一种风电用四通道正弦信号发生器的制作方法

本实用新型涉及信号发生器技术领域，尤其涉及一种风电用四通道正弦信号发生器。

背景技术：

风力发电是绿色能源之一，在风力发电机系统中，发电机发出电能，经过逆变进行并网，其中主要是环节是，可控整流、逆变、保护等等。在此环节中，电压、电流等都是通过互感器或者霍尔转换为10V以内的三相交流信号。此信号进入到各种控制器或者保护器中。风力发电机组在运行过程中，控制器和保护器的采样回路难免会出现失真或者故障，同时再检修过程中也需要，一个精准的三相正弦信号源对控制器和保护器进行校准。

传统的信号源，大部分都是两相信号源，并且输出的信号源幅值都是5V以内。当传统信号源用于此处进行检测检修时，由于此处需要三相交流信号，所以两相信号源不适合。并且传统信号源的信号输出幅值都为5V以内，对于此场合也不太实用。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少克服上述缺陷之一提供一种风电用四通道正弦信号发生器，以同时提供四相正弦信号。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

本实用新型的一个方面提供了一种风电用四通道正弦信号发生器，包括：触摸屏控制器； DDS芯片，DDS芯片与触摸屏控制器相连；滤波电路，滤波电路连接DDS芯片；放大电路，放大电路连接滤波电路；系统总供电电路，系统总供电电路连接触摸屏控制器、DDS芯片、滤波电路和放大电路，为触摸屏控制器、DDS芯片、滤波电路和放大电路提供各自所需的电能；其中，DDS芯片至少包括四路输出；滤波电路至少包括四个滤波模块，每个滤波模块分别连接DDS芯片的一路输出；放大电路至少包括四个放大模块，每个放大模块分别连接一个滤波模块。

另外，触摸屏控制器与DDS芯片通过SPI进行通讯。

另外，触摸屏控制器包括：触摸屏以及STM32处理器；触摸屏与STM32处理器通过USART进行通讯。

另外，STM32处理器与DDS芯片通过SPI进行通讯。

另外，系统总供电电路包括：5V输出和±15V输出。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，采用本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器，可以同时提供四相正弦信号，每相信号的幅值都可以单独控制，最大幅值峰峰值10V，且每相相位可以单独控制。由此可以方便维护维修人员检测和检修电流电压采样回路的校准与故障判定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的原理图；

图2为本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的触摸屏操作界面功能示意图；

图3为本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的放大电路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的系统总供电电路输出示意图；

图5为本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的使用示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器的原理图，参见图1，本实用新型实施例提供的风电用四通道正弦信号发生器，包括：

触摸屏控制器；

DDS芯片，DDS芯片与触摸屏控制器相连；

滤波电路，滤波电路连接DDS芯片；

放大电路，放大电路连接滤波电路；

系统总供电电路，系统总供电电路连接触摸屏控制器、DDS芯片、滤波电路和放大电路，为触摸屏控制器、DDS芯片、滤波电路和放大电路提供各自所需的电能；

其中，

DDS芯片至少包括四路输出；

滤波电路至少包括四个滤波模块，每个滤波模块分别连接DDS芯片的一路输出；

放大电路至少包括四个放大模块，每个放大模块分别连接一个滤波模块。

具体地，

触摸屏控制器：主要是人机接口，实现了一个友好的用户操作界面，用户通过点击触摸方式，方便直观的就行频率、相位、幅值的更改。作为本实用新型的一个可选实施方式，触摸屏控制器与DDS芯片通过SPI进行通讯。即触摸屏控制器通过SPI通讯的方式控制AD9959 工作。作为本实用新型的一个可选实施方式，触摸屏控制器包括：触摸屏以及STM32处理器；触摸屏与STM32处理器通过USART进行通讯。其中，STM32处理器与DDS芯片通过SPI 进行通讯。参见图2，触摸屏操作界面的功能示意图中，4个通道的频率设置范围为30Hz到 1KHz，相位设置范围0°至359°，幅值设置范围0V至10V。触摸屏控制器通过USART把数据指令传输到STM32处理器。之后STM32处理器通过SPI总线控制AD9959芯片进行信号输出。

DDS芯片：本实用新型中的DDS芯片可以采用AD9959高精度DDS芯片实现，其中，AD9959通过触摸屏控制器进行控制，通过DDS频率合成的方式产生正弦波形。STM32处理器通过查正弦波表的把值写入AD9959的累加器，之后通过AD9959内部的高精度DAC转化为电压值，AD9959根据时钟周期，周期性的查找正弦波表。通过DAC转化为正弦阶梯信号，最后通过外部滤波器，还原为一个完美的正弦信号。

滤波电路：本实用新型中的滤波电路为带通滤波器，对30hz-1Khz的波形进行滤波，消除高频干扰，同时把阶梯的正弦信号还原成标准正弦信号。

放大电路：本实用新型中的放大电路可以采用INA114运放芯片，对前级信号就行放大，保证输出信号的峰峰值在10V以内。本实用新型的放大电路可以采用图3所示的放大电路，在此运算放大电路中，Iana_OUT1为输入信号，IGBT_Iana_OUT1为输出信号，通过该放大电路，可以减少对前级电路的影响，使前级电路输出的信号不失真，增大放大倍数，并提高后级的带载能力。

系统总供电电路：系统总供电电路的提供系统中的所有电源。作为本实用新型的一个可选实施方式，系统总供电电路包括：5V输出和±15V输出。参见图4，系统总供电电路的供电电源为220V交流输入，通过变压器降压值ac12V，通过整流桥整流至直流电压，之后通过开关电源，分别变为5V和±15V。其中，5V电源供给触摸屏和AD9959，±15V供给放大电路。

本实用新型提供的风电专用四通道发生器的生成波形原理如下：

正弦波从0°至360°的对应值都存在STM32处理器的内部空间中，STM32处理器实时的把此对应值发送至ad9959对应的寄存器内，之后ad9959的内部DAC根据此寄存器的值转化为对应的电压值，之后此电压值通过滤波电路和放大电路，输出至外部。

参见图5，本实用新型提供的风电专用四通道发生器使用步骤如下：

1、信号发生器的电源输入接AC220V。

2、查看控制器或者保护器的信号输入幅值。

3、调节信号发生器的频率、幅值、相位。

4、把ABC三相信号接入至控制器。

5、查看控制器的采集电压或者电流。

6、根据控制器的实际采集值和标准值做比较。

通过本实用新型提供的风电用四通道正弦信号发生器，可以同时提供四相正弦信号，每相信号的幅值都可以单独控制，最大幅值峰峰值10V，且每相相位可以单独控制。由此可以方便维护维修人员检测和检修电流电压采样回路的校准与故障判定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。