相序表校验辅助转换工具设计

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三相交流电相序指示器设计

三相交流电相序指示器设计
图3压和且无需接地参考这些元件值是针对60hz线路频率的这个相位指示电路平衡了各支路电图43的大小是图3中的i1i2的一半方向刚好相反只要xc1与r1xc2与r2xc3与r3之比如上所述那么r1c2和r3两端的电压降的平衡状态就能得到保持
科技资讯 2008 NO. 18 SCI ENCE & TECHNOLOGY I NFORMATI ON 三相交流电相序指示器设计
1
12
3
3
( I +I ) 的一 半, 方 向刚 好相 反 。 12
这些 电流的 矢量图 表明: 如果添 加两
股 电流, 每股的大 小等于 I , 相位 与 V 和
3
S1
V 相同, 则产生的总 电流的大小和相位与 S3
I 相同, 因 此, 节点 G的总 电流为 零: 3
I +I +I +I ' +I ' =I +I +2 × I =0。 为使电 流
在 三相交 流电系 统中, 带有三 根导线 的 电 源 提 供 的 交 流 电 位具 有 相 同 频 率 以 及 相对于 零电位导线 的振幅, 从 一根导线到 下一根导线的相移均 为 120°。实际存在 两 种 可 能 性 来 建 立 相 位 序 列 。在 第 一 种 可 能性中, 第二根导线 上的电压相 对于第一 根 移 动 12 0 ° , 而 在 第 二 种 可 能 性 中 , 相 对 于 第一 根 导 线 发生 - 12 0 °相 移 。 相 位次 序 确定了三 相交流电机 的旋转方向 , 并且影 响其 它 需要 正确 相位 序 列( 正 12 0° 相移 ) 的 设 备 。 我 们 可 以 使用 几 个 低 成 本 无 源 元 件 来构建相位序 列指示器。

电表改装与校准实验仪

电表改装与校准实验仪
电流计本身能测量的电压Vg是很低的。为了能测量较高的电压,可在电流计上串联一个扩程电阻Rp,如图3所示,这时电流计不能承受的那部分电压将降落在扩程电阻上,而电流计上仍降落原来的量值Vg。
设电流计的量程为Ig,内阻为Rg,改装成伏特表的量程为V,由欧姆定律得到
(4-2-2)
式中V/Vg表示改装后电压表扩大量程的倍数,可用m表示,则有
的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时,载
流线圈在磁场中就产生一磁力矩M碰,使线圈转动,
由于线圈的转动就扭转与线圈转动轴连接的上下游
丝,使游丝发生形变产生机械反力矩M机,线圈满
刻度偏转过程中的磁力矩M磁只与电流强度有关与
偏转角度无关,而游丝因形变产生机械反力矩
M机与偏转角度成正比。因此当接通电流后线圈在M磁作用下偏转角逐渐增大,同时反力矩M机也逐渐增大,直到M磁=M机时线圈就很快的停下来。线圈偏转角的大小与通过的电流大小成正比(也与加在电流计两端的电势差成正比),由于线圈偏转的角度,通过指针的偏转是可以直接指示出来。
5.改装电流计为欧姆计
串接式欧姆计的原理图如图6所示,E为电源,表头内阻为Rg,满刻度电流为Ig,R和RW为限流电阻,RX为待测电阻.由欧姆定律可知,电路中的电流由下式决定:
(5)
GRw
RgIg
R
RxE
图6串接式欧姆计改装原理
对于给定的欧姆计(Rg﹑R﹑RW﹑E已给定)IX与RX之间有一一对应的关系.在表头刻度上,将IX表示成RX,即成欧姆计.
图4改装毫安表的校准
3.改装电流计为1V或5V量程量程的伏特计
改装电流计为1V量程的伏特计,按图5用0.5级标准数字伏特计,校正被改装伏特计,从0到满量程,以电流计面板读数为横坐标,以标准表读数为纵坐标用毫米方格纸作校准曲线。

相序检测软件设计指引

相序检测软件设计指引

电控设计规范相序检测软件设计指引(发布日期:2005-06-25)1适用范围在家用电器微电脑控制器的设计中,对于使用三相电源的电器,对三相电源的相序有要求,如果三相电源相序接错或者缺相的话,会导致电器损坏,对于空调而言如果压缩机相序接错或者缺相的话则会将压缩机烧毁。

