一种用于三相变流器控制的数据采集器的制造方法
【专利摘要】一种用于三相变流器控制的数据采集器，其特点是：包括电压电流信号输入接口电路，电压信号调理电路，电流信号调理电路，电压过零点方波信号调理电路，供电电源电路，基准电压信号电路和AD转换电路电连接；电压信号调理电路具有三路电压输入，电流信号调理电路具有三路电流输入，电压信号调理电路和电流信号调理电路能够将采集并网三相变流器各相电压、电流模拟信号经过调理、通过AD转换电路的AD转换基准电压信号电路变换传送给控制系统CPU接口。具有数据采集精确、安全性高、信息采集路数多、范围大的优点，三相变流器运行出现故障时，及时将故障信息反馈给控制端，以便及时处理，增强了三相变流器工作的可靠性。
【专利说明】一种用于三相变流器控制的数据采集器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于三相变流器控制的数据采集装置，属于三相变流器控制领域。
【背景技术】
[0002]三相变流器应用于电力系统各个方面，是极其重要的电力设备。不过随着其应用的日趋广泛，对于三相变流器的控制与状态的监测也越来越具有研究价值。
[0003]目前，国内对于三相变流器的数据采集技术研究和数据采集器的成品较少，对于静止无功功率补偿装置、有源电力滤波器和光伏并网逆变器等电力装置，随着装置性能要求的提高，对数据采集速度、数据采集的精度要求更高，故用于三相变流器控制的数据采集器的研究具有很大的研究价值。
【发明内容】
[0004]为了提高三相变流器性能，提高其数据采集器的数据采集速度、数据采集的精度，现提供一种用于三相变流器控制的数据采集器。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于三相变流器控制的数据采集器，它包括:一种用于三相变流器控制的数据采集器，其特征是:它包括:电压电流信号输入接口电路，电压信号调理电路，电流信号调理电路，电压过零点方波信号调理电路，供电电源电路，基准电压信号电路和AD转换电路电连接；所述的电压信号调理电路具有三路电压输入，电流信号调理电路具有三路电流输入，所述的电压信号调理电路和电流信号调理电路能够将采集并网三相变流器各相电压、电流状态模拟信号经过电压信号调理电路和电流信号调理电路对电压信号和电流信号的调理，通过AD转换电路的AD转换和基准电压信号电路的变换传送给控制系统CPU接口。
[0006]本实用新型的有益效果是，本实用新型所述的一种用于三相变流器控制的数据采集器，串联在三相变流器和控制端CPU之间，采用三路电压信号采集和三路电流信号采集，经过信号的处理之后在CPU的控制下利用AD转换电路的转换芯片进行相应的AD转换和基准电压信号电路的变换，将三相变流器的运行数据以数字信号的形式传送给CPU，可以起到对三相变流器运行状态数据进行实时采集的作用，与传统数据采集器相比较，具有数据采集精确、安全性高、信息采集路数多、范围大的优点，三相变流器运行出现故障时，可以及时将故障信息反馈给控制端，以便及时处理，增强了三相变流器工作的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的一种用于三相变流器控制的数据采集器结构框图；
[0008]图2是图1中电压电流信号输入接口电路I原理图；
[0009]图3是图1中电压信号调理电路2原理图；
[0010]图4是图1中电流信号调理电路3原理图；[0011]图5是图1中基准电压信号电路4原理图；
[0012]图6是图1中供电电源电路5原理图；
[0013]图7是图1中AD转换电路6原理图；
[0014]图8是图1中电压过零点方波信号调理电路7原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面利用附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0016]参照图1，本实用新型的一种用于三相变流器控制的数据采集器，包括:电压电流信号输入接口电路1，电压信号调理电路2，电流信号调理电路3，电压过零点方波信号调理电路7，供电电源电路5，基准电压信号电路4和AD转换电路6电连接；所述的电压信号调理电路2具有三路电压输入，电流信号调理电路3具有三路电流输入，所述的电压信号调理电路2和电流信号调理电路3能够将采集并网三相变流器各相电压、电流状态模拟信号经过电压信号调理电路2和电流信号调理电路3对电压信号和电流信号的调理，通过AD转换电路6的AD转换和通过基准电压信号电路4变换传送给控制系统CPU接口。
