基于DSP 54X系列和ARM7的电能质量参数测量系统

论文摘要

随着近年来电力电子技术的迅速发展,在化工、冶金、电力传送、电气化铁道等行业,以及家用电器中非线性负荷的使用日渐增多,导致在电力系统中产生电压波动、暂态干扰、大量谐波等,并引起电压、电流波形发生畸变。因此电能质量扰动信号的检测已成为国内外的一个研究热点。只有对各电能质量参数进行精确的测量才能更好地了解电网运行状况,以保证电网平稳安全地运行。本论文开发设计了一种基于DSP与ARM的双核处理器架构的电能质量参数测量系统,采用模块化设计方案,降低了系统设计的难度,并提供了可扩展性,便于系统升级维护。整体系统分为运算处理单元与主控通信单元两个模块,在运算处理单元中采用TI公司的16位高精度6通道的模数转换采样芯片ADS8556将采集的模拟信号转换为数字信号送于DSP芯片进行处理,其具有精度高、速度快等特点,采集模块中的核心芯片采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5402,其具有较快的运算能力,和方便的通信接口,以与系统控制块进行数据传输;在系统控制模块单元中,选用NXP公司的LPC2138作为核心处理器芯片,其又分为液晶显示单元、SD卡可移动存储单元、串口单元等各子模块。通过对仪器的测试,结果表明了能够正常工作,实现了预期的设计目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电能质量参数的研究背景及其意义
• 1.1.1 谐波在电力系统中的危害
• 1.1.2 谐波的抑制与改善方法
• 1.2 电能质量参数测量的国内外研究动态
• 1.3 电力系统参数测量的数学分析方法介绍
• 1.4 本文的主要研究内容
• 1.5 本文的结构安排
• 第2章 电能质量参数测量及其相关算法
• 2.1 基本参数的测量
• 2.1.1 电压、电流有效值的测量
• 2.1.2 有功功率与视在功率的测量
• 2.1.3 无功功率的测量
• 2.1.4 电压电流间相位差的测量
• 2.2 频率的测量
• 2.3 电网谐波的测量
• 2.4 三相不平衡的测量
• 2.5 电压波动和电压闪变的测量
• 2.5.1 电压波动的测量
• 2.5.2 电压闪变的测量
• 2.6 供电电压偏差的测量
• 2.7 准同步算法
• 2.8 本章小结
• 第3章 运算处理单元的设计与实现
• 3.1 运算处理单元的功能
• 3.2 运算处理单元的硬件设计
• 3.2.1 信号变换电路
• 3.2.2 ADC 采样电路
• 3.2.3 核心信号处理器电路
• 3.2.4 存储器扩展电路
• 3.2.5 电源电路
• 3.3 运算处理单元的软件设计
• 3.3.1 系统主程序
• 3.3.2 数据采集子程序
• 3.3.3 数据计算子程序
• 3.3.4 数据传送子程序
• 3.4 本章小结
• 第4章 主控通信单元的设计与实现
• 4.1 主控通信单元主要功能
• 4.1.1 核心CPU 处理器芯片LPC2138
• 4.1.2 外围功能电路设计
• 4.2 主控通信单元软件设计部分
• 4.2.1 uC/OS-II 简介及其在LPC2138 上的移植
• 4.2.2 数据存储技术
• 4.2.3 电能质量参数测量结果显示界面
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 本文工作的总结
• 5.2 对本文工作的展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 作者简介
• 致谢
• 详细摘要