因此就要求空调在上电的时候对三相电源的相序进行检测,以保证空调可以正常使用。

本设计指引针对此类设计思想,采用三块光藕TPL521和3个I/O口,检测三相电源的相序。

《相序检测程序设计指引》主要对此方法进行了分析,说明了软件编制的方法和注意事项,并提供了程序范例,为以后的程序设计者提供类似的开发参考。

2引用资料①范例程序采用日本NEC公司的RA78K0S系列汇编语言编写,具体技术资料参照78K0S系列八位单片机UPD78F9177芯片的相关资料。

3定义汇编语言:是用于编写微处理器软件的最基本编程语言。

汇编程序包:是一组程序的总称,用于把汇编语言的源程序文件转换成机器代码的程序,通常包括汇编程序﹑连接程序﹑目标码转换程序和其它库管理程序﹑表转换程序等。

4相序检测程序设计说明4.1硬件资源的介绍电路原理图如下:二极管D131-D133――保证回路正半周期导通、负半周期截止,减少大功率电阻R1-R3的发热;大功率电阻R1-R3——限流作用,使光耦导通电流控制在3.2mA 左右;光耦IC1-IC3——控制和隔离作用,正半周期导通,负半周期截止;电阻R4-R6——分流和钳压作用,抗高频干扰作用;瓷片电容20-C22——滤波作用,保护光耦;电阻R10-R12——上拉作用;电阻R7-R9——起限流,保护芯片端口作用。

4.2功能该子程序模块可以被主程序流程直接调用实现三相检测功能4.3性能及简单电路说明低成本的代价实现三相检测功能,性价比极高。

4.4算法利用三相电源每相相位相差120度的特点,对于50Hz电源来说,相邻两相的相位差大概为6.67ms(对于60Hz电源来说,相邻两相的相位差大概为5.56ms),利用这个特点,只要检测到相邻两相的上升沿(或下降沿)的时间差在误差允许范围内(为了兼容50Hz和60Hz,相邻两相的时间差为2.78ms~10ms),就可判断电源的相序是否正确。

ACSO 300双电源切换装置使用说明书

ACSO 300双电源切换装置使用说明书

电缆束
连接电源线
具有插头的电缆束(双插头)将转换开关
连接至控制器左侧。
电源线经测试后,按照 300 系列 ATS 附带 的接线图所示将电缆连接至自动转换开关的
辅助电路
相应接线端子上。确保所用的端子与进行安装 的电源线匹配。标准接线端子为无焊螺钉型且 能匹配开关附带的图纸所列出的电缆规格。小 心剥除电源线上的绝缘层,避免划伤或环剥导
图 1-6 标准的控制和指示
3 – 电气操作
1 常用电源必须有效并且
首先检查转换开关上的铭牌。额定电压须
引擎处于准备启动状态。
与常用和备用电源的线电压相同。
检查常用电源有效指示
小 心
灯点亮。 2 按住转换开关测试按键
直到引擎启动并运行。这
检查馈线已接至相应的端子上
个过程应该在 15 秒内完
将辅助电路导线按照 300 系列自动转换 开关提供的接线图接在相应接线端子处。参见 第 5 控制性能 连接必要的辅助电路。
线。用钢丝刷清除电源线表面的氧化层。当使
用铝线时,在导体上涂接合剂。电缆端子按照
额定值标签上指定的扭矩拧紧。
1-1
安 装的用户接点及 TS 辅助接点
小 心
防止建筑沙砾及金属屑使自动转换开关发 生故障或缩短寿命。
图 1-1:150A、200A、230A 自动转换开关的电缆隔片
控制器接地
需将一根地线接至控制器左下角的安装 接线柱上。由于控制器装在机柜门上,所以在 门与机柜之间须加一导电带。该连接旨在提供 适当的接地,而非依赖门铰链作接地连接。
额定值标签
每台自动转换开关均有一个额定值标签 以说明负载额定值和故障电路耐受/关合额定 值。参见转换开关上额定标签。

相序相位伏安表综合测试装置的研制与应用

相序相位伏安表综合测试装置的研制与应用

qiyekejiyufazhan【摘要】文章介绍了一种新研制出的相序相位伏安表综合测试装置,可以满足市面上绝大部分相序表、相位伏安表及类似功能仪器的检测需求,并且能检测该类仪器毫安、毫伏级别的微小电信号准确度,其功能和技术指标在国内处于领先水平。

