虛擬儀器開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 LabVIEW 簡(jiǎn)介 ........................................................................................ 4 第 3章 數(shù)據(jù)采集和諧波分析理論 ............................................................................................... 6 3． 1數(shù)據(jù)采集理論基礎(chǔ) ................................................................................................................ 6 DFT 和 FFT 計(jì)算原理 .............................................................................................................. 7 3． 3諧波分析理論 ...................................................................................................................... 11 3． 4非同步采樣和頻譜混疊的處理 .......................................................................................... 13 第四章諧波測(cè)試儀的軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 15 4． 1系統(tǒng)軟件框圖設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 15 4． 2 基于 LabVIEW 的虛擬諧波分析儀的設(shè)計(jì) ......................................................................... 16 主要功能及技術(shù)指標(biāo) ........................................................................................................... 23 第 5章 結(jié)論與展望 ..................................................................................................................... 24 5． 1結(jié)論 ...................................................................................................................................... 24 5． 2展望 ...................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 26 長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)該儀器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)參數(shù)測(cè)定、結(jié)果分析等功能。為更好的應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)完成諧波測(cè)試儀的 開(kāi)發(fā) 。 本論文主要內(nèi)容是虛擬諧波測(cè)試儀的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。因此，研制一種高精度、多功能、可擴(kuò)展的諧 波測(cè)試儀是儀器發(fā)展的大勢(shì)所趨。它的出現(xiàn)代表著儀器發(fā)展的最新的潮流和方向。其實(shí)質(zhì)是以通用計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，由用戶設(shè)計(jì)定義其測(cè)試功能，由軟件實(shí)現(xiàn)其測(cè)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 labVIEW 諧波測(cè)試儀的設(shè)計(jì) 摘 要 虛擬儀器 (Vimlal Instrument，簡(jiǎn)稱(chēng) VI)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子儀器相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的儀器設(shè)備。它從根本上更新了儀器的概念，具有傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。目前市場(chǎng)上出售的諧波測(cè)試儀器種類(lèi)繁多，但是當(dāng)前的諧波測(cè)試設(shè)備大多存在功能單一，測(cè)試精度有限，開(kāi)發(fā)與維護(hù)費(fèi)用高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)調(diào)試和維修煩瑣等問(wèn)題。開(kāi)發(fā)研究虛擬諧波測(cè)試儀，可以顯著提高電力測(cè)試儀器的測(cè)試質(zhì)量與效率，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。論文首先論述了國(guó)內(nèi)外諧波研究的現(xiàn)狀以及諧波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，說(shuō)明研制諧波檢測(cè)裝置的必要性，其次對(duì)虛擬諧波分析儀所依據(jù)的虛擬儀器的概念、虛擬儀器軟硬件系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要介紹。最終使用通用計(jì)算機(jī)、開(kāi)發(fā)軟件 LabVIEW，成功的研究開(kāi)發(fā)出虛擬諧波測(cè) 試儀。 關(guān)鍵詞 ：虛 擬儀器；數(shù)據(jù)采集；諧波分析； FFT 長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于 LabVIEW 虛擬儀器的諧波測(cè)試儀設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 27 頁(yè) 1 緒論 近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，各種電力 電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，諧波造成的危害也日趨嚴(yán)重。近些年來(lái)公用電網(wǎng)的諧波污染日益嚴(yán)重，諧波危害的嚴(yán)重性才引起人們的關(guān)注。雖然目前市場(chǎng)上的諧波測(cè)試儀器種類(lèi)繁多，但是都存在以下幾方面不足 ]2[ ： 1．功能單一性問(wèn)題 當(dāng)前諧波參數(shù)的測(cè)試設(shè)備大多功 能單一，因此每次試驗(yàn)均需攜帶大量的測(cè)試設(shè)備。 2．測(cè)試精度保證問(wèn)題 諧波參數(shù)測(cè)試設(shè)備為滿足測(cè)試精度的要求，需定期送檢。常規(guī)單功能測(cè)試儀器在出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，檢定或使用人員一般無(wú)法對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，必須通過(guò)廠家才能解決。同時(shí)對(duì)己研制成功的設(shè)備，一般無(wú)法滿足用戶的需求變化，一旦用戶要求變更對(duì)現(xiàn)有功能進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)人員可能需要重新對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)。同時(shí)一旦廠家出現(xiàn)更新產(chǎn)品，一般也無(wú)法對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，要么重新購(gòu)買(mǎi)，要么進(jìn)行更換，造成不必要的資源浪費(fèi)。 鑒于以上原因，進(jìn)行虛擬諧波測(cè)試儀的研制，為用戶制造一種統(tǒng)一的綜合多功能測(cè)試設(shè)備，以解決長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)所以，進(jìn)行基于虛擬儀器的諧波分析儀乃至多功能諧波測(cè)試設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)是非常必要的。為此，在全世界范圍內(nèi)掀起了環(huán)境保護(hù)的熱潮。 諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的危害大致可以歸納如下 ]64[? ： 1．使電網(wǎng)中的元器件產(chǎn)生附加的諧波損耗，如使電動(dòng)機(jī)引起附加損耗、發(fā)熱增加，過(guò)載能力、使用壽命和效率降低，產(chǎn)生脈動(dòng)矩陣。 2．諧波電流在輸電線路上的壓降會(huì)使用戶端的電壓波形產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，影響電氣設(shè)備的正常工作。 3．容易使電網(wǎng)與用于補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功功率的并聯(lián)電容器發(fā)生局部并聯(lián)或串聯(lián)諧振，造成過(guò)壓或過(guò)電流，使電容器絕緣老化，甚至引起嚴(yán)重事故。 4．導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)，影響計(jì)量精度。輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作，甚至?xí)l(fā)生危及設(shè)備和人身安全的事故。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 諧波檢測(cè)是諧波問(wèn)題中的一個(gè)重要分支，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)檢測(cè)出電網(wǎng)中瞬態(tài)變化的畸變電流、電壓，對(duì)抑制諧波有著重要的指導(dǎo)作用，是進(jìn)行繼電保護(hù)、判斷故障點(diǎn)和故障類(lèi)型等工作的重要前提?；?LabVIEW 虛擬儀器的諧波測(cè)試儀設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 27 頁(yè) 力系統(tǒng) 諧波檢測(cè)主要是通過(guò)諧波電流的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，它主要有以下幾種方法： (1)采用模擬帶通或帶阻濾波器檢測(cè) (2)基于瞬時(shí)無(wú)功功率的諧波檢 (3)基于傅立葉變 傅立葉變換的方法 (4)自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)法 (5)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測(cè) (6)基于小波變換的諧波檢測(cè) 綜上所述，帶通濾波是早期模擬式諧波檢測(cè)裝置的基本原理；瞬時(shí)無(wú)功功率理論可用于諧波的瞬時(shí)檢測(cè)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)戎C波治理領(lǐng)域；傅立葉變換是目前諧波檢測(cè)中應(yīng)用最多、應(yīng)用最廣泛的基本理論依據(jù)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和小波分析方法應(yīng)用于諧波測(cè)量是目前正在致力研究的新方法和新理論，它 可以提高諧波測(cè)量的實(shí)時(shí)性和精度。國(guó)內(nèi)外對(duì)這方面的研究都比較重視，在線諧波檢測(cè)的理論和應(yīng)用正在不斷發(fā)展。