基于arm及磁平衡式互感器的电量数字化转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电量数字化转换器，尤其是涉及一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器。
【背景技术】
[0002]保证电能质量的高稳定性，这一课题已经成为电力公司和其他发电部门急需解决的重要问题，解决方法一般依靠监测、记录、分析电能质量的运行情况，从而得到电能质量的各种有效数据，通过这些数据来釆取相应的应对措施，目的是改善电能质量。目前市场上存在一些电能监测设备，不过大部分功能简单，已经不适应当前对电能质量的监控的需求，于是市场上涌现一批研发人员对高精度、多功能的电能质量监控设备进行理论研宄和实践。另外，随着数学算法的创新，高端芯片技术的长足进步，利用新技术、新理论、新手段让电能监测设备有具有多功能、高时效性的特点，进而有利于发现用户供电的问题与规律，改善电能质量。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高了测量精度的基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和ARM芯片，所述的ARM芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
[0006]所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
[0007]所述的检测电路包括电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路与第一磁平衡式互感器连接，所述的电压检测电路与第二磁平衡式互感器连接。
[0008]每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
[0009]所述的处理电路对电信号的处理，包括；计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
[0010]与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，无需添加外设AD转换装置，将磁平衡式互感器直接与ARM控制芯片互连；通过磁平衡式互感器与ARM控制芯片的低功耗、高性能，有效提高检测精度，节约产品成本，对电网质量进行有效的监测，同时预留多方面功能扩展空间，功能更加完善。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构示意图
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0013]实施例
[0014]电网中的信号电压都是220V/380V电压或是更高，利用现有的电子装置进行测量，无法进行直接测量，利用绕组线圈感应电流将电网信号变为可测的电流信号传送到装置中。本发明采用磁平衡式互感器。将电网信号接入到磁平衡式互感器的原边线圈，通过产生的感应电流接入到ARM芯片，完成对电流信号的检测；将电网电压信号通过串联一个电阻R转变为电流信号后，同样通过一个磁平衡式互感器可测得具体大小。
[0015]如图1所示，本发明电量数字化转换器，包括相互连接的磁平衡式互感器和ARM芯片3，所述的ARM芯片3包括依次连接的检测电路、处理电路33和抑制信号输出电路34，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
[0016]所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器I和第二磁平衡式互感器2，所述的第一磁平衡式互感器I的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器2的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
[0017]所述的检测电路包括电流检测电路31和电压检测电路32，所述的电流检测电路31与第一磁平衡式互感器I连接，所述的电压检测电路32与第二磁平衡式互感器2连接。
[0018]每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
[0019]图1中第一磁平衡式互感器I用于电流检测，设三线圈匝数分别为n1Q、nn、n12;第二磁平衡式互感器2用于电压检测，设其设三线圈匝数分别为η2(ι、η21、η22ο将两磁平衡式互感器的第三绕组与ARM控制芯片相连，检测感应电流大小i2o根据感应电流ip “大小，调整ARM芯片输出的抑制电流信号i3、i4，让副边线圈在聚磁环中产生的磁场与第一、第三线圈的所产生的磁场相互抵消，从而使“为O。
[0020]利用ARM实现对电信号的采集和数据处理，得到电流、电压、有功功率等参数值，同时利用FFT，Hilbert等算法计算出各次谐波含量、无功功率以及功率因数。并且通过软件设计，对各个环节进行时序控制和计算、传输处理。
[0021]同时要强调的是，本说明书选取并具体描述的实施例，是用于更好地解释本发明的原理和实际应用，因而，本发明优选实施例只是说明性的，不限制该发明于所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，在【具体实施方式】上可作多样的变化。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和ARM芯片，所述的ARM芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的磁平衡式互感器包括两个，分别为第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的检测电路包括电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路与第一磁平衡式互感器连接，所述的电压检测电路与第二磁平衡式互感器连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别为第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的处理电路对电信号的处理，包括；计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
【专利摘要】本发明涉及一种基于ARM及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和ARM芯片，所述的ARM芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。与现有技术相比，本发明具有设计合理，结构简单，低成本，无需添加外设AD转换装置，将磁平衡式互感器直接与ARM控制芯片互连；通过磁平衡式互感器与ARM控制芯片的低功耗、高性能，有效提高检测精度，节约产品成本，对电网质量进行有效的监测，同时预留多方面功能扩展空间，功能更加完善。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104678215
【申请号】CN201510056374
【发明人】殳国华, 陈敏捷, 周平, 李丹, 张士文
【申请人】国家电网公司, 国网浙江省电力公司, 上海交通大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月3日