【关键词】相序表;相位伏安表;检测装置;微小电信号【中图分类号】TM933.4【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2019)09-0091-021概述相序表、相位伏安表是一种具有多种电测量功能的便携式数字测量仪表。

使用该表可以很方便地在现场测量三相电源相序、交流电压、交流电流、交流功率的量值及U-U 之间、I-I 之间及U-I 之间的相位、向量图。

目前,相序表、相位伏安表在电力行业有着广泛的应用,对于电力工作中各种故障的排查和安全生产起着重要的保证作用。

但是,国内缺少一套专业的相序表、相位伏安表检测标准设备进行准确、可靠的测量,这给日常的检测工作埋下了隐患,给相序表及相位伏安表的量传工作带来不便。

随着电测技术的进步和电测需求的发展,目前市面上出现了可以测量毫伏、毫安量程及相位的微小交流信号的相位伏安表,其主要用于检测空置或住户很少的住宅小区,以及停工状态下发电厂等空载设备内电气线路的安全性,但是现有的交直流仪表校验装置,其量程和精度无法满足75mV 、0.5A 量程档0.05%FS 和0.1%FS 准确度的要求,无法对相位伏安表的这部分功能进行检测。

甘肃省计量研究院科研人员历时两年,针对相序表及相位伏安表检测现状的需求,成功研制出了相序相位伏安表综合测试装置,在功能和精度上,都基本满足了市面上所有相序表及相位伏安表的检测需求。

2相序相位伏安表综合测试装置的研制2.1装置指标介绍相序相位伏安表综合测试装置是一台表源一体的多功能交直流电信号输出装置(如图1所示)。

装置中表的核心技术用的是数字信号处理器(DSP )和16位高速模数转换器组成的高精度工频交流采集器;源的信号部分用的是DSP 和16位高速数模转换器组成可控制的正弦波、畸变波信号源。

ZSB-28A三相电度表校验装置

ZSB-28A三相电度表校验装置

武汉中试高测电气有限公司目录一.概述 -------------------------------------------------- 2二. 技术指标 -------------------------------------------------- 2三. 功能描述 -------------------------------------------------- 3四.工作原理 ------------------------------------------ 5 五.电路框图 ------------------------------------------ 5 六.键盘操作 ------------------------------------------ 5 1.面板按键说明 ------------------------------------------ 5 2.操作界面说明 ------------------------------------------ 6 3.理论脉冲数确定方法 ------------------------------------------ 11 七.功能说明 ----------------------------------------- 12 1.基本误差测试 ------------------------------------------ 12 2.起动/潜动试验 ----------------------------------------- 12一. 概述YDB-28型三相电能表检验装置是引进国际90年代先进技术,根据《GB11150-2001 电能表检验装置》,《JJG 597-2005交流电能表检定装置》,《JJG 596-1999电子式电能表》,《JJC307-2006机械式电能表》《DL/T 460-2005交流电能表》等标准研制开发的检验装置,本三相电能表检验装置采用了国际先进的新一代数字式功率源,该功率源以MCU单片机为核心,采用了数字合成、数字调频、数字调幅、数字移相、脉宽调制等技术,克服了传统线性放大器效率低、发热严重、可靠性差等缺点,最大特点是工作可靠性高、负载特性好,是新一代理想的多表位电能表校验设备。

三相电能表检定装置说明书

三相电能表检定装置说明书

三相电能表检定装置简介第一章外观结构及显示1. 外观结构-1-2. 电能表校验显示屏2.4.1 输出量参数□显示电压、电流、相位的设定值和测量值;□每个量占两行,上面的一行为设定值,以百分数显示,下面的一行是测量值,以实测值显示;2.4.2 分相功率及合成功率□显示分相的有功功率P和无功功率Q,以及合成的总有功功率Psum和总无功功率Qsum;-2--3-2.4.3 状态信息栏□ 一般情况下,显示相线、量程和调节步值;□ 在检测到错误或需要提示时,会显示相关的信息,操作中应留意提示信息;2.5AT 键盘的对应关系机器可以外接一个标准的PC/AT 键盘,各按键的对应关系见右表。