[0017]参照图2，电压电流信号输入接口电路I包括电压、电流输入端子Jll分别与电压信号调理电路2的电压输入端Ua、Ub、Uc和电流信号调理电路3的电压输入端la、lb、Ic电连接。
[0018]参照图3，电压信号调理电路2具有Ua、Ub、Uc三路相同的电压输入电路，其中:电压信号调理电路2的电压Ua的接线端，电阻RA10，型号为TV0815-1的电压互感器TVl，电容CA6?CA8，电阻RA8、RA9，型号为0PA2227U的运算放大器03A，电阻RA7，电位器RWl，电阻RAl?RA6，电容CAl?CA5，型号为0PA2227U运算放大器03B和型号为1SS362FV的嵌位二极管组V3电连接；电压信号调理电路3的电压Ub的接线端，电阻RB10，型号为TV0815-1的电压互感器TV2，电容CB6?CB8，电阻RB9、RB8,型号为0PA2227U的运算放大器04A，电阻RB7,电位器RW2，电阻RB1?RB6，电容CB1?CB5，型号为0PA2227U的运算放大器04B，型号为1SS362FV的嵌位二极管组V4电连接；电压信号调理电路3的电压Uc的接线端，电阻RC10，电容CC6?CC8，电阻RC8、RC9，型号为0PA2227U的运算放大器05A，电阻RC7，电位器RW3，电阻RCf RC6，电容CCf CC5，型号为0PA2227U的运算放大器05B，型号为1SS362FV的二极管V5电连接。电压互感器TVl的I号接口、电压互感器TV2的I号接口、电压互感器TV3的I号接口连接。
[0019]参照图4，电流信号调理电路3具有la、lb、Ic三路相同的电流输入电路，其中电流Ia的接线端，型号为TA0913-2M的电流互感器T11，电容CD6?CD8，电阻RD8、RD9，型号为0PA2227U的运算放大器06A，电阻RD7，电位器RW4，电阻RD1?RD6，电容CD1?CD5，型号为0PA2227U的运算放大器06B，型号为1SS362FV的嵌位二极管组V6电连接；其中电流Ib的接线端，型号为TA0913-2M的电流互感器T12，电容CE6?CE8，电阻RE8、RE9，型号为0PA2227U的运算放大器07A，电阻RE7，电位器RW5，电阻REl?RE6，电容CEl?CE5，型号为0PA2227U的运算放大器07B，型号为1SS362FV的嵌位二极管组V7电连接；电流Ic的接线端，型号为TA0913-2M的电流互感器T13，电容CF6?CF8，电阻RF8、RF9，型号为0PA2227U的运算放大器08A，电阻RF7，电位器RW5，电阻RFl?RF6，电容CF1?CF5，型号为0PA2227U的运算放大器08B，型号为1SS362FV的嵌位二极管组V8电连接。[0020]参照图5，基准电压信号电路4由电容C13?C17，型号为ISL21009BFB825Z的基准电压BI，型号均为0PA2227U的运算放大器01A、01B，电容C13?C17电连接组成。基准电压为2.5V，电源电压AV+与AV—之间串联两个电容C16、C17，电容间接模拟地，型号为ISL21009BFB825Z的基准电压BI的2接口接5V电源，1、4接口接模拟地，2、I接口间并联电容C13、CU, 6号接口得到2.5V基准电压，并经电容C15接地，6号接口分别接型号均为0PA2227U的运算放大器01A、OlB的3、5号接口，型号为0PA2227U的运算放大器OlA的8、4号接口分别接电源电压AV+、AV-，2、1号接口相连得到基准电压2.5V-2，型号为0PA2227U的运算放大器OlB的6、7号接口相连得到基准电压2.5V-1。
[0021]参照图6，供电电源电路5由输入端子J1，二极管Dl、D2，电容Cl、C2，电阻R1，电容C9?C12，电感L3，型号为ASl117—3.3的低压差线性稳压器P2，电容C3、C4，型号为WRB1205LT-2W的DC/DC模块Pl，电阻R2?R5，发光二极管D3?D6和电容C13?C17电连接组成。
