PDF《用DSP实现三相全控整流电路故障在线诊断》

2 ) 同步信号单元.增设该单兀 的目的是对交流信号的 频率进行实时跟踪, 以实现 自适应采样.该单元将输 人交 琉信 号整形为方波信号 , 然后送D S P 芯 片内的捕 获单元, 捕获单儿 能够对 方波 信号 的边沿跳变产生感应 ,并捕获住该时刻定时 器的计数值 , 从而测出信 号频率 (

3 ) 核心D S P 处理器. 装置的核心 为美国德州仪器 公司用

2 0

0 3 .

5 ( 总第

3 8期】困万方数据 庚命

4 1 A主持人: 党毅G1 : AN G X I DI A N Y E 电力科技论文平台 交 流信 号 直流信号 TMS3

2 0 F

2 4

0 DS P芯片 主程序起监拧 、 管理程序执行作用 , 主要完 成系统初始化 , 变量初始化 , 以及调用各功能子 程序, 其流程如图3 所小 子程序分为频率测量 、数据采集 、电量计 算 故障诊断和信息显示五个模块 其中频率测 最 和数据采 集模块 是通过 中断响应进 行调 用的.为防止频谱泄露 保证计算精度, 数据采样 频率为6

4 k H Z , 即一个 信号周期采样6

4 点 在电 量计算模块中 , 需要进行以下计算 : ①相电压有效值和线电压幅值的汁 算.相 电压有效值计算公式为 : 图2故障诊 断装备结构原理图 、 _ 、 厉:二-

1 .

1 1 一V T ' 静态CMOs技 术生产的' I ' MS

3 2

0 1 '

2 4

0 D S P 芯片,它 属干TMS

3 2

0 C

2 0

0 1 〕 系列 , 该系列芯 片 专门为工业应用而设计开发 具有功耗低 、 比价比高的特点.T x s

3 2 O F

2 4

0 芯片内部采用的 是改进的哈佛结构 , 程序总线 与数据总线分离 , 且集成有专 门 的乘法器.因此 运行速度高 每秒可执行2

0 M条指 令, 几乎所 有的指令都可以在5

0 n s 的单周期 内完成 ,

1 ' M S

3 2

0 F

2 4

0 芯片除 了具有用于高速信号处理和数字控制功能所必需的结构特点 外 同时还集成有控制应用方案所需的外设功能 .在 设计 中, 便使用了 该芯片内部的一t t e 外设: :

1 ) 采样单元(该单元包含2 路10位A / D 转 换器 , 有16个模拟 输人通道 , 可同时采集2 路模 拟信号;

②捕获单儿 该 单少 ' 与定时器相配合, 可实现测频功 能 ③数字V ( ) 接口. , 通过该接口 可以实现控制信号 输出, 以及与液晶 显示屏进行 串行通讯 等功能 (

4 ) 信息输出单 元. 各电 量计算结果, 及故障诊断 情况可 由L C D 液晶屏显l i p 出来 且故障发生时还伴有声光报警 对 上述公式 的积 分部分 进行 离散化处理 后.得到:U= Y T 硕蔽 一Cnit-

1 i , n ' k n , _ } 式中 T : 为信号的周期 ;

At : 为采样 周期 ;

n : 为采 样次数;

u , : 为电 压第k 次采样值' 从而线电) Y . 幅值为 : U . . - - - - " 月xX门U=

2 .

4 5

1 ②自 流电 压的 傅里叶变换. 设计中, 采用的 是6

4 点基-

2 的F"运算 , 计算后得到各谐波分量 的实部 〔 R e) 和虚部 〔

1 .) 则有 : n 次谐波幅值 : A 汗、 爪护+ Im 气啾谐波相位:lp.}amtan箫4软件设计 软件部分是用汇编语言编写 , 采用了模块化结构 , 分为主 程序和子程序两大部分

5 实验结果及结论 该装置安装 、 调试完 毕后 , 在 实验室中进行 了运行测试 测试结果表明 ,装置对三相全控枯流电路处 T整流 工作状态 下的各类故障情况都能做 出有效诊断 , 这说明故障诊断方 法是正确的, 设计方案是可行 的. 实际f, 如果对故障诊断 判据加以改动, 该装置还可应 用于其他整流电路的故障诊 断,如三相半控整流电路 等 参考文献 】 、 徐德鸿 程肇基, 崔学军, 用傅里叶分析法诊断电力 电 子电路的故障, 浙江大 学学报,