外接键盘和机器面板上的按键可以同时使用。

第二章 基本操作3.3.2注意:频率只有在标频状态下才可以调节,在市频状态下不能调节。

3.3两种状态的转换方法是:在主菜单中选择,然后按下。

4.调位相位4.1键选择三相同时调节。

4.2输入相位值后,按回车相位缓变到设定值,可以用旋钮对相位做步进调节,按下旋钮可以改变步进值,当前步进值显示在状态信息栏上。

4.3也可以用快捷方式调节相位,方法是按下COS,然后从菜单中选择所需的功率因数点,则相位直接调节到相应点上。

5. 调节对比度1.液晶的显示明暗变化因环境温度而改变,必要时应调节对比度使显示清晰。

2.在主菜单中选择,再按,然后转动旋钮调节,调到一个合适的对比度之后,按下旋钮或按或结束调节。

6.谐波设置(以电压为例,电流相同)1.在主菜单中选择,再按。

2.按箭头键或转动旋钮,移动光标到某一次谐波的相位或幅度上,输入数值后按回车确认。

347.*”号表示启用谐波,8888,再按下。

其在小圈数校验时会有较大变差,因此应使用滤波功能,□设置方法:输入滤波圈数(范围2~20),再按,此时菜单上显示一个“*”号,表示已启用滤波功能。

□如果不需要滤波功能,则输入1,再按。

-4--5-3.1 起动试验1. 在检表菜单中,按起动试验,电流会升至50%Ib ,开始自动找黑点,找到黑点后,自动调节到设定的起动电流,状态信息栏上显示起动电流的大小和计时时间;再次遇到黑点后停止计时。

一种新的数字电能表校验仪设计

一种新的数字电能表校验仪设计

一种新的数字电能表校验仪设计作者:张英秦涛程昱舒来源:《现代电子技术》2014年第13期摘要:由于传统的电能表与数字电能表的工作方式不同,所以传统电能表校验台无法对数字电能表进行校验。

因此,设计了一种新的数字电能表计量校验装置。

介绍了数字电能计量系统和数字电能表校验仪的工作原理。

该校验仪的准确度达到了0.05级,抗干扰性能好,能够适应现场复杂的测试环境,并且具有很好的便携性,能够满足常用数字电能表校验的需要。

关键字:数字化变电站;数字电能表;数字电能表校验仪; IEC61850标准中图分类号: TN911.7⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2014)13⁃0099⁃03 Design of a new check instrument for digital electric energy meterZHANG Ying1, QIN Tao2, CHENG Yu⁃shu1(1. Measurement Center of Shanxi Electric Power Company, Taiyuan 030002, China; 2. Henan XJ Metering Co., Ltd, Xuchang 461000, China)Abstract: Since the working mode of traditional electric energy meter is different from that of the digital electric power meter, the calibration platform for traditional electric energy meter can not calibrate the digital power meter. Therefore, a new metrology⁃calibration device for digital electric power meter was designed. The working principles of digital electric power metrological system and digital electric power meter are introduced. The accuracy rate of the new calibrator reaches the level of 0.05, can fit the complex testing environment in spot and meet the requirements of digital electric power meter calibration, and has strong anti⁃interference capability and good portability.Keywords: digital substation; digital electric energy meter; calibrator of digital electric energy meter; IEC61850 standard0 引言随着数字化技术不断发展,传统的变电站自动化系统已无法满足智能化电网发展的需要,数字化变电站将是继综合自动化技术后电力系统变电站建设的又一次革新,数字化变电站必将是变电站建设的趋势[1]。

三相交流电相序检测器电路设计

三相交流电相序检测器电路设计

三相交流电相序检测器电路设计
在使用三相交流电动机时,需要知道所连接三相电源的相序,若相序
不正确,则电动机的旋转方向将与所需的相反,从而导致安全事故。

本电路的
功能为检测三相交流电源的相序,并在相序正确的前提下自动接通负载,若不
正确则负载不工作。

电路工作原理:三相交流电经过降压、整流后分别接入A、B、C 三端,A、B 两端分别经过电阻器R1、R2 和稳压二极管VS1、VS2 限幅、整形后送
至IC 集成电路的2 个时钟脉冲信号端。

若相序正确(即A、B、C 三相顺序出现正脉冲),则IC 集成电路的1 脚和13 脚均输出高电平,使得VT1、VT2
导通,继电器K 线圈得电,K 的动合触点闭合,用电设备开始工作。