[0022]参照图6和图5，供电电源电路5的型号为ASl117—3.3的低压差线性稳压器P2的3号接口接5V电源，并经并联的电容C9、C10与型号为AS1117—3.3的低压差线性稳压器P2的I号接口共同接地，型号为ASl 117—3.3的低压差线性稳压器P2的2号接口经并联的电容C11、C12与其I号接口共同接地，其2号接口经电感L3后得到3.3V电压，地与模拟地直接经电阻Rl相连，输入端子Jl的I号端口经二极管Dl得到电源电压AV+，并经电容Cl与其2号端口共同接地，输入端子Jl的3号端口经反接的二极管D2得到电源电压AV-，并经电容C2与2号端口共同接地，地与模拟地接经电阻R25相连，型号为WRBl205LT-2WDC/DC的模块Pl的I号接口接地，其16号接口接电源AV+，I号和16号接口间经电容C3相连，9接口得到5V电压，10接口接模拟地，9和10接口间经电容C4相连，模拟地经电阻R2、发光二极管D3与AV-相连，AV+经电阻R3、发光二极管D4与模拟地相连，得到的5V电压，即型号为WRB1205LT-2WDC/DC的模块Pl的9号接口经电阻R4、发光二极管D5与模拟地相连，得到的
3.3V电压，即电感L3另一端经发光二极管D6、电阻R5与地相连。电源电压AV+与AV-之间串联两个电容C16、C17，电容间接模拟地；基准电压信号电路4的型号为ISL21009BFB825Z基准电压BI的2接口接5V电源，其1、4接口接模拟地，2、1接口间并联电容C13、C14，6号接口得到2.5V基准电压，并经电容C15接地，6号接口分别接型号均为0PA2227U的运算放大器01A、01B的3、5号接口，型号为0PA2227U的运算放大器OlA的8、4号接口分别接电源电压AV+、AV-，其2、I号接口相连得到基准电压2.5V-2，型号为0PA2227U的运算放大器OlB的6、7号接口相连得到基准电压2.5V-1。
[0023]参照图7，AD转换电路6包括时钟电路、译码电路和AD转换及单片机连接电路。由电容C35、C36，型号为0SC7050-NAB0A-4.5MHz的有源晶振OSC组成时钟电路:型号为0SC7050-NAB0A-4.5MHz的有源晶振OSC的4号接口接3.3V电压，并经电容C35接地，3号接口得到时钟信号，并经电容C36与2号接口共同接地。由电容C25，型号为SN74LVC138APW3/8的译码器U3构成译码电路，型号为SN74LVC138APW3/8的译码器U3的16接口接3.3V电源，3.3V电源与地之间接电容C25，15接口接型号为ADS8364的AD转换芯片U4的31号接口，I?6接口分别接双排插针J3的4、5、6、9、8、7接口，型号为SN74LVC138APW的3/8译码器U3的8接口接地。由电容C26?C34，电感L4，电阻Rl7，双排插针J2、J3，型号为ADS8364的AD转换芯片U4构成AD转换及与单片机连接电路，型号为ADS8364的AD转换芯片U4的64、63号接口分别接电容CAl与电阻RAl、RA2相连端，2、I号接口分别接电容CBl与电阻RB1、RB2相连端，6、7号接口分别接电容CCl与电阻RC1、RC2相连端，12、11号接口分别接电容⑶I与电阻RDl、RD2相连端，16、17号接口分别接电容CEl与电阻RE1、RE2相连端，19、18号接口分别接电容CFl与电阻RFl、RF2相连端，62号接口接基准电压2.5V-1，并经并联的电容C26、C27接模拟地，3、8、13、59接口相连接5V电源，并经并联的电容C28、C29.C30.C31与60、9、14、4、10、5、15端口共同接模拟地，3.3V电压经并联电容C33、C34与端口 25、32、49共同接地，5V电源经电感L4接端口 22，21号接口经电阻Rl7接模拟地，两接口间接电容C33，48?33接口接双排插针J2的5?20接口，30、24、50接口接3.3V电压，29号接口接双排插针J3的13接口，28号接口接型号为0SC7050-NAB0A-4.5MHz的有源晶振OSC的3接口，56、57、58接口接双排插针J3的11接口，51号接口接双排插针J3的12号接口，55、54、53接口接双排插针J3的1、2、3接口，27接口接双排插针J3的14接口，52、53号接口接地，双排插针J2的1、2接口接模拟地，3、4接口接地，双排插针J3的10接口接型号为0SC7050-NAB0A-4.5MHz 的有源晶振 OSC 的 3 接口，19 接口接型号为 SN74AUC1G79DCK 的单D触发器U2的4接口，20接口接地。CPU发出控制信号通过双排插针J3输入，并与型号为SN74LVC138APW的3/8译码器U3配合共同对型号为ADS8364的AD转换芯片U4进行控制和调整。