此时,C
端通过电阻器R3 和稳压管VS3 向IC 集成电路的复位端输出复位信号,1 脚和13 脚输出低电平,由于电容器C2 上开始放电,使得三极管VT1、VT2 继续导通维持继电器继续得电,负载正常工作,完成三相交流电一个周期的变化。

若相序错误,则使得13 脚保持低电平,三极管VT1、VT2 截止,继电器K 的
线圈失电,K 的动合触点断开,用电设备停止工作(双D 触发器功能表如附表所示)。

三极管VT1、VT2 选用S9013 型硅NPN 晶体管;IC 选用CD4013 型双D 触发器集成电路;K 选用JRX—13F 型12V 直流继电器;其它元器件无特殊要求,可按图上标示选择。

tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。

仅供参阅!。

一种单相电子式电表自动校正工具的研制

一种单相电子式电表自动校正工具的研制

一种单相电子式电表自动校正工具的研制【摘要】本文阐述了一种新型的电表校正方式。

他摒弃了传统的人工校正方式,而采用单片机和软件自动校正电表,不仅大幅度提高了校表效率,而且大幅度提高了电表的精度和一致性。

【关键词】误差校正;自动校正;AD7755;AS81681.引言自从十几年前电子式电表芯片进入中国以来,电子式电表,以其低成本、精确性和长寿命在中国的得到了迅速的应用和普及。

随着智能电表的推广,可以预见,在未来一段时间,电子式单相电表仍然将会以很高的速度继续增长。

笔者在几年前做自动抄表时接触了一些电表厂家,在生产现场,他们均反映目前生产一批电表耗时很久,而且由于所采用的计量芯片的原因(国内单相电子式电表多采用ADE7755),只能通过人工进行误差校正,受工人人为因素影响,同一批电表校表后的精度和一致性通常较差。

故很多厂家希望能有一套设备实现误差自动校正,既提高误差校正的精度和一致性,又提高生产效率。

笔者正好接触到一款奥地利微电子公司的计量芯片AS8168,并以此作为单相表计量芯片,研制出了一套自动校表系统。

2.方案基本思路2.1 电表计量芯片支持目前很多工厂生产电子式单相电表所使用的芯片都是ADI公司的AD7755或者是AD7755的类似芯片或者兼容芯片。

如果使用此类芯片,调节误差的手段基本都是靠调节芯片电压回路的电阻矩阵来完成。

以图1为例,虚线框子内部相当于一个电位器,通过生产线上的工人有选择地用电烙铁人工短路JN1-JN8,来分别短路电阻R6-R13。

这样就可以调节进入AD7755电压检测回路的电压,又因为功率的公式是P=U×I,所以调节这个电压就可以调节这个电表的精度。

本文将要推荐使用的是奥地利微电子(AMS)公司的AS8168芯片,该芯片的精度调节机理和AD7755完全不同,它不需要芯片外部的电阻整列。

其内部有一个70bit的存储器,可以通过对这个存储器的编程来实现误差的调整,同时还可以通过编程来调节其他的一些参数,比如:反潜动电流、步进电机、常数、LED表常数等。

相序表校验辅助转换工具设计

相序表校验辅助转换工具设计

相序表校验辅助转换工具设计摘要:本文通过对以往相序表校验产品的分析,提出了通过相序表校验辅助转换工具,方便快捷相序表校验方案。

本文探讨了相序表校验辅助转换工具的电路设计方法,介绍了基于ARM的电压电流源切换相序工具设计方案,并探讨了有关三相电压、电流源切换相序关键部件设计的问题。

关键词:相序表、磁耦;ARM;继电器切换Abstract:In this paper,through the analysis of previous phase sequence table check products,this paper puts forward an auxiliary conversion tool through phase sequence table checking,which is convenient and quick phase sequence table check scheme.This paper discusses the circuit design method of phase sequence checklist auxiliary transformation tool,introduces the design scheme of voltage and current source switching phase sequence based on ARM,and discusses the design of key components of three-phase voltage and current source switching phase sequence.Key words:Phase sequence table;magnetic coupling;ARM;relay switching.1引言随着微电子技术的发展,智能仪表技术正渗透到各行各业。

一种相序保护及自动转换电路

一种相序保护及自动转换电路

一种相序保护及自动转换电路
张志诚;马贞立
【期刊名称】《河海大学机械学院学报》
【年(卷),期】1997(011)004
【摘要】利用三相负载在星形接法时,如负载不对称,其相电压也不对称的特点,检测电源相序,从而控制、保护三相负载,并给出电路原理图。

【总页数】3页(P25-27)
【作者】张志诚;马贞立
【作者单位】河海大学机械学院计算机及信息工程学院;河海大学机械学院计算机
及信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM774
【相关文献】
1.实用可行的相序转换电路 [J], 李宏文
2.采用放电管设计相序保护器和相序自动调节器 [J], 陈本竹
3.一种实用的仪表自动量限转换电路 [J], 孙慧卿;郭志友
4.一种电动机Y-△控制自动转换电路 [J], 黄建新
5.一种实用的自动量程转换电路 [J], 金荣泰;许昌
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相序表校验辅助转换工具设计
发表时间:2018-04-17T14:48:54.430Z 来源:《电力设备》2017年第33期作者:裴利强练穆森吕慧媛李聃
[导读] 摘要:本文通过对以往相序表校验产品的分析,提出了通过相序表校验辅助转换工具,方便快捷相序表校验方案。

(广州供电局有限公司电力实验研究院 510410)
摘要:本文通过对以往相序表校验产品的分析,提出了通过相序表校验辅助转换工具,方便快捷相序表校验方案。

本文探讨了相序表校验辅助转换工具的电路设计方法,介绍了基于ARM的电压电流源切换相序工具设计方案,并探讨了有关三相电压、电流源切换相序关键部件设计的问题。

关键词:相序表、磁耦;ARM;继电器切换
Abstract:In this paper,through the analysis of previous phase sequence table check products,this paper puts forward an auxiliary conversion tool through phase sequence table checking,which is convenient and quick phase sequence table check scheme.This paper discusses the circuit design method of phase sequence checklist auxiliary transformation tool,introduces the design scheme of voltage and current source switching phase sequence based on ARM,and discusses the design of key components of three-phase voltage and current source switching phase sequence.
Key words:Phase sequence table;magnetic coupling;ARM;relay switching.
1引言
随着微电子技术的发展,智能仪表技术正渗透到各行各业。

便携式智能仪表技术的发展和应用正成为一种历史潮流,它正日益改变着各行各业的面貌。

电测计量标准仪器在这样的历史条件下,也在不断更新换代,走智能化的发展道路。

电测计量标准仪器是工业过程控制中必不可少的检测仪表。

随着我国国民经济特别是工业企业的发展,电测计量标准仪器的用量逐年增加。

而电测计量标准仪器工作的稳定性、可靠性在工业过程控制中至关重要。

作为电测计量标准仪器的检测校验设备,电测计量标准校验仪是必不可少的。

传统的电测计量标准仪器的检测设备体积庞大,环节复杂,操作不方便,不能满足工业现场的使用要求。

传统相序表检定采用三相功率源检定,但由于不同厂家的三相功率源功能不同,有的不可以设置。

有的设置方法繁琐,不易操作。

故设计一款辅助转换工具,采用标准的三相功率源与相序表校验辅助工具实现相序表的检定。

2整机设计原理
2.1 工作原理
相序表校验辅助转换工具设计原理模块框图如图1所示:
图1 相序表校验辅助转换工具设计原理模块框图
相序表校验辅助转换工具MCU采用ARM Cortex-M3,为保证相序切换稳定且可靠,需将数字控制强电隔离,且切换过程中需有效避免电压源短路,电流源开路。

实时显示当前相序状态,实现一键切换功率源相序。

ARM Cortex-M3处理器是专门针对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高性能而设计的,其高性能,高代码密度,小硅片面积,三壁合一,使得Cortex-M3在很多领域成为理想的处理平台。

针对其软件优化设计的技术有:ARM汇编优化一般技术、基本运算优化,此外,Cortex-M3采用Thumb-2指令集,可通过使用Thumb-2指令优化设计,本文采用此款CPU主要考虑系统的实时性,可靠性,经济性。

3关键技术
3.1磁耦
磁耦消除了与光耦合器相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题;磁耦均带有25KV/us的瞬态共模抑制能力,且能够在电压差峰值560V的环境下正常工作。