[0024]参照图8，电压过零点方波信号调理电路7由电容C18、C19，型号均为0PA2227U的运算放大器02A、02B,电阻R6?R15，二极管D7、D8，型号均为TL714CD的比较门CPUCP2，电容C20、C21，二极管D7、D8，型号为1SS362FV的嵌位二极管组V1、V2，型号为SN74LVC1G08DCK的单与门Ul，型号为SN74AUC1G79DCK的单D触发器U2，电阻R16，电容C22、C23、C24构成。电源正极与负极直接接电容C18、C19，电容之间接模拟地，电阻RAl与电容CAl连接端接型号为0PA2227U的运算放大器02A的3号端口，2号端口与I号端口相连，8号、4号端口分别接电源AV的正负极，型号为0PA2227U的运算放大器02B的5号端口接基准电压2.5V，6号、7号端口相连经电阻R7接型号为TL714⑶的比较门CPl的2号接口，型号为0PA2227U的运算放大器02A的2号端口与I号端口经电阻R6接型号为TL714⑶的比较门CPl的3号接口，型号均为TL714⑶的比较门CP1、CP2的8号、5号接口分别接5V电源和模拟地，型号为0PA2227U的运算放大器02A的I号接口和型号为0PA2227U的运算放大器02B的7号接口分别经电阻R12、Rll接型号为TL714⑶的比较门CP2的2、3接口，型号为TL714⑶的比较门CP1、CP2的6号接口分别经电阻R8串联二极管D7和电阻R13串联二极管D8接其3接口，分别经电阻R9、R14并联接5V电源和经电容C20、C21接模拟地，分别经电阻R10、R15接型号均为1SS362FV的嵌位二极管组V1、V2的3号接口并分别接型号为SN74LVC1G08DCK单与门Ul的1、2接口，型号均为1SS362FV的嵌位二极管组V1、V2的2号接口接3.3V电源，I号接口接地，型号均SN74LVC1G08DCK的单与门Ul的3号接口接地，5号接口接3.3V电源，并经电容C22接地，4号接口接型号为SN74AUC1G79DCK的单D触发器U2的2号接口，2号接口经电阻R16接型号为SN74AUC1G79DCK的单D触发器U2的I号接口，型号为SN74AUC1G79DCK的单D触发器U2的I号接口经电容C24与3号接口共同接地，5号接口接3.3V电源同时经电容C23接地。型号为SN74AUC1G79DCK单D触发器U2的4号接口得到采样波形和采样周期以供控制系统CPU使用。
[0025]本实用新型一种用于三相变流器控制的数据采集器的工作原理是:系统运行时，三相变流器的包括电压和电流的工作数据通过电压、电流输入端子Jll输入采集器，可采集3路电压和3路电流信号，采集的模拟量信号经信号的处理、运放和采样后，送给由CPU控制工作方式，型号为ADS8364的AD转换芯片进行转换得到CPU能识别的数字信号，从而将三相变流器的包括电压和电流的工作数据传送给CPU进行处理。
【权利要求】
1.一种用于三相变流器控制的数据采集器，其特征是:它包括:包括电压电流信号输入接口电路，电压信号调理电路，电流信号调理电路，电压过零点方波信号调理电路，供电电源电路，基准电压信号电路和AD转换电路电连接；所述的电压信号调理电路具有三路电压输入，电流信号调理电路具有三路电流输入，所述的电压信号调理电路和电流信号调理电路能够将采集并网三相变流器各相电压、电流状态模拟信号经过电压信号调理电路和电流信号调理电路对电压信号和电流信号的调理，通过AD转换电路的AD转换和基准电压信号电路变换传送给控制系统CPU接口。
【文档编号】G01R19/00GK203551642SQ201320716646
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】张伟, 王振南, 刘凤珍, 全凤岐, 张志毅, 李花顺, 王振浩, 李卫国, 辛业春, 陈厚合 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司, 吉林省电力有限公司吉林供电公司, 辽宁电能发展股份有限公司, 东北电力大学