磁耦器件可提供5000Vrms/min及6000V/10sec的电压隔离保护,多种型号的磁耦带有±15KV的ESD保护。

图2 磁耦设计电路图
3.2 电压电流切换电路
切换电路采用6B595级联实现的。

6B595芯片是串行数据输入,并行输出。

将CMOS转变寄存器并数据锁存,其漏级输出最高电流达500 mA。

主要应用于控制继电器。

如果两片6B595系列芯片一起工作,一个16位的移位寄存器便可以实现。

如图3,采用6B595芯片设计切换模块,继电器切换可靠,且电路设计简单。

电压切换电路采用镀金宏发继电器,减少输出阻抗不影响电压信号的精度。

图3电压切换电路
4创新点
4.1 继电器和抑弧电路切换电压信号
本装置可实现最大交流电压1000V切换。

如图4所示。

其中A,B两点分别为不同相电压输入端,C点为输出端,若在A点加上交流电
压,C点有一定的负载,通过控制电路实现K1线圈正负极两端通过直流电压,那么此时K1带电切换,继电器K1触点会出现有电弧,容易造成继电器粘连损坏。

固采用继电器K2、电阻R1及电容C1构成抑弧电路。

在切换继电器K1之前,预先切换继电器K2通过R1,C1限制回路中电流,给后级供电,后切换继电器K1接通A,C两点,然后再断开继电器K2。

图4
4.2继电器和续流电路切换电流信号
本装置可实现最大交流电流20A切换。

由于电流输出不能开路,固输出高端与低端需同时切换,需采用双刀双掷继电器,其中A,C两点与B,D分别为不同相电流输入端,E,F点为电流输出端,由于继电器切换有几毫秒到几十毫秒不等的延时,此继电器延时时间就是电流处于开路状态时间,电流一旦开路会导致功率源报警且停止输出,甚至损坏,为保证电流不能开路,采用四只大电流二极管构成的续流电路,如图5所示。

当电流输入端A点电流处于交流正半周时D2,D4导通,反之处于负半周时D1,D3导通,这样继电器在切换相序时,有四只二极管进行续流。

采用两只二极管串联既提高耐压,又减小电路中漏电流,使得续流电路更加稳定可靠。

图5
5外部接口设计
接口部分是连接内部控制CPU电路和外部电路的唯一通道,其可靠性直接影响标准表的性能。

在通信方面,本设计具有各种物理接口,如RS-485接口,RS-232接口等。

RS232接口具有许多优点。

如传输效率高,抗干扰能力强,安装简单。

因此,诸多国内电测设备主要采用RS - 232接口。

同时本设计中采取了许多保护措施,如隔离电源,过流保护,过压保护,与外界隔离输出等。

为了进一步确保通信可靠,应降低传输速度。

相序表校验辅助转换工具的RS232接口使用9600 bps的传输速率。

此传输速率完全可以提高,但由于能够使相序表校验辅助转换工具与上位机软件更安全可靠地传输数据,故如此设计。

6电源电路模块设计
电源模块是系统的核心部分,其稳定性和可靠性决定了整个系统的运作的稳定性和平稳性。

本设计中主要采用多路隔离开关电源[8],由于开关电源体积小、功率大、效率高,故采用开关电源。

7结论
本文设计的相序表校验辅助转换工具采用模块化结构设计,包括信号隔离模块,ARM控制采样模块,切换控制模块,RS232通信模块,电源模块和系统结构模块。

结构模块化能够实现每个功能模块独立的调整和测试,由于采用模块化结构设计,生产简便,质量可靠,缩短了整个产品的生产周期,并确保大规模生产。

参考文献:
[1] Analog Devices,Inc ADSP-BF532.Blackfin Processor Hardware ReferenceRev.3.0 2004
[2] 周立功.ARM微控制器基础与实践[M].《北京航空航天大学出版社》,2003.11.
[3] 马宏忠,胡虔生.软件同步采样的误差分析.《电工技术学报》 1996
[4] 吴建辉.《CMOS模拟集成电路分析与设计》(第2版)1999
[5] 胡荫林,李碧蓉.采样保持电路在正弦信号采集中的应用.《电子测量技术》 1995 第1期
[6] 张伏生,耿中行,葛耀中.电力系统谐波分析的高精度 FFT算法.《中国电机工程学报》 1999第3期
[7] 杨银堂贺斌朱樟明 CMOS斩波稳定放大器的分析与研究《电子器件》 2005年第1期
[8] 孟祥印,肖世德.基于先进集成电路多输出线性直流稳压电源设计《微计算机信息》 2005 第1期。

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